地铁工程用抗渗高阻抗混凝土制备技术及优化设计

为了得到抗渗和力学性能均佳且适用于地铁工程用的高阻抗混凝土,配置出了强度等级为C50的高性能混凝土。在基准配比的基础上,开展了混凝土的工作性能、抗渗性能、电阻率以及力学性能试验,研究了不同水灰比(0.30、0.35、0.40、0.45和0.50)、不同粉煤灰(质量分数为0%、2%、4%和6%)和减水剂掺量(质量分数为0%、2%、4%和6%)对混凝土性能的影响规律及内在机理。结果表明:水灰比、粉煤灰和减水剂均对混凝土抗渗性能和电阻率影响显著,其改善效应由高往低依次为水灰比、粉煤灰、减水剂;随着水灰比的增加,混凝土抗渗性能和电阻率随之减小;粉煤灰和减水剂掺量的增加对混凝土抗渗和抗导电性能均有提高作用。本研究所配置的抗渗高阻抗混凝土满足地铁工程施工和力学性能的要求。

非晶合金纤维和钢纤维单/混掺增强混凝土开裂及断裂性能研究

为探索纤维混凝土抗裂性能,本文研究了不同类型纤维(平直型钢纤维、平直型非晶合金纤维、钢纤维+非晶合金纤维)和不同纤维体积掺量(1.0%,1.5%和2.0%)混凝土的早期开裂性能和硬化后的断裂性能。首先通过平板法试验并借助数字图像对混凝土的早期裂缝特征进行量化分析,评估了纤维混凝土的早期开裂性能;再通过带切口棱柱体试件的三点弯曲试验,基于双K断裂参数,分析并评估了混凝土硬化后的断裂性能。结果表明,钢纤维单掺和混掺纤维混凝土的早期抗裂性能最好;纤维掺量由1.0%增加至2.0%时,钢纤维、合金纤维和混掺纤维混凝土失稳韧度分别增加了58.9%、44.3%和55.5%,且掺量为2.0%的混掺混凝土断裂能是普通混凝土的11.8倍。钢纤维和非晶合金纤维可在混凝土硬化过程的不同时期发挥协同作用,两种纤维混掺不仅能阻止混凝土早期的塑性开裂,还可有效控制硬化后受拉裂缝的形成和发展,达到分阶段抗裂的目的。综合考虑混凝土的早期开裂性能、硬化后受拉性能以及断裂性能,体积掺量相同情况下混掺纤维混凝土整体性能更优。

工业固废粉末对自密实高性能混凝土性能的影响

为研究不同工业固废粉末对自密实高性能混凝土力学性能和耐久性的影响机理,对掺入不同比例粉煤灰、矿渣、石灰粉末、煤矸石粉末和大理石粉末的混凝土进行了试验研究。通过测试混凝土的坍落扩展度、T50流动时间、L型仪和V型仪流动时间来评估其施工性能,通过测试混凝土超声波波速和抗压强度来分析其力学性能,通过测试混凝土通电量和水渗透深度来表征其耐久性。结果表明:粉煤灰、矿渣、石灰粉末、煤矸石粉末及大理石粉末可用于配制施工性能和耐久性均佳的自密实高性能混凝土;粉煤灰和矿渣粉末的允许掺量分别为35%(质量分数,下同)和60%,煤矸石、石灰粉末和大理石粉末的允许掺量各为30%,粉煤灰的添加有利于提高混凝土的流动性,使其坍落扩展度最大可达到750 mm;除石灰粉末外,增加工业固废粉末掺量也可提高混凝土抗氯离子渗透性能,但增加细粉的掺量会降低混凝土的抗渗性能和抗压强度,其中,掺入30%石灰粉末的混凝土抗压强度下降最明显,降幅达到20.8%。