基于流变特性的粗骨料级配优化设计

采用ICAR流变仪测试了三级配粗骨料不同比例组成时新拌混凝土的性能,在宾汉姆模型的基础上,得到了流变参数。探究了粗骨料级配对扩展度、屈服应力和塑性粘度的影响,进而综合评述屈服应力和塑性粘度的最优范围,对混凝土三级配粗骨料组成进行了优化。结果表明,改变粗骨料的级配组成能够明显影响混凝土的流动性和流变参数,另一方面,通过控制新拌混凝土流变参数,可以确定不同级配粗骨料的最优组配。因此,通过限定适宜的流变参数范围,可以指导混凝土的组成设计。

粗颗粒钢渣与生料高温煅烧生产水泥熟料实验研究

将粒径为1～3mm粗颗粒钢渣与水泥生料混合煅烧，对所得熟料进行了Ⅺ王D、SEM等分析，研究了粗颗粒钢渣和水泥生料在不同温度煅烧后钢渣自身矿物种类和形貌改变以及所得熟料性能。结果表明，钢渣在1350℃或1450℃高温煅烧后，XRD图谱中RO相特征峰位置发生变化，表明以FeO为主要基体的RID相转变为以MgO为基体的R0相，RO相中Mg与Fe比例由1：1．5上升至9．6：1。粗颗粒钢渣和生料经1450℃高温煅烧，能够烧制出质量较好的熟料。高温作用下，钢渣与生料在界面处发生了化学反应，生料中钙相与钢渣中铁铝相生成了以Fe、Al、Ca为主要元素的片状或团状中间相矿物，结合X射线衍射分析可判断该过渡区域矿物为C4AF矿物，且当煅烧温度由1350℃上升至1450℃后，过渡反应区矿物中Fe、Al相比例明显增加，钢渣的参与程度提高。

骨料裹浆厚度对混凝土流变性能的影响

基于Bingham模型,测试了不同骨料裹浆厚度时新拌混凝土的流变参数,探究了骨料裹浆厚度对新拌混凝土流变性能的影响。结果表明,改变骨料裹浆厚度能够明显影响新拌混凝土的流变性能。在保持骨料基本参数不变时,随着骨料裹浆厚度的增加,混凝土的屈服应力、塑性黏度和静态屈服应力基本呈降低趋势,坍落度逐渐升高,混凝土的流动性得到改善;当在特定水灰比、骨料裹浆厚度相对较高时,拌合物的坍落度较高,且存在轻微离析现象。通过建立流变参数随骨料裹浆厚度的变化曲线,能够确定混凝土中的最佳胶凝材料用量,进而指导混凝土的组成设计。

新拌水泥基材料的流变特性、模型和测试研究进展

新拌的水泥基材料是典型的屈服应力流体,由不同粒径的固体颗粒形成的悬浮液组成,其固体颗粒的范围从亚微米级到厘米级。当受到剪切作用时流体内部存在两种相反的作用,分别会导致流体发生剪切稀化和剪切增稠,流体的流变特性由二者共同决定。本文对新拌水泥基材料的流变机理、模型以及流变仪测量方面的研究进展进行了综述,对具有代表性的流变模型,包括Bingham模型、Modified Bingham模型和Herschel-Bulkley模型等的特点、适用条件等进行了分类总结。影响流变特性的主要因素是固体颗粒体积分数和剪切速率,当剪切速率与剪切应力之间存在非线性关系时,难以根据流变仪的测量数据建立流变方程。本文中讨论了一些建立模型的新方法,通过计算流体力学和离散元理论相结合可以较好地模拟水泥基材料流变特性。

基于多种性能要求的混凝土组成设计方法

提出了一种基于多种性能要求的混凝土组成设计方法。首先采用混合砂石容重法确定粗、细骨料的最紧密堆积和骨料间最小空隙率;其次结合Bowromi公式和耐久性要求,确定混凝土的水胶比,然后根据骨料间的最小孔隙率和达到所需工作性或流变特性的骨料表面富余浆体厚度,得到混凝土中浆体量,通过调整减水剂和黏度改性剂来调节混凝土的屈服应力和塑性黏度,改善混凝土的工作性能。在此基础上采用单纯型重心设计法设计胶凝材料组成,用最少的实验量建立混凝土性能与胶凝材料组成间的关系,最后根据对混凝土不同性能的要求,确定满足要求的胶凝材料组成范围。同时,该方法可用于预测不同胶凝材料组成制备的混凝土性能。