海水拌和对纤维增强超高性能混凝土中钢纤维的影响

通过采用不同水泥含量制备海水拌和纤维增强超高性能混凝土(UHPFRC),研究了海水拌和对UHPFRC中钢纤维的影响机理及其对宏观性能的作用机制。参照相关测试标准对其工作性能与力学性能进行了测试,同时设计单丝拉拔测试和水泥含量等效电路试验。通过场发射扫描电子显微镜和X射线能谱仪对钢纤维表面的元素分布进行了面扫描,进而形貌分析及锈蚀情况分析。首先,海水拌和会引起UHPFRC中钢纤维轻微锈蚀,导致钢纤维与基体之间脱黏拉应力增大,会略有降低钢纤维拉拔过程中的最大拉应力、平均黏结强度和等效黏结强度;其次,海水拌和UHPFRC后期抗压强度可以达到基准组的90%以上,可以满足它的力学性能使用要求;最后,海水拌和会引起UHPFRC体积电阻的增大,而水泥含量的增加会降低它的体积电阻,使钢纤维锈蚀程度减少。

改性搅拌站废浆在水泥基材料中的再利用研究

为研究搅拌站废浆(以下简称废浆)在水泥基材料中再利用的可行性,用自主研发的废浆改性剂对废浆进行了改性处理,研究了未改性和改性废浆对湿拌砂浆、混凝土工作性及力学性能的影响,并通过热重法(TG-DTG)分析了改性废浆对胶凝材料水化的影响。结果表明:改性剂延缓了废浆的凝结时间,使废浆保持较高的活性;与未改性废浆相比,掺入改性废浆使湿拌砂浆的8 h稠度损失率降低,凝结时间延长,抗压强度提高;改性废浆的掺入提高了混凝土的工作性及抗压强度。改性废浆再利用具有一定的经济效益。

紫外预处理对硅酸盐水泥浆体早期碳化性能的影响

预处理是碳化养护制度中的关键步骤,对水泥浆体碳化非常关键。在本文中,通过紫外线照射的方式对拟碳化养护的水泥试件进行预处理,并与标养预处理对比,测试并分析了硅酸盐水泥浆体的碳化深度、抗压强度、CO_(2)吸收量及水化产物结构形态变化。结果表明,在相同时间内,水泥试件经过紫外预处理后的质量损失是标养预处理的5.3倍,而在加速碳化后其碳化深度较标养预处理提高了2.4倍,碳化反应后其质量增加4.5倍,早期强度提高了18.9%,CO_(2)吸收量提高了0.25%。紫外预处理增加了碳化水泥试件高聚合度硅胶(Q 3+Q 4)的含量。因此,紫外预处理可明显加快试件失水和脱钙进程,对水泥试件碳化过程具有显著的增强作用。

高吸水性树脂对高延性水泥基材料性能的影响

分别采用干拌与预吸水拌合两种方式将高吸水性树脂(SAP)加入高延性水泥基材料(ECC)浆体,分析不同掺量及拌合方式下SAP对ECC的极限拉伸应变、抗拉强度、约束收缩和韧性等性能的影响。结果表明:以干拌方式加入SAP可以显著提升ECC浆体的塑性黏度,降低浆体流动性,以预吸水拌合方式加入SAP会降低ECC浆体的塑性黏度,增加浆体流动性,更易于成型;以干拌方式加入SAP的ECC试件初裂强度和抗拉强度更高,韧性更优异,以预吸水拌合方式加入SAP的ECC试件极限拉伸应变更高,对约束收缩性能的改善效果更好;加入SAP可以明显提高ECC试件的拉伸应变能力和韧性,所有掺入SAP的ECC试件均具有良好的延性,极限拉伸应变均在3%以上,加入SAP的ECC试件极限拉伸应变相比对照组提高了62.0%~99.0%。

基于最紧密堆积理论合理选择UHPC的减水剂掺量

研究了减水剂掺量对超高性能混凝土的湿堆积密实度、工作性能以及强度的影响,进而得到减水剂掺量的最优选择区间。试验结果表明,超高性能混凝土强度最高时的减水剂掺量为3%,工作性能最优时的减水剂掺量为4%,因此,减水剂掺量的最优选择区间为3%~4%。减水剂掺量的合理选择不仅能够降低能源消耗和成本,也对制备更高性能的超高性能混凝土具有重要意义。

复合火山灰材料对超高性能混凝土性能与微观结构的物理化学效应

利用偏高岭土部分及完全(0%、20%、40%、60%、80%、100%)取代硅灰,对比研究了复合火山灰材料对超高性能混凝土性能与微观结构的物理化学效应。结果表明:当硅灰与偏高岭土的混合比例为3/2时,可以获得较好力学性能的超高性能混凝土。这主要是因为:一方面,偏高岭土比硅灰可以更好的促进水泥水化,增加混凝土微结构密实程度;另一方面,偏高岭土的加入会降低超高性能混凝土的流动性,提高其粘度,导致混凝土不致密。

浇注方式对超高性能纤维增强混凝土中纤维取向及分布的影响

通过改变新拌浆体的浇筑方式(单侧浇筑和混乱浇筑)以及流动距离(400 mm,600 mm,800 mm以及1000 mm),研究超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)中纤维取向与分布。结果表明:采用从模具单侧浇注的方式以及增长流动距离都可改善纤维的取向与分布。此外,新拌UHPFRC中纤维的流动过程可分为三个区域:混乱期,稳定期和再混乱期。

活化煤矸石生态型混凝土长期性能及水化特性的研究

以煅烧煤矸石为掺合料配制了一种煤矸石基生态型混凝土,并与普通硅酸盐水泥和传统矿渣水泥配制的混凝土进行了性能对比。系统地评价了其力学性能发展规律、体积稳定性(湿胀和干缩)及抗硫酸盐侵蚀能力,同时对煤矸石体系、普通硅酸盐水泥体系和矿渣体系的水化特性及主要水化产物进行了系统的表征分析。结果表明,活化煤矸石生态型混凝土力学性能可以达到传统矿渣水泥混凝土同一水平。同时,煤矸石水泥对混凝土的体积稳定性有一定的劣化,但能显著增强其抗硫酸盐侵蚀能力。煅烧煤矸石具有一定的火山灰活性,其体系中C-S-H凝胶主要以C-S-H(Ⅰ)为主,平均Ca/Si比为1.39。

铜矿尾砂基生态型混凝土力学性能的研究

使用铜矿尾砂做水泥掺合料,既能缓解铜矿尾砂造成的环境污染问题,又可以减少混凝土中水泥的用量,实现了经济效益和生态效益。利用一种磨细铜矿尾砂取代胶凝组分制备生态型混凝土,对其活性和不同粉磨工艺下的性能进行了评价,并对不同体系配制的生态型混凝土的力学性能进行了全面表征。结果表明,可以采用磨细铜矿尾砂作为制备混凝土的一种惰性掺合料,铜矿尾砂取代水泥、矿粉及复掺石膏均会一定程度降低混凝土抗压强度。其中,取代水泥和矿粉,混凝土抗折强度提高;复掺石膏,混凝土抗折强度下降。最佳配合比设计条件下,以铜矿尾砂取代水泥、矿粉及复掺石膏制备生态型混凝土,其56 d抗压强度分别为基准组的94.3%、101.0%以及97.9%。

粉煤灰掺量对清水混凝土表观影响研究

本文研究了0%、10%、20%、30%、40%粉煤灰掺量对清水混凝土各项基本性能和表观质量的影响。利用Image Pro Plus图像分析软件参数化表征了28d龄期不同粉煤灰掺量清水混凝土的表面色差、气孔孔径分布和面积率等表观质量,对清水混凝土表观质量进行了准确的综合量化评估。研究表明,在保证清水混凝土的工作性能、力学性能前提下,20%粉煤灰掺量清水混凝土整体表观质量评价等级为优。最后,试验优选20%粉煤灰掺量的自密实清水混凝土配比成功应用于深圳湾文化广场清水混凝土工程,整体清水效果满足标准验收要求,对清水混凝土在具有大面积无规则流线型多曲面结构特征的实际工程施工应用提供了重要的参考价值和借鉴意义。