改性硫铝酸盐水泥砂浆力学性能及耐久性能研究

过快的流动度损失和后期不稳定的强度发展限制了硫铝酸盐水泥工程中的进一步应用。因此以葡萄糖酸钠作为缓凝剂,掺入硅灰制备成改性硫铝酸盐水泥砂浆,并对其工作性能、力学性能和抗氯离子渗透性能开展了系统研究。研究结果表明:葡萄糖酸钠掺量0.4%可有效延长硫铝酸盐水泥砂浆凝结时间,提高砂浆流动性和抗氯离子渗透性能;硫铝酸盐砂浆工作性能、力学性能和抗氯离子渗透性能均随硅灰掺量的增加先提高后降低,硅灰最优掺量为20%。

橡胶混凝土掺杂玄武岩纤维的抗氯离子渗透性能研究

为研究掺杂玄武岩纤维的橡胶混凝土的抗氯离子渗透性能并得出最佳配合比,本文确定橡胶颗粒掺量、玄武岩纤维掺量和玄武岩纤维长度三个因素,进行6 h电通量试验,通过比较电通量的大小对9组混凝土试件的进行研究。实验结果表明:试件电通量随着橡胶颗粒掺量的增加表现出先减小后增大的趋势,且掺量从15%到20%时的增大幅度明显大于掺量从10%到15%时的减小幅度;随着玄武岩纤维掺量的增加,电通量亦先减小后增大,且变化幅度较为平均;随着玄武岩纤维长度的增加电通量持续减小且幅度由小变大。推荐配合比为:橡胶颗粒体积取代率15%、玄武岩纤维掺量0.10%、玄武岩纤维长度18mm。

基于索塔大体积混凝土实体温度匹配养护的C50混凝土性能研究

为探究桥梁索塔结构内部混凝土的实际性能发展规律,将某长江公路大桥索塔C50大体积混凝土施工时的芯部温度作为混凝土的匹配养护温度,对比研究了标准养护和温度匹配养护对纯水泥、单掺20%粉煤灰、复掺20%粉煤灰和15%矿粉3种C50混凝土试件的强度发展规律、抗氯离子渗透性和水化产物微观形貌的影响。结果表明:温度匹配养护下的高水化温度显著激发了掺有粉煤灰和矿粉的复合胶凝材料的水化活性,复掺粉煤灰和矿粉的混凝土在温度匹配养护下的3 d抗压强度和抗折强度较标准养护分别提高45%和30%以上;温度匹配养护抑制了纯水泥混凝土的后期强度发展,且增大了其脆性,降低了抗氯离子渗透性,而单掺粉煤灰或复掺粉煤灰和矿粉可以改善或消除上述不利影响;无论是标准养护还是温度匹配养护,复掺粉煤灰和矿粉的混凝土具有最高强度、最大折压比和最好的抗氯离子渗透性,适合索塔大体积混凝土结构施工使用。

不同强度等级铁矿废石骨料混凝土抗氯离子渗透性能

在固废资源化发展背景下,利用铁矿废石骨料生产混凝土可以有效缓解天然砂石资源面临枯竭的困境。为研究不同强度等级铁矿废石骨料混凝土的抗氯离子渗透性能,设计了水胶比分别为0.59、0.35和0.23的混凝土,进行了立方体抗压强度试验,并采用电通量法分别测试了养护28 d和56 d混凝土的抗氯离子渗透性能。试验结果表明:养护28 d后,3种混凝土立方体抗压强度分别为25.3 MPa、54.6 MPa和79.9 MPa,渗透性评价依次为低、很低和极低;养护56 d后,3种混凝土的抗压强度分别增长16.9%、9.4%和7.4%,且电通量明显降低,说明养护龄期对渗透性的影响显著;混凝土的电通量与抗压强度具有极强相关性,呈线性递减关系。

纳米SiO_(2)的分散性和掺量对混凝土性能的影响

研究了凝胶型和颗粒型纳米SiO_(2)的分散性和掺量对混凝土的抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:同条件下,凝胶型比颗粒型纳米SiO_(2)的分散性好;经过超声处理的比未超声处理的纳米SiO_(2)的分散性要好,可以有效改善混凝土的后期抗压强度、抗碳化性能和抗氯离子渗透性能;在一定范围内,纳米SiO_(2)的掺量越大,对混凝土的性能改善效果越明显。

内掺水泥基渗透结晶型防水材料混凝土配合比设计及性能研究

试验研究了不同掺量水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)对混凝土保水性、力学性能、抗渗性能、抗氯离子渗透性能及凝结时间的影响,并采用扫描电镜观察分析其微观形貌。试验结果表明:适量的CCCW能明显改善混凝土的保水性及力学性能,当CCCW掺量为0.8%时效果最佳;CCCW的掺入对混凝土的抗渗性能以及抗氯离子渗透性能也有提升,当CCCW掺量为1.0%时,抗渗压力比升高趋势更明显,电通量最低,随着CCCW掺量增加,混凝土凝结时间有所缩短;SEM照片显示CCCW的掺入能促进裂缝与空隙处的水化反应,生成枝蔓状结晶体,使得混凝土更加致密,提高了混凝土的力学性能与抗氯离子渗透性。

新型玄武岩纤维束混凝土耐久性能试验

为研究新型玄武岩纤维束混凝土的耐久性能,研究了玄武岩纤维束掺量和长度对混凝土抗氯离子渗透性能、抗冻性方面的影响.结果表明:加入玄武岩纤维束后导致混凝土抗氯离子渗透性能降低,纤维束的掺量越大,氯离子扩散系数越大;玄武岩纤维束掺量相同时,短纤维束混凝土抗氯离子的渗透性优于长纤维束混凝土;掺入玄武岩纤维束有利于提高混凝土的抗冻性能,当掺量达到7.96 kg/m^(3)后,随纤维掺量继续增多,混凝土相对动弹性模量的降幅差别不大,掺量为11.94 kg/m^(3)时,抗压强度损失率最低,为11.4%;玄武岩纤维束掺量相同时,不同长度的玄武岩纤维束对混凝土的相对动弹性模量排序为30 mm>20 mm>40 mm,抗压强度损失率排序为30 mm<20 mm<40 mm.

改性纳米SiO2有机成膜涂层对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

为了研究改性纳米SiO2有机成膜涂层对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。选择氯化橡胶(CR)、丙烯酸(AA)、醇酸磁漆(AR)三种有机成膜涂料,制备出了6种改性和未改性纳米SiO2有机成膜复合涂层混凝土,并采用电通量方法对涂层混凝土进行抗氯离子渗透能力测试。试验结果表明:在不同涂层材料中掺入未改性纳米SiO2的掺量为1%、2%以及改性纳米SiO2的掺量为2%、3%时,成膜复合涂层混凝土的抗氯离子渗透性能最好,且改性比未改性纳米SiO2的改善效果要好。接触角测试结果表明:涂层混凝土的抗氯离子渗透能力与涂层的疏水能力之间存在正相关关系,即表面涂层的疏水性能越强,涂层混凝土的抗氯离子渗透性能越好。

掺稻壳灰与纤维素纤维混凝土抗氯离子渗透和抗冻性试验研究

为了研究水胶比、稻壳灰和纤维素纤维对混凝土耐久性能的影响,以稻壳灰掺量(0、10%和20%)、纤维素纤维掺量(0.7 kg/m^(3)、1.1 kg/m^(3)和1.6 kg/m^(3))和水胶比(0.37、0.41和0.45)为变量,通过9组正交试验得到3种因素对混凝土抗氯离子渗透性能和抗冻性能的影响规律,并分别建立了掺稻壳灰纤维混凝土质量损失率与相对动弹性模量的冻融预测模型.结果表明:各因素对混凝土抗氯离子渗透性能和抗冻性能影响显著程度依次为:水胶比>稻壳灰掺量>纤维素纤维掺量;混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能随稻壳灰掺量的增加显著增强,随纤维素纤维掺量的增加呈先增强后减弱的趋势,在水胶比为0.37时最优;稻壳灰掺量为20%时,混凝土抗氯离子渗透性能最佳,抗冻性能最优;纤维素纤维掺量为1.1 kg/m^(3)时,混凝土抗氯离子渗透性能最好,抗冻性能最强;增加稻壳灰掺量、添加适量的纤维素纤维可以提高混凝土基体的密实度、减少微裂缝,进而增强混凝土的耐久性能;所建立的掺稻壳灰纤维混凝土质量损失率与相对动弹性模量的冻融预测模型与试验结果吻合较好,具有一定的适用性,可为制备绿色高性能混凝土提供理论依据和支撑.

硫酸铝激发钢渣复合微粉的作用机理研究

本工作研究了掺硫酸铝钢渣复合微粉(SSCM)对混凝土工作性、抗压强度、抗氯离子渗透性和抗冻性等性能的影响,通过红外光谱、XRD、扫描电镜等检测分析,深入探讨了硫酸铝对SSCM的激发机理。硫酸铝可以加快掺SSCM混凝土的坍落度损失,促进混凝土强度提高,硫酸铝掺量为8%时,混凝土28 d抗压强度提高10%,同时提高了混凝土的抗氯离子渗透能力和抗冻性能。机理探讨认为,在SSCM-水泥体系中,随着硫酸铝掺量的变化,SSCM胶凝体系中大量的SO_(4)^(2)-和Al^(3+),生成溶度积极低的钙矾石,抑制氢氧化钙生成,初期大量生成钙矾石,促使钢渣中的硅酸钙、铝酸钙分解而激活。

建筑垃圾再生微粉对C30~C40再生混凝土性能的影响

为了评价废混凝土类建筑垃圾再生微粉作为掺合料用于C30、C35、C40强度等级再生混凝土中的可行性,选择建筑垃圾处置厂经收尘得到的再生微粉,以不同比例等量取代粉煤灰制备C30、C35、C40再生混凝土,考察其减水剂用量、抗压强度、抗折强度、动弹性模量、电通量等指标的变化规律。结果表明:掺加再生微粉略微提高减水剂用量,且对再生混凝土的抗压强度、动弹性模量、抗折强度、抗氯离子渗透性有一定的劣化作用,但再生微粉取代率不超过25%时,对抗压强度与抗折强度的劣化作用可控制在5%以内。此外,使用再生微粉取代粉煤灰可降低混凝土材料的综合成本,具有显著的社会经济效益。即再生微粉作为掺合料制备C30、C35、C40强度等级再生混凝土具有可行性。

海洋环境下玄武岩纤维混凝土的抗侵蚀及力学性能

基于纤维混凝土契合当前海洋环境下混凝土服役的实际需求以及玄武岩纤维混凝土在海工类建筑物中的应用仍处于探索阶段。针对玄武岩纤维掺入海工混凝土后抗氯离子渗透性能以及力学抗裂性能的变化情况与作用机制展开研究;采用体积外掺法将长度为12,18,24 mm的玄武岩纤维分别以0.1%,0.2%,0.3%的体积掺量掺入海工混凝土中,就各纤维变量对混凝土电通量与混凝土拉压力学性能的影响展开分析。结果表明:混凝土电通量随着纤维掺量的增大呈现先降后增趋势,提升混凝土抗氯离子侵蚀性能的最佳掺量为0.1%~0.2%;不同尺寸纤维相同掺量下混凝土抗氯离子性能与纤维长度成正比;混凝土立方体抗压强度处于正增长趋势的纤维区间为0.1%~0.2%;0.2%掺量下的18 mm纤维,对混凝土劈裂抗拉强度提升幅度最大,0.3%掺量下的12 mm纤维混凝土劈裂抗拉强度提升最小;当掺入0.2%体积纤维时,18,24 mm玄武岩纤维混凝土拉压比增益最大,体积掺量为0.3%时,12 mm玄武岩纤维混凝土拉压比增益最大。

再生微粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

研究了分别单掺与复掺再生混凝土粉(RCP)、再生砖粉(RBP)对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并建立了氯离子扩散系数和电通量之间的关系式。结果表明:单掺RCP或RBP时,随着其掺量从0增至30%,试件的电通量和氯离子扩散系数均先减小后增大,说明抗氯离子渗透性能先增强后减弱,RCP和RBP的最佳掺量均为10%;复掺RCP和RBP时,随着RBP占比的增加,试件的电通量和氯离子扩散系数均先减小后增大,最佳m_(RBP)∶m_(RCP)为1∶1;掺再生微粉混凝土的氯离子扩散系数和电通量之间具有良好的线性关系。

不同因素对混凝土抗氯离子渗透性能影响的研究

为进一步提升混凝土的耐久性能,文中主要就水灰比、粉煤灰掺量、用水量及引气剂掺量对桥梁混凝土电通量的影响进行研究。结果表明,水灰比越小、用水量越小、引气剂掺量越多,桥梁混凝土的抗氯离子渗透性能越强;水灰比每增加1,桥梁混凝土的电通量增加8702.7 C;用水量每增加1 kg/m^(3),桥梁混凝土的电通量增加25.5 C;曲线下降阶段粉煤灰掺量每增加1%,桥梁混凝土的电通量降低7.7 C;引气剂掺量每增加1%,桥梁混凝土的电通量降低19560 C。为提高桥梁混凝土的抗氯离子渗透性能,应尽可能降低桥梁混凝土的水灰比,降低桥梁混凝土中的用水量。

氧化石墨烯-硅烷复合乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响及机理分析

研究了涂覆氧化石墨烯-硅烷复合乳液和硅烷乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并通过分子动力学模拟构建了氯离子在C-S-H凝胶孔道中的传输模型,分析了复合乳液的作用机理。结果表明:涂覆复合乳液与硅烷乳液均能有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能,其中,复合乳液的效果更好;乳液中的分子与C-S-H界面通过静电力、分子间相互作用力、成键等方式互相结合,改变了C-S-H界面性能,减缓了水分子进入孔道中的速度,也降低了氯离子的渗透速度;乳液分子在孔道中通过吸附作用吸附周围的分子,形成较大体积的团簇体,阻塞了孔道,抑制了孔道中氯离子与水分子的传输,从而提高了混凝土的抗氯离子渗透性能。

纳米CaCO_(3)改性大掺量沸石粉混凝土性能研究

为研究纳米CaCO_(3)对大掺量沸石粉混凝土的性能优化作用,分别以单掺沸石粉和复掺沸石粉、纳米CaCO_(3)(NC)改性的方式制备高性能混凝土(HPC),并测试其工作性能、力学性能、抗氯离子渗透性及微观结构,研究NC对大掺量沸石粉混凝土的性能影响及作用机理。结果表明,大掺量沸石粉会降低混凝土工作性能和早期力学性能,但能够提高抗氯离子渗透性能和后期力学性能,当沸石粉掺量为20%时,HPC的7 d、28 d、90 d抗压强度分别为基准组的89.52%、97.60%、101.07%,劈裂抗拉强度为基准组的92.65%、99.85%、102.62%,抗氯离子渗透性能较基准组提高5.64%;在此基础上复掺NC后,沸石粉混凝土的负面影响得到改善,抗氯离子渗透性进一步增强。当NC掺量为1.0%时,HPC 7 d、28 d、90 d抗压强度分别较未掺NC时提高12.34%、8.90%、5.91%,劈裂抗拉强度提高14.76%、11.30%、7.95%,抗氯离子渗透性能提高20.92%。NC能够促进沸石粉水泥体系水化反应,优化水化产物形态,细化浆体孔隙结构,提高混凝土的致密性。当沸石粉掺量为20%,NC掺量为1.0%时,大掺量沸石粉混凝土的各项性能达到较优水平。

引气剂对水工混凝土性能的影响分析

为探究掺入引气剂后水工混凝土的性能差异,文章对掺加引气剂与不掺引气剂的混凝土性能差异进行试验分析。结果表明,混凝土在掺入引气剂后坍落度会出现明显提升,适量掺加引气剂有利于改良混凝土工作性能,同时有助于改善混凝土泌水率;泌水会使混凝土抗渗性能明显下降,引气剂的掺入能够形成大量稳定、独立的微小气泡,强化混凝土抗渗性能;引气剂的掺入能够形成大量相互独立的微小气泡,能够通过调整混凝土孔道结构来实现对混凝土力学性能的改善。

矿物掺合料对活性粉末混凝土海工应用分析研究

研究以抗压强度和抗氯离子渗透性为主要指标,分析了不同掺量硅灰、粉煤灰、矿渣粉等活性矿物掺合料对活性粉末混凝土(RPC)的海工应用影响。试验显示,单掺硅灰、复掺硅灰和粉煤灰、复掺硅灰和矿渣粉对大掺量矿物细粉RPC的抗压强度和抗氯离子渗透性具有较好的作用,以粉煤灰取代部分水泥、硅灰,既能取得较好的耐久性能,抗压强度损失随之减少,同时还可进一步降低工程应用成本,故其具有一定的工程借鉴意义。

含粗骨料UHPC的强度尺寸效应与性能研究

研究了胶凝材料组成比例、钢纤维类型(平直型、端钩型)对含粗骨料超高性能混凝土(UHPC)强度尺寸效应、工作性和收缩性能的影响,分析了减缩剂掺量(0~2.0%)对含粗骨料UHPC收缩性能、力学性能、抗氯离子渗透性能和孔结构的影响。结果表明:适当增加粉煤灰掺量有利于改善含粗骨料UHPC的工作性,降低收缩;掺入钢纤维降低了含粗骨料UHPC的工作性,但抑制了收缩,且端钩型钢纤维抑制效果更显著;掺入1%钢纤维能够有效降低含粗骨料UHPC的强度尺寸效应,且平直型钢纤维的降低效果更好;掺入减缩剂明显降低了含粗骨料UHPC的收缩,但会使抗压强度降低,总孔隙率增大,抗氯离子渗透性能变差。