“双掺”高性能混凝土抗氯离子渗透性的试验研究

采用正交试验设计方法对高性能混凝土的氯离子扩散系数进行NEL法试验,研究了不同试验因素对高性能混凝土氯离子扩散系数的影响,分析了每个因素水平对高性能混凝土氯离子扩散系数的作用及各个水平之间的差异。结果表明,对高性能混凝土氯离子扩散系数的影响因素依次为标养时间、复合超细粉掺量、水胶比。

矿渣粉掺合料对C50高性能混凝土综合性能的影响

矿渣粉通常被用作矿物掺合料来制备高性能混凝土,以S95级矿渣粉和C50高性能混凝土为研究对象,评价了不同矿渣粉掺量对C50高性能混凝土综合性能的影响。试验结果表明:随着S95级矿渣粉掺量的不断增大,C50高性能混凝土的抗氯离子渗透性能、抗开裂性能、抗水渗透性能、抗收缩性能、抗冻性能和抗碳化能力均呈现出“先增强后减弱”的趋势,存在一个最佳的掺量使C50高性能混凝土的综合性能达到最佳,在文中所述的试验条件下,推荐S95级矿渣粉的最佳掺量为20%,此时C50高性能混凝土综合性能最佳。研究结果认为,S95级矿渣粉可以用作C50高性能混凝土的掺合料,合适掺量的矿渣粉不但能够有效降低混凝土中水泥的用量,还能有效提高混凝土的综合性能。

复掺矿物掺合料对高性能混凝土抗压强度的影响研究

文章利用粉煤灰和铁尾矿粉单掺与复掺的方法,分别探索高性能混凝土在7 d、28 d的抗压强度的发展规律。试验结果表明,单掺粉煤灰对混凝土7d抗压强度的影响呈现的是下降趋势,而单掺粉煤灰对混凝土28 d抗压强度的提高较明显;单掺铁尾矿粉对混凝土7 d和28 d抗压强度的提高均较明显;复掺粉煤灰和铁尾矿粉比例为1∶1时,混凝土7 d和28 d的抗压强度达到最高,分别为基准混凝土抗压强度的1.08倍和1.02倍。这为提升高性能混凝土抗压强度提供了研究价值。

钢纤维掺量对超高性能混凝土轴压力学性能影响研究

为揭示钢纤维掺量对超高性能混凝土(UHPC)轴压力学性能的影响规律,以钢纤维掺量为控制变量开展UHPC轴压试验并进行本构模拟。研究表明:UHPC受压应力-应变曲线由上升段和下降段组成;掺加钢纤维后,UHPC受压应力-应变曲线的下降段变缓;随着钢纤维掺量的增加,UHPC的受压弹性模量、峰值应力、峰值应变均呈递增趋势;假定UHPC受压损伤区服从Weibull随机分布,构建损伤变量,引入损伤修正因子,建立一种新的考虑钢纤维掺量的UHPC受压损伤模型并分析损伤变量发展规律,利用UHPC轴压试验数据验证新建模型的可靠性。研究成果为不同钢纤维掺量下UHPC轴压力学性能的研究及本构模拟提供参考。

不同养护条件和钢纤维掺量对超高性能混凝土收缩性能的改善

为改善超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,简称UHPC)的收缩性能,研究了钢纤维掺量为1.5%、2.0%、2.5%的UHPC在自然养护、标准养护、热水养护3种养护条件下的收缩性能变化,通过X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)和扫描电镜(scanning electron microscopy,简称SEM)分析,进一步分析了影响其收缩性能变化的微观因素。结果表明:标准养护和热水养护条件下对UHPC的收缩抑制作用比较显著,随着钢纤维掺量的提高,UHPC的收缩性能会降低,钢纤维掺量为2.5%时UHPC的收缩性能仍满足要求,且在热水养护中混凝土的收缩率最小;此外,加入矿物掺合料可以促进水泥二次水化,形成致密的微观结构,使钢纤维与基体黏结更紧密。

钢纤维掺量对变形钢筋与超高性能混凝土黏结性能影响

为研究钢纤维掺量对变形钢筋与超高性能混凝土(UHPC)黏结性能的影响,设计、制作了6组18个中心拔出试件,钢纤维体积掺量为0%~5%,室外养护28 d后进行中心拔出试验,观察试件的破坏形态、黏结应力-滑移曲线、最大黏结强度及其对应的滑移等。试验结果表明:随着纤维掺量的增加试件的破坏形态从脆性破坏转变为韧性破坏;纤维掺量对黏结强度影响不大,各组黏结强度均处于60 MPa左右,峰值滑移随着纤维掺量增加而增大;纤维掺量为3%时黏结强度最大,黏结应力-滑移曲线下降段最平缓,韧性最大。建立了黏结强度与抗压强度之间的关系;建议直径16 mm的HRB500型钢筋,在UHPC中最小锚固长度试验值取2.5d;最后给出了黏结应力-滑移曲线上升段计算模型。试验结果可为UHPC材料的工程应用提供参考。

双掺陶粒轻质高强混凝土的力学及耐久性能试验研究

通过在混凝土中掺入黏土陶粒和页岩陶粒,使其具备较高强度的同时具有较低的干表观密度和较好的耐久性能,旨在探索制备28 d干表观密度不大于1950 kg/m3、28 d强度不小于50 MPa的轻质高强混凝土(Lightweight High-Strength Concrete,缩写:LWHSC)的方法。同时研究了黏土陶粒和页岩陶粒双掺对轻质高强混凝土抗压强度、干表观密度和耐久性的影响。结果表明,所制备的LWHSC的抗压强度试件破坏形态无异于普通混凝土,但使用黏土陶粒部分替代页岩陶粒可有效降低LWHSC干表观密度;适当增加胶凝材料用量并辅以优化陶粒的双掺比例,对除抗冻性以外的其它耐久性能具有一定的改善作用。研究成果可为认识、优化和开发页岩陶粒和黏土陶粒双掺LWHSC及其在工程中的应用提供参考。

超高性能混凝土中纤维作用效应研究综述

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度、高耐久性的新型水泥基复合材料,其应用仍受到包括造价高、韧性不足、高温抗爆裂性能差等因素的影响,相关研究表明上述因素均与内掺纤维有关。为进一步促进纤维对UHPC性能的优化,推进UHPC在工程领域中的应用,通过梳理国内外近年来相关研究成果,总结钢纤维形状和长径比、不同纤维类型、纤维混杂和纤维取向分布对UHPC相关性能的影响,结果表明:钢纤维具备优异的力学性能且来源广泛,仍为UHPC中主要使用的纤维,异形钢纤维改善UHPC抗拉、抗弯等性能效果更好,但工作性能会相应地降低,建议钢纤维掺量采用2%~3%;不同类型纤维混掺存在最优组合,非钢纤维掺量普遍不超过0.5%;纤维平行于主拉应力方向分布能够提升纤维桥接作用的有效性,随机分布的纤维有效性降到了30%,对于纤维取向控制方法尚不成熟,需要进一步完善方法实现在非实验室条件下纤维定向分布的实际尺寸。

复合矿物掺合料对高性能混凝土强度的研究

采用了单掺和复掺矿物掺合料的方法,研究了粉煤灰与矿渣对混凝土7 d和28 d抗压强度的影响,分析了两种矿物掺合料球磨前与球磨后分别提升混凝土性能的机理。结果表明,粉煤灰的加入对混凝土早期强度起负作用,矿渣的掺入对混凝土早期和后期的强度发展都能起到积极的作用,当复掺12%球磨15 min的粉煤灰和12%球磨15 min的矿渣时,混凝土抗压强度最高,与基准配合比相比提高了12%。

采用DIC技术的超高性能混凝土的断裂性能研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)的Ⅱ型断裂性能,对不同初始缝高比(a/W)的UHPC双缺口立方体(DNC)试件进行了抗压试验。基于数字图像相关(DIC)技术分析了UHPC的DNC试件的失效特征和裂缝扩展过程,得到了UHPC的Ⅱ型断裂参数,并评估了不同a/W下UHPC的断裂性能。试验表明:试件的破坏模式为沿缺口尖端发生局部偏剪切破坏,其主裂缝包括斜裂缝和左、右垂直裂缝,试件的荷载-位移曲线呈现出双峰值现象,两个峰值荷载分别对应斜裂缝和垂直裂缝充分扩展的时刻;斜裂缝和垂直裂缝的张开位移(COD)和滑移位移(CSD)与韧带高度近似呈线性关系;随着a/W的增大,起裂荷载减小,断裂韧度和断裂能先增大后减小,斜裂缝的长度和起始角减小,斜裂缝缺口尖端处的COD减小,CSD基本不变。

石灰石粉在高性能混凝土中的应用

文章重点探讨了石灰石粉这一高效混凝土掺合料,首先介绍了石灰石粉的特性和作用机理,然后深入阐述了其在高性能混凝土中的作用机理及对高性能混凝土各项性能的影响,最后还对石灰石粉在高性能混凝土中的应用现状及未来发展前景进行了全面的分析,旨在为石灰石粉的进一步应用提供有价值的参考。

纤维混掺超高性能混凝土抗冲磨与拉伸性能研究

为明确钢纤维-聚丙烯(PP)聚乙烯醇(PVA)纤维混掺对超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)抗冲磨和拉伸性能的影响,本文通过PP PVA纤维与钢纤维混掺、长短PVA纤维混掺等方式,研究了UHPC抗冲磨性能,阐明了纤维混掺提升UHPC抗冲磨强度的作用机制;研究了不同掺量PVA纤维与钢纤维混掺对UHPC拉伸性能的影响,测试了UHPC拉伸应力-应变曲线,分析了纤维混掺对UHPC拉伸断裂能的影响。结果表明:在1.0%钢纤维的基础上添加0.2%~1.0%的PP PVA纤维,能进一步提高UHPC的抗冲磨强度;纤维掺量相同时,钢-PP纤维混掺UHPC的抗冲磨性能整体上略优于钢纤维UHPC、钢-PVA纤维混掺UHPC和长短PVA纤维混掺UHPC;长短PVA纤维混掺时,长短纤维体积比为3∶1时UHPC抗冲磨强度最高。钢-PVA纤维混掺UHPC拉伸应力-应变曲线表现为应变软化,钢-PVA纤维混掺UHPC较钢纤维UHPC的抗拉强度略低,钢纤维比钢-PVA混掺纤维能更好地抑制微裂缝的萌生与扩展。

双掺矿物掺合料高性能混凝土的强度与收缩试验研究

对双掺粉煤灰和矿渣的高性能混凝土进行了强度和收缩试验,分析了粉煤灰和矿渣双掺比例(1∶2、2∶3、1∶1)及双掺总量(30%、40%、50%)的影响。研究表明,在双掺比例相同的条件下,随着双掺总量的增加,高性能混凝土强度降低,总收缩和干缩降低,自收缩增加;在双掺总量相同的条件下,随着双掺比例的增加,高性能混凝土早期强度降低,后期强度增加、总收缩降低、自收缩减少和干缩增加。在双掺情况下,单独增加粉煤灰或矿渣的掺量,粉煤灰降低早期强度和总收缩的效果更明显,但矿渣引起自收缩增大的幅度大于粉煤灰引起自收缩减小的幅度;相比于粉煤灰,矿渣降低干缩的效果更明显;矿渣增大自收缩的幅度远小于其降低干缩的幅度。通过回归分析得到了双掺高性能混凝土的收缩计算式。

双掺硅粉粉煤灰高性能混凝土的配制技术

结合使用高效减水剂,采用硅粉和粉煤灰双掺,不仅克服了单掺粉煤灰混凝土早期强度低和单掺硅粉混凝土早强但后期强度增长缓慢的缺点,可赋予混凝土高强、抗冲磨、抗空蚀等一系列高性能,使混凝土具备良好的和易性和流动性,还能减少单位水泥用量,减轻温控负担。介绍了硅粉、粉煤灰的特性、作用机理及其对混凝土性能的影响,结合工程实例总结了硅粉粉煤灰双掺C70高性能混凝土的配制技术及其应用经验。

硅粉粉煤灰双掺高性能混凝土的配制及其应用

在实验的基础上研究了硅粉、粉煤灰、外加剂等因素对混凝土强度、工作性能、耐久性等的影响,采取硅粉和粉煤灰双掺技术成功配制某工程C70高性能混凝土,确定了其最佳参数.结果表明,硅粉掺量为17 kg/m3,粉煤灰掺量为83 kg/m3,高效减水剂(NN)用量为8.6 L/m3,普通减水剂(VZ)为3.0 L/m3时,混凝土90 d抗压强度平均值为79.9 MPa,标准差为6.3,离差系数为0.08,保证率为93.4%,同时满足了抗渗、抗冻、抗冲磨及良好的和易性及流动性等一系列高性能要求.

复掺微矿粉对高性能混凝土工作性能的影响

设计制备了C100高强混凝土,研究了以钢渣-粉煤灰、钢渣-石灰石粉及钢渣-硅灰双掺混合材对C100混凝土工作性的影响。试验结果表明:钢渣-粉煤灰双掺组合可改善混凝土的工作性及静置1 h后混凝土的和易性;钢渣-石灰石粉双掺组合能够提高混凝土工作性但对力学性能影响较大,随着钢渣的比例增加,混凝土的初始坍落度从260 mm先增加到280 mm而后逐渐降低到277、274、272 mm,其扩展度也呈现相同的趋势,钢渣比例的增加促使混凝土1 h后坍落度及扩展度损失率先降低后增高但都满足标准要求;钢渣-硅灰双掺组合中,硅灰的增加能够提高混凝土的力学性能但会降低工作性,硅灰掺量在6%以下混凝土的初始和易性良好,静置1 h后硅灰掺量在2%时混凝土的和易性良最佳。

沸石粉和粉煤灰双掺配制高性能混凝土

用磨细沸石粉和磨细粉煤灰双掺到混凝土中，可以配制出高强度、高流动性、高性能的混凝土，经济效益显著，具有较大的推广价值。

“双掺”高性能钢管混凝土膨胀性能分析

采用"双掺"法,研究钢管混凝土的强度性能、膨胀性能及抗压强度与膨胀的协调发展性能,分析钢管混凝土中粉煤灰和膨胀剂的作用效果.结果表明:膨胀剂掺量相同时,膨胀率随着粉煤灰的掺量的增加而增大,强度随着粉煤灰掺量的增加而减小;粉煤灰掺量相同时,膨胀率随着膨胀剂掺量的增加而增大,抗压强度随着膨胀剂掺量的增大而减小.

自密实高性能混凝土双掺技术的研究

利用高性能混凝土的优化设计方法以及活性掺和料双掺技术配置出C40自密实高性能混凝土.该混凝土的28 d免振抗压强度为40 MPa以上,坍落度大于240 mm,扩展度约为600 mm.不离析沁水,符合现代建筑物的施工需要.

低标号水泥双掺法配制高性能混凝土

用低标号水泥配制高性能混凝土方法很多，其主要途径是掺入外加剂和掺合料。本实验用４２５＾＃矿渣硅酸盐水泥采用双掺法以掺加ＳＭ－Ⅲ保塑型高效减水剂和磨细粉煤灰配制高性能混凝土。分析了ＳＭ－Ⅲ高效减水剂对高性能混凝土强度和坍落度的影响规律，并研究了磨细粉煤灰的最佳掺量。