粉煤灰改善人工砂喷射混凝土性能的研究

本文依托新建中老铁路工程项目,利用粉煤灰的“微珠填充效应”和“火山灰效应”,掺用在混凝土中改善其拌和物性能;开展了粉煤灰在人工砂喷射混凝土中的掺量、改善性能、工程应用效果和技术意义等方面的试验研究,提出了粉煤灰适宜掺量的建议,为喷射混凝土配合比设计开启新思路,为喷射混凝土施工提供了新技术路径。

适量粉煤灰改善人工砂喷射混凝土性能的研究

本文依托新建中老铁路工程项目,利用粉煤灰的“微集料填充效应”和“火山灰效应”,掺用在混凝土中改善其拌合物性能;开展了粉煤灰在人工砂喷射混凝土中的掺量、改善性能、工程应用效果和技术经济性等方面的试验研究,提出了粉煤灰适宜掺量的建议,为喷射混凝土配合比设计开启新思路,为喷射混凝土施工提供了新技术路径。

喷射沙漠砂混凝土工作和力学性能正交试验研究

为了制备喷射沙漠砂混凝土,采用正交试验研究水胶比、砂率、粉煤灰替换率、沙漠砂替换率及单位用水量对喷射沙漠砂混凝土工作性能和力学性能影响的规律,得出其最优配合比,并构建了强度预测模型。结果表明:影响工作性能显著性的因素顺序为水胶比>沙漠砂替换率>单位用水量>砂率>粉煤灰替换率,影响28 d抗压强度显著性的因素顺序为水胶比>沙漠砂替换率>粉煤灰替换率>单位用水量>砂率,影响28 d劈裂抗拉强度显著性的因素顺序为水胶比>粉煤灰替换率>沙漠砂替换率>单位用水量>砂率。喷射沙漠砂混凝土的最优配合比为水胶比为0.43、沙漠砂替换率为30%、粉煤灰替换率为20%、砂率为50%、减水剂用量为2%、单位体积用水量为180 kg·m^(-3)。提出的喷射沙漠砂混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度预测模型精度较高。本研究可为喷射沙漠砂混凝土的应用提供参考。

人工砂游离云母含量对混凝土性能的影响

云母含量影响着许多地区机制砂应用,由于目前云母含量对混凝土性能的影响研究不够完善,考虑到工程安全问题,国内标准对机制砂中云母含量的限制过于保守,导致许多水电工程中高云母含量人工骨料无法使用。为了使高云母含量的机制砂得到广泛应用,使用高云母含量原岩轧制的人工砂,通过外掺游离云母的方式,研究人工砂中不同游离云母含量对混凝土力学性能、拉伸性能、抗冻性能、抗渗性能的影响。由试验结果可以得出:云母含量对混凝土抗压强度、劈拉强度、抗渗性能影响较小,随着云母含量增加,混凝土单位用水量增加,轴拉强度和极限拉伸值略有降低,抗冻性能变差。

人工砂泥粉对混凝土性能不利影响分析

人工砂中的泥粉对混凝土的力学、干燥收缩和耐久性能会产生不利影响。为了给人工砂生产和使用提供合理建议,梳理了已有文献中使用固定配合比配制不同含泥量或亚甲基蓝值(Methylene Blue Value,简称MB值)的人工砂混凝土,从混凝土强度、弹性模量、干燥收缩性能、耐久性4方面分析总结了混凝土性能受人工砂泥粉的影响规律。研究结果表明:随着人工砂MB值的增加,混凝土各项性能皆有劣化的趋势,且强度等级越高的混凝土受到的影响越大;人工砂MB值对混凝土抗压强度、干燥收缩性能、弹性模量有显著影响的临界值分别为1.2,1.45,2.1左右。

人工砂中的石粉对混凝土性能的影响与作用机制

石粉是人工砂区别于天然砂的主要特征之一,石粉的存在会对混凝土的工作性能、物理力学性能和耐久性造成巨大的影响。笔者阐述了通过抗压和劈裂等室内力学试验,针对水电工程中常见的石灰岩与花岗岩研究了不同含量的人工砂石粉对混凝土性能产生的影响。研究中采用的试验,扩大了相关规范中规定的6%~18%的人工砂石粉含量范围为5%~30%,并结合X射线衍以及扫描电镜对混凝土的微观结构与化学成分进行了分析,揭示出石粉与混凝土的耦合作用机制。试验结果表明:基于所用混凝土配合比,随着石粉含量的增大,混凝土的抗压与抗拉强度出现了先增大、后减小的趋势,其最优石粉含量为20%。当石粉含量从5%开始增加时,晶核作用及填充作用均强于因石粉含量增加导致的水化反应不充分的负面作用,进而使混凝土的微小孔隙被水化产物所填充,从而提升了混凝土的力学性能。但随着石粉含量的继续增加,当这种晶核作用及填充作用的影响不能够抵消混凝土水化不完全的负面影响时,混凝土的强度开始降低。

基于CMP模型的人工砂混凝土级配优化研究

混凝土骨料颗粒级配的优劣直接影响混凝土成型质量。以人工砂混凝土骨料级配为研究对象,采用CMP(Concrete Mixture Proportioning)可压缩颗粒堆积模型对人工砂混凝土中的细骨料和粗骨料进行级配优化,并对优化级配和常规级配的砂浆及混凝土性能展开研究,分析级配优化对水泥基材料性能的影响。结果表明,优化级配的砂浆在流动性、抗压强度、抗折强度、孔隙率等性能指标上均有提升,优化级配的混凝土在强度、孔隙率、氯离子电通量等性能指标上均高于常规级配混凝土。

石粉含量对人工砂全再生粗骨料混凝土力学性能影响研究

为研究石粉含量对不同强度等级人工砂全再生粗骨料混凝土力学性能的影响规律,设计并制作了标准立方体和棱柱体试件各90个进行基本力学性能测试;分析了石粉含量对C25、C35、C45这3种强度等级人工砂全再生粗骨料混凝土抗压强度(f_(cu))、轴心抗压强度(f_(c))、劈裂抗拉强度(f_(t))和弹性模量(E_(c))的影响规律,提出了抗压强度与其他性能指标的换算关系。结果表明:随着石粉含量的增加,3种强度等级下f_(cu)、f_(c)和f_(t)均呈先提高后降低趋势,但不同强度等级下E_(c)呈现不同的变化规律;石粉含量介于10%~15%之间时3种强度等级下混凝土的各项力学性能指标均较优;人工砂全再生粗骨料混凝土的弹性模量约为普通混凝土弹性模量的2/3。

石粉人工砂再生混凝土轴压性能试验研究

为了研究石粉人工砂再生混凝土的轴压力学性能,进行了45个标准棱柱体试件的轴心受压试验,获取了试件的应力-应变全过程曲线,分析了石粉含量对不同强度等级石粉人工砂再生混凝土的轴压性能影响规律,基于试验数据拟合得到了相应的应力-应变本构方程。研究结果表明:随着石粉含量的增加,抗压强度先增大后减小,峰值应变、变形系数及耗能系数呈下降趋势;低强度等级试件的损伤发生早于高强度等级的试件,而高强度等级试件的损伤发展速度相对更快;所提出的轴压应力-应变本构方程计算结果与试验结果吻合较好。

高石粉人工砂对混凝土性能的影响

为探究高石粉人工砂对混凝土性能的影响,通过将高石粉人工砂按等质量替换一定比例的细骨料,研究了高石粉人工砂对混凝土工作性能、力学性能、耐久性能和回弹值的影响。结果表明:在新拌混凝土工作性能相同的情况下,掺入高石粉人工砂会增大外加剂的用量;砂中石粉含量的增加会明显增加混凝土的稠度,同时降低混凝土的流动性;在相同配合比情况下,掺入高石粉人工砂会提高混凝土的7、28d强度;掺入高石粉人工砂会提高混凝土开裂的可能性,应加强混凝土的早期养护;同时掺入高石粉人工砂会增加混凝土回弹值,而碳化值随着高石粉人工砂比例的增加呈先下降后上升的趋势。

不同石粉含量与人工砂对水工混凝土抗冻性能影响分析

以石粉掺量及砂率为变量,试验探究水工混凝土抗冻性能受石粉含量及人工砂的影响。结果显示:(1)随冻融循环次数的增大不同石粉和人工砂含量的水工混凝土弹性模量逐渐减小,相同冻融次数时,随石粉含量或人工砂含量的增加试件的弹性模量逐渐减小,掺12%石粉相较于6%石粉的混凝土最大相对质量损失率增加26.6%,掺40%人工砂相较于掺37%人工砂的混凝土最大相对质量损失率增加23.6%;(2)人工砂和石粉的硬化结构受冻融循环作用易产生破坏,试件质量损失率和弹性模量加剧;(3)石粉的微集料效应有利于减少混凝土孔隙率,增强整体密实性和抗冻性,掺人工砂及石粉可以改善拌合物浆体量和工作性能。

人工砂在隧道喷射混凝土支护中的应用

人工砂是机制砂和混合砂的总称,在砂源缺乏地区经常在建筑、矿山、水利工程中得到使用。河南焦晋高速公路孤山隧道利用人工砂的一种即机制砂进行了喷射混凝土支护。通过试验和工程实践,对人工砂的物理力学特性进行了分析研究,并对人工砂代替天然砂在隧道喷射混凝土支护中的技术可行性、经济可行性和实施可行性等的优缺点进行了对比。结果表明,人工砂代替天然砂用于隧道喷射混凝土支护技术可行、经济节省、安全可靠,值得进一步推广使用。

人工砂再生混凝土剪切性能试验研究

为研究人工砂再生混凝土的剪切性能,制作36根具有不同强度等级(C35、C45)、不同人工砂取代率(0%、30%、50%、70%、100%)的四点受力等高变宽梁,通过连续加载方式进行试验,研究其破坏形态、剪切强度和峰值应变等,并与人工砂天然粗骨料混凝土(以下称天然混凝土)试件进行性能对比,分析人工砂取代率对试件剪切性能的影响。试验结果表明,人工砂再生混凝土和天然混凝土有一致的脆性剪切破坏形态,但人工砂再生混凝土的抗剪强度低于天然混凝土的结果,降低幅度一般约在20%以内,且其抗剪强度随人工砂取代率的改变呈现出低、高取代率时相对较高,中间范围的取代率时相对较低的分布趋势,即两头高中间低;人工砂再生混凝土剪应力—剪应变曲线形态与天然混凝土相似,其峰值应变亦随抗剪强度的增加而呈增大的趋势,但曲线斜率低于天然混凝土的情况。

高石粉人工砂原级配混凝土干缩性能试验研究

结合水电站建设工程 ,对高石粉人工砂原级配大尺寸试件混凝土干缩性能进行了试验研究 ,探讨了人工砂中石粉含量、骨料级配、试件尺寸等对混凝土干缩性能的影响以及相关性分析 ,其结果对工程建设具有参考价值 .

人工砂与河砂混凝土抗裂性能比较研究

人工砂表面粗糙,石粉颗粒细小,增大混凝土的用水量,增大混凝土开裂的倾向,另一方面,人工砂具有增大混凝土强度的特性,可减小混凝土开裂的倾向,因此对人工砂混凝土的抗裂性能有必要进行全面的研究。对人工砂与河砂混凝土的早期和硬化后的抗裂性能进行了系统研究。研究发现,人工砂混凝土最大裂缝宽度、24h裂缝数量、单位面积的裂缝数量和单位面积上的总开裂面积均较河砂混凝土大,早期抗裂能力较小;硬化后的人工砂混凝土抗压强度、抗拉强度、极限拉伸值及抗裂能力指数较大,线膨胀系数、弹强比和热强比较小,有利于减小温度应力,提高混凝土抵抗温度裂缝的能力;干缩稍大,非大体积混凝土抗干缩开裂的能力减小。

人工砂高性能混凝土研究

对河砂高性能混凝土和人工砂高性能进行了比较研究。研究发现,当配合比相同时,人工砂高性能混凝土与河砂高性能混凝土坍落度和扩散度基本相同,黏聚性良好,不离析,气泡细小而均匀,扩散均匀,易抹,可泵性能好,能满足泵送的要求。与河砂高性能混凝土相比,人工砂高性能混凝土强度更高,干缩更小,体积更稳定,抗氯离子性能更好,抗冻性能相当,人工砂更适合用于高性能混凝土。

人工砂高性能混凝土配制技术研究

采用现代混凝土配合比设计理念,通过试验,研究了人工砂高性能混凝土配合比的设计原则。通过分析粉煤灰、石粉含量对人工砂高性能混凝土在工作性和力学性能上的影响,确定粉煤灰的最佳掺量和石粉含量的范围,结果表明人工砂完全可以替代天然砂配制高性能混凝土。

人工砂高性能混凝土抗渗性与抗冻性研究

通过大量试验,系统研究了人工砂高性能混凝土的耐久性,对抗渗性、抗冻性、氯离子扩散系数等项目进行了测试。在此基础上,探讨了相关机理。试验结果表明,人工砂高性能混凝土具有优异的耐久性,可以替代天然砂生产高性能混凝土。

人工砂石粉含量对混凝土性能影响的研究与应用

自６０年代以来，成都勘测设计院等单位结合实际工程，研究了不同岩性及不同石粉含量对混凝土性能的影响。研究成果表明：人工砂中的石粉是改善混凝土性能的重要组成部分，石粉可以作为水泥掺和材替代部分粉煤灰，改善砂浆、混凝土的和易性、保水性；提高混凝上的均质性、密实性、抗渗性及断裂韧性等，适当的石粉含量可提高人工砂产量，降低成本，提高综合经济技术效益。因此选用合适的石粉含量是提高混凝土施工质量、降低工程造价的一项不可忽视的重要措施。

大理岩人工砂对大坝混凝土性能影响研究

针对大理岩人工砂,考察其不同细度模数和石粉含量对大坝混凝土力学和抗裂性能的影响,并对石粉的颗粒级配对砂浆的性能影响进行了初步探讨。研究结果表明:大理岩人工砂混凝土抗压强度整体上随人工砂细度模数的增大和石粉含量的减少而增大;极限拉伸值有随细度模数的增大和石粉含量的减小而减小的趋势;人工砂的石粉颗粒级配中,粗颗粒的含量较多时砂浆的流动性和强度均较高;随着人工砂细度模数增加和石粉含量降低,混凝土湿筛砂浆开裂风险降低。通过混凝土配合比的优化,可以减小细度模数及石粉含量对混凝土性能的影响。