免蒸养活性粉末混凝土研究现状

免蒸养活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种新型高性能混凝土,具有非常高的力学性能和耐久性能,在国外的工程实践上得到了广泛的应用,国内也有这方面的很多研究。为了降低RPC的生产成本,推动RPC在市政工程中的应用,用标准养护制度替代蒸汽养护,配制出价格较低的免蒸养活性粉末混凝土成为研究的一种新的方向。本文对免蒸养活性粉末混凝土的基本配制原理、国内外工程应用及研究进展、存在的问题进行了分析。

蒸养参数对活性粉末混凝土抗氯离子渗透性的影响

基于国内外研究现状,对RPC制备过程中蒸汽养护制度进行设计,分析了不同蒸养参数对RPC抗折强度和抗氯离子渗透性的影响。结果表明,静养时间16 h以上能得到性能较好的RPC,升温速度不高于20℃/h较为有益,升高恒温温度可提高RPC的抗折强度和抗氯离子渗透性。

纳米早强剂对免蒸养粉煤灰混凝土强度的影响

采用新型纳米早强剂——CSH纳米晶核(NCSH)解决大掺量粉煤灰混凝土早期强度发展不足的问题,同时与传统早强剂硫酸钠(SS)进行对比,分析二者对粉煤灰混凝土早期抗压强度发展的影响。结果表明:掺入SS的粉煤灰混凝土12 h最高抗压强度仅为12.9 MPa,不能满足脱模要求,28 d抗压强度出现倒缩,且SS掺量越大抗压强度降幅越大;而掺入NCSH的粉煤灰混凝土12 h抗压强度已达到脱模强度,且28 d抗压强度无倒缩,NCSH掺量为1.0%时,12 h、28 d抗压强度较基准组分别提高了97.5%、10.6%。

免蒸养高抗渗耐久性盾构隧道管片混凝土配合比研究

利用自主研发的混凝土安全性专家系统对武汉地铁隧道管片混凝土的耐久性进行设计,确定了配制免蒸养高抗渗耐久性盾构隧道管片混凝土的配合比设计原则;采用密实堆积设计法来设计管片混凝土,配制出了强度达到C50、抗渗等级达到P18,氯离子扩散系数为6.9×10-13 m2/s,28 d干缩值1.9×10-4,90 d干缩值2.2×10-4,制备的免蒸养高抗渗耐久性盾构隧道管片混凝土,满足管片设计要求。

薄层活性粉末混凝土的现场免振捣浇筑施工

在预拌混凝土搅拌站工业化生产了活性粉末混凝土,并现场泵送、免振捣浇筑了最薄仅20mm的薄层混凝土结构。常温养护下混凝土结构表面光洁,无裂缝,其抗压强度达到100MPa以上,达到设计预期目标。

低收缩免蒸养UHPC桥面铺装材料性能及构造设计

为减少超高性能混凝土(UHPC)的收缩变形并降低养护成本,以多孔烧结铝矾石(CB)骨料作为内养护剂,研发了一种低收缩免蒸养的UHPC。通过室内试验,对自研UHPC的力学和变形性能进行了测试与评估。通过有限元数值模拟,分析了UHPC桥面铺装层的早期温湿度应力演化规律。结果表明,自研UHPC在免蒸养条件下仍然具有超高强度,28 d抗压强度达154 MPa,28 d劈裂抗拉强度达19.3 MPa;含CB骨料UHPC的28 d自收缩变形仅为160μm/m,可有效降低UHPC铺装层发生翘曲、与下层混凝土发生脱粘的风险;UHPC的耐磨耗和抗冲击性能远优于普通混凝土,可延长桥面铺装层的使用寿命。数值计算结果表明,UHPC铺装层的最大拉应力受铺装层厚度和长度影响不大,因此不需要切缝。为增强UHPC铺装层与基层之间的黏结性能,基层混凝土表面应做粗糙化处理(露石表面),基层与UHPC铺装层之间按设计进行植筋。通过上述研究,验证了采用自研UHPC作为混凝土桥面铺装层的可行性。

预制构件用超早强免蒸养混凝土的研制

进行了预制构件用超早强免蒸养混凝土的配合比试验,分析了SBT-510超早强剂、CSP-12早强型高效减水剂以及粉煤灰、矿粉等对混凝土早期强度和工作性能的影响。结果表明:采用0.31水胶比,复掺3.0%的SBT-510超早强剂和1.5%的CSP-12早强型高效减水剂时,能显著提高混凝土的早期强度,在自然养护条件下,混凝土12 h抗压强度最高可达到36 MPa,在11℃养护条件下,12 h抗压强度也可达到15 MPa;双掺10%粉煤灰和10%矿粉不但有利于混凝土早期强度的提高,还可改善混凝土工作性能、降低水泥用量。

电杆用免蒸养混凝土的力学及耐久性能

为了解决蒸汽养护不仅会造成混凝土耐久性能降低,而且耗费大量能源的问题,针对环形混凝土电杆生产工艺,通过采用外加剂与矿物掺合料复合技术,制备早强免蒸养混凝土,对比分析现有生产用蒸汽养护混凝土和所制备早强免蒸养混凝土的性能。结果表明:免蒸养混凝土能在3 d内达到与蒸养混凝土相同的强度,同时其耐久性提高,300次冻融循环后动弹性模量损失率减小2. 33%,质量损失率减小2. 17%,抗氯离子渗透性能明显改善;免蒸养混凝土中水化产物形貌及分布状态优于蒸养混凝土,其产物结晶更完整,缺陷更少,内部孔结构得到优化,无害孔增加,结构更密实。

预制构件用自密实免蒸养混凝土试验研究

为解决装配式预制构件生产中机械振捣和蒸汽养护带来的诸多问题,本课题进行了基于自密实的免蒸养混凝土配合比系统研究。研究表明:采用CECS203或CCES02设计的自密实混凝土相比采用JGJ/T283的具有较小收缩,更适宜于预制构件;采用P.Ⅱ型水泥、粉煤灰掺量15%、矿渣粉掺量20%、硫铝酸盐水泥比例5%(或促凝减缩剂掺量10%/早强剂1%)时,混凝土综合性能相对较好,可以在自密实基础上实现夏季免蒸养、其他季节缩短蒸养时间1/3以上的效果;掺加硫铝酸盐水泥、促凝减缩剂或早强剂后,混凝土氯离子渗透性能略有改善;SEM微观结构形貌分析结果与宏观性能是一致的。

免蒸养超高性能混凝土-既有混凝土界面粘结性能试验研究

免蒸养超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)在常温养护下具有超高强、超耐久等优异性能,其与普通混凝土(Normal concrete,NC)界面的粘结性能是保证免蒸养UHPC加固NC结构获得良好性能的重要因素。为研究免蒸养UHPC-NC界面粘结性能,设计直剪试验,分析免蒸养UHPC龄期、NC强度、NC表面处理方式和界面粘结剂对界面粘结性能的影响,提出了免蒸养UHPC-NC界面粘结-滑移本构模型,并给出相关刚度系数建议值。结果表明:免蒸养UHPC-NC试件界面破坏模式主要分为粘结界面破坏、粘结界面和NC破坏、NC破坏及NC和UHPC破坏;刻槽组较凿毛组试件具有明显的开裂阶段,表现出一定的延性且具有更高的粘结强度,最大提高量为183.7%;界面使用SiKa 32LP结构胶时,其粘结强度为4.91 MPa,是其他界面粘结剂试件粘结强度的两倍以上。因此,当采用免蒸养UHPC加固NC构件时建议NC表面刻槽和采用SiKa 32LP结构胶。

免蒸养混凝土用胶凝材料的性能研究

将促强减缩剂与普通硅酸盐水泥组成复合胶凝体系,表征复合胶凝材料的凝结时间和其在不同水灰比时的强度变化,通过XRD、压汞法、SEM和水化热等测试方法研究复合胶凝体系的水化机理。结果表明:促强减缩剂的掺入可以促进硅酸盐水泥的凝结硬化,提高复合体系的水化速率,促进C_(3)S的水化程度,增加水化产物中AFt的生成,使结构更加紧密。在水灰比为0.3条件下,当促强减缩剂掺量为25%时,混凝土的8 h强度最高,为23.3 MPa;当促强减缩剂掺量为10%时,混凝土的28 d强度最高,为87.3 MPa。

概率基多目标优化法研制尾矿泥集料免蒸养加气混凝土

以免蒸养工艺研制尾矿泥集料加气混凝土,通过概率基多目标优化法同时优化加气混凝土发泡、凝结时间和强度、密度等研究目标。针对发泡、初、终凝时间,强度、密度等目标属性进行两阶段优化试验。结果表明:采用无蒸养制备工艺可得强度、密度达到国标B05的加气混凝土产品,不仅可利用尾矿泥固废,且能耗低、设备投资少。

聚羧酸减水剂与免蒸养混凝土用掺合料的适应性研究

随着国家“碳达峰”“碳中和”概念的提出,免蒸养混凝土技术的研究逐渐得到了混凝土预制构件企业的关注。对该课题进行探索有非常重要的价值。免蒸养混凝土技术能够行之有效地减少成本,且具有显著的节能减排作用,符合产业发展方向。而掺合料与外加剂作为混凝土的重要组成部分,其适应性对于免蒸养混凝土的研究是极其重要的。文章通过水泥净浆流动度试验、混凝土坍落度试验和混凝土抗压强度试验,探究了聚羧酸减水剂与掺合料的适应性,并对预制高强混凝土免蒸养工艺的配合比进行了研究分析,为预制高强混凝土免蒸养工艺的推广使用提供参考。

钢纤维掺量对活性粉末混凝土断裂性能的影响

采用三点抗弯试验,研究了不同钢纤维掺量对活性粉末混凝土(RPC)抗断裂性能的影响;通过扫描电镜(SEM)对钢纤维与RPC基体的黏结情况进行了研究;通过拉拔试验得到了钢纤维与RPC基体的界面黏结强度.结果表明:对于素RPC,其脆性大,断裂能值低,蒸养使其脆性增加;掺加钢纤维后,蒸养可改善钢纤维与RPC基体的界面过渡区,增加界面黏结强度,使钢纤维被拔出需要消耗更多的能量,从而提高了RPC的抗断裂性能,与钢纤维掺量为1%(体积分数)相比,当其掺量为2%时,蒸养对提高RPC抗断裂性能的作用不显著.

免蒸养混凝土在构件生产中的应用探讨

本文结合生产实际,围绕混凝土构件预制生产过程,探讨混凝土配制新方法和构件生产新工艺工艺,来探寻一条采取免蒸养生产混凝土构件的可行途径,替代蒸汽养生,以便既能节约养生能源成本,又能提高混凝土早期强度和保证生产工期及产量要求,提高后期混凝土构件使用的耐久性需求。

免蒸养混凝土在构件生产中的应用探讨

本文结合生产实际,围绕混凝土构件预制生产过程,探讨混凝土配制新方法和构件生产新工艺工艺,来探寻一条采取免蒸养生产混凝土构件的可行途径,替代蒸汽养生,以便既能节约养生能源成本,又能提高混凝土早期强度和保证生产工期及产量要求,提高后期混凝土构件使用的耐久性需求。

桥面铺装免蒸养超高性能混凝土力学性能试验研究

针对桥面铺装UHPC技术研究,采用天然砂,运用正交试验方法,探究水胶比、高强功能性复合掺合料掺量、钢纤维掺量(体积分数)及石粉掺量等因素对免蒸养UHPC力学性能的影响规律。探析UHPC不同类别尺寸试件成型及养护方式下的强度发展规律及变化,经各龄期强度敏感性分析,通过比对试验研究,实现了应用新疆地材配制免蒸养UHPC的技术路径,且最优试验组混凝土的28d抗压强度达到135.5MPa,60d抗压强度达到144.4MPa。

免蒸养高性能混凝土轨枕的试验研究

在高性能混凝土轨枕生产过程中引入新型超早强外加剂可以提高混凝土早期强度,实现免蒸养工艺。对比研究免蒸养工艺和蒸养工艺生产的混凝土轨枕力学性能、耐久性、静载抗裂强度和疲劳抗裂强度等性能指标,探索高性能混凝土轨枕免蒸养工艺在不同温度环境下应用的可行性。

JC/T 2554—2019《蒸养混凝土制品用掺合料》标准解读

简述了建材行业标准JC/T 2554—2019《蒸养混凝土制品用掺合料》的编制背景、编制目的和意义,详细说明了标准条文的具体内容,提出了实施过程中应注意的问题。

T/CBMF 64—2019《预应力高强混凝土管桩免压蒸生产技术要求》标准解读

为了便于标准使用各方准确贯彻实施标准的具体要求和规定,简述了中国建筑材料联合会团体标准T/CBMF 64-2019《预应力高强混凝土管桩免压蒸生产技术要求》的编制背景、编制目的和意义,详细说明了标准条文的具体内容,提出了实施过程中应注意的问题。