复合微粒高性能混凝土的二级界面显微结构及耐久性研究

将天然纳米纤维材料及活性球形掺合料复合应用于高性能混凝土中,用以改善高性能混凝土的二级界面,探讨胶凝材料的颗粒紧密堆积及显微结构。对混凝土力学性能的研究表明:改善混凝土的二级界面,可以大幅度提高其抗弯强度和弹性模量;对耐久性的研究表明,由于加入了纳米纤维材料,改善了体系颗粒级配及二级界面显微结构,增加了体系密实度,是提高混凝土抗冻性、抗渗性的有效途径。因而,研究高性能混凝土的二级界面显微结构,对于提高高性能混凝土的宏观物理力学性能及耐久性存在巨大潜能。

基于复合胶凝材料体系的超高性能混凝土性能研究

针对桥梁伸缩缝过渡区频繁出现的混凝土破损问题,研发了一种用于桥梁伸缩缝过渡区修复的硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥胶凝材料体系超高性能混凝土(UHPC),并对其性能及微观结构进行了研究;优选了硫铝酸盐水泥的掺入比例,在某公路伸缩缝修复工程中进行了实际应用。结果表明:合适掺量的硫铝酸盐水泥能够有效提高UHPC的综合性能;当硫铝酸盐水泥质量为水泥总质量的10%时,所制备的UHPC在实际修复工程中的应用效果较好,养护24 h后抗压强度已经达到40 MPa。

复合型掺合料高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

本文选用乌鲁木齐地区水泥、掺合料、外加剂等原材料,制备不同的高性能混凝土试件,从硫酸盐侵蚀的机理入手,研究掺加复合型掺合料高性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:当水胶比为0.40或0.35,掺加30%复合型掺合料时,高性能混凝土可以抵抗SO_(2)^(2-)浓度10000mg/L及以下硫酸盐环境水的侵蚀;水胶比≤0.30、掺30%复合型掺合料的高性能混凝土,与水胶比≤0.40、掺50%复合型掺合料的高性能混凝土均能抵抗SO_(4)^(2-)浓度20250mg/L及以下硫酸盐环境水的侵蚀;水胶比和复合型掺合料的掺量均是影响高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的重要因素,随着水胶比的降低,高性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力逐渐增强,而在相同水胶比条件下,随着复合型掺合料掺量的降低,与之相对应的高性能混凝土的抗侵蚀能力随之下降。

玻璃砂超高性能水泥基复合材料的制备及性能

为实现超高性能水泥基复合材料(ultra-high performance cementitious composite,UHPCC)的可持续性和环保性,以玻璃砂替代UHPCC中的河砂,制作玻璃砂超高性能水泥基复合材料(glass sand ultrahigh-performance cementitious composite,GS-UHPCC),通过开展力学性能试验,探讨不同玻璃砂替代率和玻璃砂粒径对GS-UHPCC抗压、抗折性能的影响,定量表征GS-UHPCC的弯曲韧性和能量吸收能力,并通过X射线衍射和扫描电镜试验,分析了玻璃砂的增韧机理.结果表明,以平均粒径为0.27 mm的玻璃砂替代河砂,当体积替代率为40%时效果最好,替代后GS-UHPCC在养护28 d时的抗压强度相较于未掺时提升了17.0%,抗折强度提升了14.8%,能量吸收能力最优,微观结构致密,水化反应最为完全.本研究得出的最优玻璃砂替代率与粒径,可为GS-UHPCC的应用提供可行性支持.

特大桥复合型超高性能混凝土的研制及应用

扶典口西江特大桥所用CF60混凝土是一种新型多相复合优质的高性能混凝土,针对扶典口西江特大桥的结构形式和工程特点,按照就地取材的原则和技术规范的要求进行CF60复合型超高性能混凝土的组成材料、配合比例及技术性能研究,合理选择混凝土配合比设计参数,并采用复合型外加剂、活性掺合料和混合纤维等技术手段,以获得复合型超高性能的混凝土最佳配合比例。结合工程现场条件探索CF60混凝土在扶典口西江特大桥的应用技术,跟踪检测混凝土施工质量,提出CF60混凝土结构施工过程中的关键技术与控制要点,评价CF60混凝土在工程实际中的应用效果和效益,确保大跨径桥梁结构的工程质量和使用寿命,并为长大桥梁建设提供依据和参考。

高性能混凝土在钢桥面铺装中的应用研究进展

高性能混凝土因其优异的力学特性和耐久性能而具有广阔的应用前景,其中最受瞩目的是超高性能混凝土(UHPC)和应变硬化水泥基复合材料(ECC),将其与钢桥面板的组合是近年来桥梁工程中新材料应用的典型范例。通过对钢-高性能混凝土组合桥面板的静力抗弯性能、疲劳性能、界面抗剪性能和负弯矩区抗裂性能等方面的研究和相关设计规范进行了归纳总结,提出目前高性能混凝土在钢桥面铺装中应用亟待解决的系列问题,为相关领域的研究和工程应用提供参考。

超高性能混凝土(UHPC)单面模板体系历史砖墙无损加固技术性能研究及应用

普通混凝土外包法加固历史砖墙技术中的结构植筋、对穿螺杆等工序,会带来保护体永久性损伤等缺陷,使得超高性能混凝土(UHPC)在结构修补加固等领域的应用日益广泛。通过复合胶凝材料体系设计制备工作性、力学性和耐久性均符合砖墙加固要求的UHPC,并结合上海市黄浦区160街坊保护性综合改造项目,验证其加固历史砖墙的效果。结果表明:超高性能混凝土扩展度可达650 mm±50 mm,抗压强度≥150 MPa,快冻法500次循环后,平均质量损失<5%,相对动弹性模量>60%,6 h电通量低于40 C。加固后,该材料和砖墙黏结性能优异,修复后墙面色泽均匀、平整未开裂。因此,UHPC单面支模体系加固历史砖墙的施工工艺,表现出优异的无损加固的特点。

高性能复合材料在道路工程中的应用研究

本文旨在重点分析了高性能复合材料路面的组成、特性及其在高速公路、机场跑道等工程中的实际应用效果。通过分析玄武岩纤维复合筋的性能以揭示了、其在桥梁工程、路面钢筋混凝土结构等领域中替代传统钢筋的潜力。文章还探讨高性能混凝土以及玻璃纤维增强塑料(GFRP)和碳纤维增强塑料(CFRP)等复合材料在现代桩基础中的应用。实验研究表明玄武岩纤维在沥青混合料中的应用能够显著提高路面的抗疲劳性能和使用寿命。本文采用文献综述、实验分析和案例研究相结合的方法得出高性能复合材料在道路工程中具有广阔应用前景的结论,并提出了相应的应用对策和建议。

玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型

为研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与超高性能混凝土(UHPC)之间的粘结性能,故基于相关文献中153个拉拔试验和42个梁式试验的数据,系统分析了FRP筋直径、相对粘结长度、相对保护层厚度、超高性能混凝土抗压强度、FRP筋表面形态和试验方法对玻璃纤维增强复合材料筋粘结强度的影响规律,通过回归分析和区间预测提出了超高性能混凝土中玻璃纤维增强复合材料筋与粘结强度和锚固长度的计算公式。对比分析了已有FRP筋与普通混凝土之间的粘结-滑移本构模型,基于CMR模型提出了绕肋玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型的计算公式。上述公式计算结果与试验结果均吻合良好,并可为工程设计及后续研究提供依据。

复合矿物掺合料对超高性能混凝土性能的影响

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)不仅具有极高的力学性能,还具有良好的工作性能和耐久性能。然而,由于极低的水胶比和较高的水泥用量,UHPC面临着基体高自收缩和高成本挑战。为有效解决这一问题,利用工业副产品或废弃物取代部分水泥成为了一种可行的方法。该研究探讨了粉煤灰和偏高岭土以1∶1(质量比)比例混合作为复合矿物掺合料(composite mineral admixtures,CMA)替代UHPC中的部分水泥,对其抗压强度、微观形貌、环境效益的影响。研究结果表明,随着CMA掺量的增加,UHPC的抗压强度呈现先增大后减小的趋势,在掺加10%CMA的情况下,UHPC表现出最高的抗压强度,相较于基准组28 d抗压强度提高了7.6%;而且掺加10%CMA的UHPC具有更为紧密的微观结构,与基准组相比水化产物含量更多,符合抗压强度的发展规律;用CMA替代15%的水泥制备UHPC,可以降低UHPC生产成本、减少碳排放,有利于生产可持续环保型的UHPC。

装配式混凝土结构高性能复合灌浆材料的制备及性能分析

研究了装配式混凝土结构高性能复合灌浆材料的制备并对其性能进行分析,首先,通过使用搅拌养护法搅拌水泥至终凝时间,融合灌浆料与砂浆;其次,使用力学测试法调整灌浆材料的抗压强度,检测灌浆料竖向膨胀率;最后,使用流动度检验法设置泥浆流动度,配制胶砂,从而完成高性能复合灌浆材料的制备。制备的装配式混凝土结构高性能复合灌浆材料的流动性、抗压强度均优于800-灌浆料,且不易发生膨胀,整体性能良好,能有效减少固化裂缝,为提高装配式混凝土结构的安全性做出了一定的贡献。

流动性对复合粉高性能混凝土性能的影响

选定复合粉高性能混凝土配合比,通过调整混凝土中减水剂的用量调整混凝土流动性得到不同流动性的混凝土,研究不同混凝土流动度对复合粉高性能混凝土的拌合物性能、力学性能、抗冻性能、抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律。结果表明:在不改变混凝土水胶比的情况下,通过调整减水剂提高复合粉高性能混凝土流动性对混凝土拌合物施工性能影响较大,更有利于施工,混凝土凝结时间明显延长,但对混凝土的力学性能、抗渗性能、抗冻性能、抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能基本无影响。

氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土变形特性的影响

从氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土安定性能和力学性能的影响规律出发,系统研究了该新型氧化镁复合膨胀剂在不同养护方式下对高性能混凝土变形特性的影响规律.结果表明:在确保安定性的前提下,氧化镁复合膨胀剂在高性能混凝土适宜掺量为不超过8%.内掺8%的氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土力学性能影响不大,但对高性能混凝土的变形特性有显著影响.在饱水养护条件下,氧化镁复合膨胀剂既具有较大的早期膨胀性能,又具有一定的持续微膨胀性能;在密封养护条件下,氧化镁复合膨胀剂的掺入能完全消除高性能混凝土的早期自收缩,产生自膨胀;在干燥养护条件下,氧化镁复合膨胀剂的掺入对高性能混凝土的干燥收缩也表现出明显的抑制效果,至120d测试龄期时干燥收缩的减缩率仍然高达50.2%.

高性能混凝土专用粉煤灰复合超细粉

本文研究了粉煤灰复合超细粉（ＰＦＡＣ）的技术性质。ＰＦＡＣ的粉体效应赋予混凝土一系列的高性能，以３０％～７０％的ＰＦＡＣ等量取代水泥可配制出Ｃ６０～Ｃ９０的高性能混凝土（ＨＰＣ），并具有良好的和易性、耐久性、力学性能、坍落度经时损失小。试验结果表明，大掺量的ＰＦＡＣ配制ＨＰＣ是可行的，这对于提高ＨＰＣ的绿色度，使之成为可持续发展的材料至关重要。

高性能复合道路水泥混凝土的研究

从材料复合的角度 ,设计了一种新型有机、无机与金属多相复合的高性能道路水泥混凝土。研究和应用表明 ,这种材料能有效弥补普通水泥混凝土的缺点 ,具有优良的力学和路用性能。采用这种材料修建或更新的高等级路面 ,使用寿命长。

超细粉煤灰与硅灰复合对高性能混凝土强度的影响

本文采用超细粉煤灰与硅灰复合技术配制C150～C200高性能混凝土(HPC)材料。在硅灰、超细粉煤灰及两者的复合物分别等量取代15％水泥的条件下,通过与单掺硅灰及单掺粉煤灰的情况对比,系统研究了等比例双掺（简称“双掺”）高性能混凝土的强度特性。实验结果表明,因硅灰与超细粉煤灰的复合掺入,在HPC结构形成过程中,充分发挥了这两种材料在功能效应方面相互促进和相互补充的作用,从而使双掺HPC的强度性能体现了比单掺更优异的特性。本文还通过孔结构和显微硬度的测试分析,剖析了超细粉煤灰与硅灰复合效应的机理,并论证了用超细粉煤灰配制HPC的可行性。

复合外掺料高性能混凝土的氯离子扩散性能

为研究复合矿物外掺料对高性能混凝土抗氯离子扩散性能的影响,分别制备单掺、双掺及三掺矿物外掺料的高性能混凝土试件,通过开展6 h快速氯离子扩散实验(ASTM C1202),测试高性能混凝土中不同深度处的总氯离子和自由氯离子的含量,并据此计算不同深度处固化氯离子的含量。实验结果表明,复合掺加粉煤灰、硅灰和矿渣的高性能混凝土的6 h电通量最少,且其内部的总氯离子和自由氯离子含量最低,具有最佳抗氯离子扩散能力;复合掺加矿物外掺料可以提高混凝土中固化氯离子的比例,降低混凝土结构中钢筋的锈蚀概率,延长其服役寿命。

掺粉煤灰复合超细粉高性能混凝土的性能

对掺粉煤灰复合超细粉砂浆和高性能混凝土的性能进行了研究 ,结果表明 ,以 3 0 %～ 70 % (质量分数 )的粉煤灰复合超细粉等量取代水泥 ,可使水泥浆体的凝结时间延长 ,并能配制出C70～C80的高性能混凝土 。

基于复合矿物掺合料的C30高性能混凝土强度试验研究

混凝土是一种多相复合材料,其影响因素很多。针对一种新型的复合矿物掺合料,研究在不同水胶比、不同水泥替代比例以及不同砂率情况下,对这种高性能混凝土的强度影响。同时还给出了在标准养护环境和实际工程养护环境下,基于此种特殊掺合料的高性能混凝土强度差异的对比分析。从工程安全角度的考虑,优选了一组C30配比作为工程应用。

复合超细粉煤灰高性能道路混凝土的试验研究

以经改性的复合超细粉煤灰(简称CUFA),等量取代水泥,获得CUFA高性能道路混凝土,并通过试验研究了混凝土的力学性能及部分长期性能.结果表明,随着20%～40%CUFA的掺入,混凝土强度接近或达到C50强度级别,并建立起相应的强度回归经验式;同时干缩、抗渗、耐磨、抗裂等诸性能均优于基准混凝土.