水灰比与浆体厚度对透水混凝土性能的影响研究

为明确浆体厚度、水灰比两种因素对透水混凝土的影响,并探究适合的浆体厚度、水灰比取值,文中在水灰比为0.25、0.27、0.30、0.32和浆体厚度为0.2、0.4、0.6、0.8 mm条件下,制备透水混凝土试件,通过试验判断透水混凝土抗压强度、孔隙率与水灰比、浆体厚度之间关系。试验结果表明,水灰比为0.27、浆体厚度在0.4~0.6 mm时,透水混凝土应用性能可以达到较高水平。

水泥基复合材料浆体厚度分布的定量表达

依据统计物理学领域中的弦长密度函数,提出了水泥基复合材料邻近集料间浆体厚度分布的定量估计方法。借助计算机模拟方法生成的模型结构验证该理论方法的可靠性。通过浆体厚度的数量基概率密度曲线和累计概率曲线的比较发现,理论解和模拟结果之间能较好吻合。在常用集料体积分数下,用该解析解预测了集料符合Fuller分布的砂浆和混凝土中浆体厚度分布及其平均值随集料体积分数和集料细度的变化关系。结果发现:邻近集料间浆体厚度平均值的变化范围为190～860μm。

高性能混凝土早龄期自干燥收缩与浆体相对密度、骨料平均浆体厚度的关系

采用非接触式位移传感器对不同配合比的高性能混凝土从初凝到14d内的自干燥收缩进行量测,研究浆体相对密度、骨料平均浆体厚度对其自干燥收缩的影响。结果表明,随着浆体相对密度和骨料平均浆体厚度的增大,混凝土自干燥收缩越大,自干燥收缩与浆体相对密度之间存在较好的线性相关性,与骨料平均浆体厚度之间存在较好的对数关系。

透水混凝土集料表面浆体厚度影响因素

透水混凝土以集料为骨架,胶凝材料与水拌合后在集料表面形成一层均匀浆体包裹层形成的骨架—空隙结构,其力学性能、透水性与浆体包裹层厚度紧密相关,通过试验探究水灰比、集料粒径、粉煤灰掺量对骨料表面浆体厚度的影响。结果表明:浆体厚度随着水灰比的增大而增大;小粒径集料挂浆厚度高于大粒径集料;浆体厚度随粉煤灰的掺入量先增大再减小。

骨料浆体厚度对混凝土抗压强度的影响

通过采取不同技术措施改变骨料浆体平均厚度,研究了其与混凝土力学性能的关系,并力图寻找一种新的配合比调整路线和预拌混凝土质量稳定性控制方法。定义的浆体中包括0.08 mm以下的颗粒,这对科学合理使用石粉含量较高的人工砂、尾矿砂等替代资源提供了新的技术思路和应用途径。

基于骨料特性和浆体厚度的透水混凝土配合比设计

传统的透水混凝土配合比设计主要以骨料堆积密度和目标孔隙率为主要设计参数,缺乏强度设计依据,且实际孔隙率与目标孔隙率相差较大,透水性能难以保证。提出一种基于骨料特性和浆体均匀包裹模型的透水混凝土配合比设计方法,其主要引入骨料比表面积和浆体厚度2个参数,据此设定合理的浆体厚度和水胶比,再通过计算所得骨料的比表面积确定浆体的体积,最终确定配合比。试验表明:该方法可有效地以浆体数量控制有效孔隙率的大小,透水混凝土的力学性能符合设计要求,透水性能良好,能适应不同骨料特性和强度要求的透水混凝土配合比设计要求。

基于浆体厚度的混凝土流动性预测研究

通过对混凝土中原材料参数的分析和处理,提取浆体厚度这一新参数,用以建立新型人工神经网络模型,对混凝土的流动性进行预测。研究结果表明,提取的新参数与不加任何处理的混凝土配合比原材料用量参数相比,在混凝土坍落度预测中更具有科学性。通过胶材用量、用水量、减水剂用量和浆体厚度这四个参数建立的新型神经网络模型可有效预测混凝土的坍落度,预测值与混凝土坍落度实测值之间的标准差为8.23,与传统神经网络模型相比精确度显著提高。

浆体包裹层厚度对自密实混凝土性能的影响

基于骨料堆积与浆体填充包裹模型,计算在不同水胶比及浆骨比条件下的浆体包裹层厚度,探究浆体包裹层厚度对自密实混凝土工作性能的影响。结果表明:浆体包裹层厚度存在最佳值,在一定范围内,随着浆体包裹层厚度的增加,自密实混凝土的坍落扩展度逐渐增大,拌和物流动至直径为500 mm时所用的时间T500逐渐减小,钢筋间隙通过能力提高,拌和物的流动性得到显著改善;当浆体包裹层厚度过大时,拌和物出现离析,工作性能反而变差。通过建立坍落扩展度随浆骨比变化的定量关系式,能够确定满足工作性能要求的浆骨比,进而降低自密实混凝土中胶凝材料的用量。

基于最少浆体理论的混凝土配合比优化

以混凝土成本为配合比优化的目标,在保证混凝土坍落度、28d抗压强度及氯离子扩散系数满足设计要求情况下,通过合理调整平均浆体厚度、小石子与粗骨料的质量比及砂率,得到混凝土浆体量较少、成本较低的混凝土配合比。提出的基于最少浆体理论的混凝土配合比优化方法得到试验的验证。

基于富余浆体理论的MS-SCC性能研究

基于富余浆体理论,通过数字图像法来表征骨料的粒形、确定骨料实际比表面积与骨料裹浆厚度;随后测试在不同富余浆体厚度情况下拌合物的工作性能(坍落扩展度、T50、J环扩展度及浮桨百分比)与力学性能(7d、28d强度)。结果表明:改变富余浆体厚度能够显著影响新拌机制砂自密实混凝土的工作性能与力学性能。在保持水胶比、砂率、粉煤灰掺量不变情况下,随着胶凝材料的增加,富余浆体厚度逐渐增加,自密实混凝土工作性能随着富余浆体厚度的增加而增加,但当厚度较高(tp≥80.79μm)时,拌合物流动性虽高,但出现离析、泌水现象。为保证新拌混凝土流动性、稳定性、抗离析性和匀质性且具有较高的强度,富余浆体厚度应取80.79μm,此时胶凝材料掺量为550kg/m3。

基于人工神经网络的混凝土抗压强度预测方法

在给出混凝土等效水灰比和骨料平均浆体厚度计算方法的基础上,采用人工神经网络方法,建立了混凝土28 d抗压强度与混凝土等效水灰比、骨料平均浆体厚度和粉煤灰与胶凝材料用量比之间的非线性映射关系.该研究成果可减少混凝土试配次数,节约大量人力、物力和时间,并为高体积稳定性混凝土配合比设计方法的研究进一步奠定了基础.

基于力学与透水性的透水混凝土的配合比设计

文章结合透水混凝土骨架结构特点,建构力学、透水性与骨架结构之间的量化关系,选定骨料粒径、浆体组成及浆体/骨架比例3个关键参数,基于浆体流变性与最大包裹厚度MPCT的关联性,设置合理的浆体厚度,并据此调控浆体强度、接触点数量等骨架结构参数,实现基于力学与透水性的配合比设计。且经实验分析,该配合比方法可基于骨料结构参数的调控,实现透水混凝土力学与透水性的针对性设计。

密实混凝土配合比设计中一些问题的探讨

本文对密实混凝土配合比设计中的最优砂率、平均胶结浆体厚度、骨料密实度进行了一些探讨。

浆体流变特性对透水混凝土性能的影响

为研究浆体流变特性对透水混凝土力学与透水性能的影响规律,通过减水剂与增黏剂掺量的变化调配出5种不同流动度及6种不同塑性黏度的水泥浆体,并固定浆集比配置出对应的透水混凝土。采用光学显微镜图像分析透水混凝土中骨料颗粒表面浆体裹附层厚度,以水泥浆体的拉拔黏结强度表征浆体与骨料的黏结强度,在研究浆体流动度及塑性黏度对浆体拉拔黏结强度、骨料颗粒表面浆体包裹层厚度影响的基础上,进一步探讨了浆体流变特性对透水混凝土抗压、抗折强度、空隙率以及透水系数的影响规律,揭示出浆体流动度与塑性黏度对透水混凝土力学与透水性能的作用原理。研究结果表明:随着浆体流动度及塑性黏度的增加,透水混凝土力学性能呈现先提高后降低的趋势,而透水混凝土的透水系数则随着浆体流动度的增加逐渐降低,随着浆体塑性黏度的增加逐渐增加;结合浆体流变性能对浆体自身拉拔黏结强度及骨料颗粒表面浆体包裹层厚度的影响发现,浆体流变特性主要通过影响浆体自身黏结特性而作用于透水混凝土力学性能,通过影响骨料颗粒表面浆体包裹层厚度及其分布状态而作用于透水混凝土的透水性能;在进行透水混凝土配合比设计时,可以通过调控浆体的流变特性,达到兼顾透水混凝土力学性能与透水性能的目的。

粒度组成对全铝质浇注料烧结前后性能的影响

研究了对于含有一系列骨料、细粉、最小加水量、无水泥和外加剂的全铝质自流浇注料,为提高其新拌浆体的流动性以及烧后强度而设计的优化方案。自流的细粉基质被单独优化,并保持不变。改变骨料与基质加入比例,从而改变其比表面积和骨料颗粒之间距离。随后在基质加入量最优化并保持恒定的条件下,研究了骨料的粒度组成对新拌浆体和浇注料烧后性能的影响。得出结论:比表面积和最大浆体厚度对浇注料的流动性参数有较大影响。

高速公路隧道排水层专用透水混凝土的制备及其铺装工艺研究

山区高速公路的修建,隧道地下涌水极易对混凝土道路耐久性造成威胁。为缓解隧道中混凝土道路的水害,延长道路的使用寿命,设计并制备透水混凝土作为排水基层。在实验室开展了透水混凝土的制备及性能研究,采用骨架结构设计方法,合理调控水灰比及减水剂掺量确保目标浆体包裹层厚度(TPT)≤最大浆体包裹层厚度(MPCT),成功制备出性能指标符合要求的透水混凝土,其中透水混凝土的7d抗压强度随TPT的增大而有所提升,而透水系数和有效孔隙率均随TPT的增大而减小。依托大丰华高速公路鸿图隧道工程,基于试验路段的透水混凝土的铺装,总结了透水混凝土隧道排水层的铺装工艺。

多孔混凝土的孔隙模型研究

将多孔混凝土中包裹水泥浆体的粗骨料堆积形态视为球形颗粒堆积，借鉴Koenders提出的带状模型，建立多孔混凝土孔隙率与粗骨料浆体包裹层厚度之间的关系式，通过试验确定公式中的参数并验证其模型和计算的合理性。试验结果表明：依据该公式能有效计算出不同粗骨料浆体包裹层厚度下多孔混凝土的孔隙率。当浆体包裹层厚度变化于439-973μm时，多孔混凝土的孔隙率范围值为21．8％～33．8％。