Ca(OH)_(2)-Na_(2)CO_(3)激发矿渣-粉煤灰混凝土的抗裂性能分析

采用Ca(OH)_(2)和Na_(2)CO_(3)(摩尔比1∶1)为激发剂制备碱矿渣-粉煤灰混凝土,分别研究碱当量和粉煤灰掺量对ASFC抗压强度、劈裂抗拉强度、内钢环应变、环向拉应力和抗裂性能的影响,并通过开裂系数ζ_(t)(t)和抗裂性能评价指标A_(cr)(t)表征ASFC的抗裂性能.研究结果表明:随着碱当量的增加,ASFC的抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小;当碱当量较小时(4%和6%,除特殊说明外,文中均为质量分数),ζ_(t)(t)和A_(cr)(t)基本不变,继续增大至8%和10%时,二者明显增大,抗裂性能明显降低;随着粉煤灰掺量的增加,ASFC的抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小;粉煤灰掺量为20%时,ζ_(t)(t)和A_(cr)(t)明显下降,抗裂性能提高;继续增大粉煤灰掺量至40%,ζ_(t)(t)和A_(cr)(t)变化不大,抗裂性能没有明显提升.碱当量为6%,粉煤灰掺量为20%时,力学性能和抗裂性能最优.

矿渣-粉煤灰复合材料混凝土抗冻融性能研究

为提高冰冻环境下钢筋混凝土结构的抗冻耐久性,减少混凝土冻融损伤,本文利用F-S代替普通水泥制备混凝土,采用快速冻融试验测量混凝土的损伤过程,评价混凝土氯离子的渗透性和导电特性,并建立了混凝土抗冻耐久性系数与混凝土宏观性能的关系。结果表明:与普通混凝土相比,F-S混凝土的电阻率显著升高,在经过冻融循环后,掺合料混凝土导电性仍然较低。混凝土的抗冻耐久性系数(DF)与冻融循环次数、抗压强度、氯离子扩散系数和电阻率间有显著的相关关系。研究结果可为寒冷混凝土配合比设计提供参考。

复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土抗冻融性能研究

为探究复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土的抗冻融性能,对三种胶凝材料体系的混凝土,在四种不同水胶比下,进行快速冻融试验与压汞试验。从外观损伤、质量损失、相对动弹性模量及孔隙结构等方面研究其抗冻融性能退化规律。结果表明:在相同条件下,适当降低水胶比可以提高混凝土的抗冻融性能;与普通混凝土相比,由石灰石粉、矿渣和粉煤灰等矿物掺合料与水泥组成的复合胶凝材料体系,提高了混凝土抗冻融性能;因矿渣活性高于粉煤灰,“20%(质量分数,下同)石灰石粉+15%粉煤灰+15%矿渣”混凝土抗冻融性能弱于“20%石灰石粉+30%矿渣”混凝土;矿物掺合料能细化混凝土孔径,提升抗冻融性能。通过理论分析与试验数据回归,建立了不同胶凝材料体系下复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土冻融损伤模型。

粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土不同龄期动态力学性能

为探究冲击荷载条件下粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的动态力学响应特征,考察不同养护龄期和应变率对粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土动态力学特性的影响,利用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置分别对3 d、7 d、28 d龄期的粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土进行了不同应变速率下的冲击压缩试验。结果表明:在各个龄期下,粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土均表现出显著的应变率敏感性,动态抗压强度和比能量吸收随应变率的增加而增大,其中动态抗压强度随应变率增加呈现指数函数增长趋势;随着龄期的增长,粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的动态抗压强度和比能量吸收均增大,应变率敏感性逐渐增强。在对比了多个应变率增长因子(DIF)计算公式之后,提出了拟合程度更高的地聚物混凝土DIF计算模型,在应变率基础上,重点考虑养护龄期对动态强度增强效应的影响,计算结果与试验值吻合效果良好,可为粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的实际应用提供参考。

粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土抗盐冻性能试验研究

对1.0、1.5、2.0三种激发剂模数和0、10%、20%、30%四种矿渣替代率下的粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土在盐冻融循环损伤作用下的力学性能进行了试验研究。结果表明:粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的质量损失率呈先减小后增大的变化特征,当激发剂模数为1.0,抗盐冻整体性能最佳;矿渣对地聚物混凝土的抗盐冻性能有较大幅度提升,随着矿渣替代率增大,粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的质量损失率和吸水率等均呈先减小后增大的变化特征,相对弹性模量和相对抗压强度呈先增大后减小的变化特征,当矿渣替代率为20%时,抗盐冻整体性能最佳;在试验数据基础上,基于Lemaitre等效应变原理,建立冻融损伤模型,该模型可以较好描述不同矿渣替代率下粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土随盐冻融循环次数的损伤发展趋势。

高温蒸汽养护复掺混凝土力学性能时变特性与模型研究

为研究高温蒸汽养护下粉煤灰-矿粉机制砂混凝土(简称复掺混凝土)力学性能时变特性与模型,本文结合某高速公路高温蒸汽养护复掺混凝土预制梁项目,设计了蒸汽-标准养护、蒸汽-自然养护和标准养护三种养护方式,测试了不同阶段复掺混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量,探究了抗压强度与劈裂抗拉强度、弹性模量的关系。结果表明:合适的蒸汽养护方式能促进复掺混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量更快增长,其中对抗压强度形成作用最显著,后期的力学性能不倒缩;蒸汽养护恒温阶段复掺混凝土的力学性能具有最大的增长率,其次是升温阶段,降温阶段力学性能增长率最小;蒸汽-标准养护方式下复掺混凝土的抗压强度时变模型可取对数或对数与幂函数复合函数,劈裂抗拉强度、弹性模量时变模型可取幂函数。

冻融循环作用下BSFC的抗冻性及损伤模型

为研究玄武岩纤维-矿渣粉-粉煤灰混凝土(BSFC)的抗冻性能,进行了单轴抗压强度试验、劈裂抗拉试验、超声波检测试验和孔结构表征试验,分析了冻融前后BSFC的质量损失率、相对波速、相对抗压强度、相对劈裂抗拉强度的变化规律以及细观结构特征.同时,运用损伤力学对BSFC的冻融损伤进行多指标评价;采用分形维数计算BSFC的气孔结构分布分形维数,拟合得到玄武岩纤维的贡献率公式,建立了基于气孔结构分布分形维数和玄武岩纤维贡献率的冻融损伤模型.结果表明:随着冻融循环次数的增加,BSFC的质量损失率增大,纵波波速、抗压强度和劈裂抗拉强度下降;BSFC的孔结构劣化,大孔径孔数量增多,气孔结构分布分形维数降低;在相同冻融次数下,玄武岩纤维掺量为0.18%时BSFC的抗冻性好;BSFC的冻融损伤与气孔分布分形维数、玄武岩纤维贡献率之间回归效果显著,可以预测经历冻融循环后BSFC的损伤劣化.