机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土碳化性能的影响机理

为探究机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土碳化性能的影响及其变化规律,采用固定砂石体积法和改进的全计算法配制了5组机制砂掺量(0、30%、60%、80%、100%)的自密实轻骨料混凝土,并与2组机制砂掺量(0、100%)的自密实混凝土对比,测试了各龄期下混凝土的碳化深度,并通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对比研究了自密实轻骨料混凝土和机制砂自密实轻骨料混凝土碳化前后的微观结构。结果表明:随着龄期的增长,混凝土碳化深度不断增加,但碳化速率前期较大,后期较小;机制砂的掺入能够细化孔结构,提高硬化浆体和骨料过渡界面区的密实度,轻骨料特有的内养护机制能够改善骨料水泥石过渡区界面结构,均可提高混凝土的碳化性能。最后,得到了关于机制砂掺量的自密实轻骨料混凝土碳化深度预测模型,可为机制砂自密实轻骨料混凝土耐久性预测提供参考。

自密实轻骨料混凝土的高温性能

为了保证自密实轻骨料混凝土(Self-compacting lightweight concrete,SCLC)在实际工程中的安全运用,本文分别对强度为C40和C50的自密实轻骨料混凝土试件进行了高温爆裂试验。通过测定混凝土试验前后的质量、超声波速、抗压强度和抗折强度,研究了自密实轻骨料混凝土的高温性能,并和同强度的普通混凝土、轻骨料混凝土和自密实混凝土的高温性能进行了对比。结果表明,自密实轻骨料混凝土比普通混凝土易爆裂,质量损失较大,但是高温后的超声波速和残余强度损失均小于普通混凝土。

自密实轻骨料混凝土工作性能的研究

采用改进的L-800自密实混凝土拌合物流变性能测定仪,通过测定混凝土拌合物流过40cm,同时结合扩展度值、坍落度值及1h坍落度、扩展度损失情况,介绍了粉煤灰掺量、砂率大时的时间t40小、外加剂品种和硅灰掺量对自密实轻骨料混凝土拌合物工作性的影响。结果表明,30%左右Ⅰ级粉煤灰、50%左右体积砂率、2%～6%硅灰掺量和掺有粘塑组分的复合高效减水剂是保证自密实轻骨料混凝土拌合物具有较好工作性能的关键。

自密实轻骨料混凝土抗离析性控制与试验方法

轻骨料混凝土容易出现因轻骨料上浮而导致的混凝土离析现象,严重影响混凝土质量.通过对混凝土基体中骨料的受力和运动状态进行分析,研究了影响混凝土骨料上浮和下沉的主要因素.并在此基础上,结合普通自密实混凝土和轻骨料混凝土的配合比设计方法,设计了2种28d抗压强度分别为42.6MPa和50.1MPa的自密实轻骨料混凝土,通过湿筛试验、粗骨料分层试验、试件断面切片试验以及观察的方法验证了所设计的自密实轻骨料混凝土具有良好的抗离析性能.

自密实轻骨料混凝土的工作性能

在自密实混凝土的基础上,考虑轻骨料吸水的影响,配制了密度小于1 950 kg/m3的自密实轻骨料混凝土(SCLC),采用EFNARC 2005建议的方法开展了强度等级为SCLC40,SCLC50的自密实轻骨料混凝土工作性能试验研究.分别通过V型漏斗、流动扩展度、L槽、U型槽、筛分、柱分层及表面沉降试验对自密实轻骨料混凝土的流动性、变形性、填充性和抗离析性进行了评价,对自密实轻骨料混凝土的工作性能进行了验证.

自密实轻骨料混凝土配合比设计及基本力学性能试验

采用全计算法中水量计算公式和固定砂石体积法中粗骨料、砂子的固定体积分数相结合的方法,根据流动扩展度和L槽试验参数优选出强度等级为SCLC40和SCLC50的自密实轻骨料混凝土的配合比。分析了自密实轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量等主要力学性能参数,并与普通混凝土的基本力学性能进行了对比。结果表明:自密实轻骨料混凝土具有强度高、韧性好、弹性模量小等特点,所得结论为自密实轻骨料混凝土的工程应用提供了参考。

不同长度及直径的剑麻纤维对自密实轻骨料混凝土力学性能的影响

为研究不同长度及直径的剑麻纤维对C40自密实轻骨料混凝土工作性能和力学性能的影响,通过对混凝土的坍落扩展度,T_(500),抗压强度及劈裂抗拉强度进行试验后发现:剑麻纤维长度和直径的变化对自密实轻骨料混凝土的抗压强度提高幅度很小,均在4.6%之内;随着剑麻纤维长度增加,抗拉强度均有较明显的提高,并呈现先升后降的规律;随着剑麻纤维直径增大,抗拉强度均有较大的增长,并呈现逐渐增大的趋势;随着剑麻纤维长度增加或直径减小,表观密度和坍落扩展度均减小,T_(500)均增大,但均满足国家标准要求;当剑麻纤维长度为10 mm,直径为304μm,掺量为2 kg/m^3时,对自密实轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度提高的效果最好,最大可达到44%.

自密实轻骨料混凝土的收缩与徐变性能

通过试验研究了两种水胶比分别为0.33和0.29的自密实轻骨料混凝土(SCLC)的收缩和徐变性能,并与配合比相似的普通骨料自密实混凝土(SCC)及强度接近的普通混凝土(NC)进行了对比。收缩试验从入模后12小时开始,至6个月结束。徐变试验从3天龄期开始加载,分别在7、14、21和28天继续加载,而后保持荷载不变,加载应力水平分别为相应龄期抗压强度的40%,持续12个月。试验结果表明:SCLC前10天龄期有轻微膨胀现象,收缩变形始终小于SCC和NC,至6个月时三者有接近趋势;360天龄期SCLC徐变系数低于NC和SCC,而徐变度则高于NC,与SCC相当;随着抗压强度的提高,SCLC的徐变系数和徐变度均有减小趋势。

LC50自密实轻骨料高性能混凝土配合比参数设计

针对轻骨料混凝土拌和物在大流动性条件下，轻骨料易于上浮而导致拌和物匀质性较差且混凝土无侧限抗压强度相对偏低的现象，结合具有较高强度等级的自密实混凝土、轻骨料混凝土配合比设计方法和大流动性混凝土拌和物均匀流动性理论，采用绝对体积法，在水胶比为0．29～0．33，体积砂率为50％的条件下，掺加30％Ⅰ级粉煤灰和占胶凝材料用量1．5%掺有增粘组分的复合高效减水剂HFMN，研制出工作性好、质量较均匀、强度等级达LC50、干表观密度为1779kg／m^3的自密实轻骨料高性能混凝土（SCLC），给出了最优配合比参数值及部分性能指标．

钢-聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土性能

采用钢纤维和聚丙烯纤维对自密实轻骨料混凝土进行改性,完成了1组无纤维自密实轻骨料混凝土及4组钢聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土的工作性能、力学性能及微观结构的试验研究,从宏观与微观2个尺度系统分析了钢聚丙烯混杂纤维的增强增韧机理.结果表明:5组自密实轻骨料混凝土均具有良好的流动性、黏聚性和间隙通过性,可满足自密实混凝土工作性要求;钢纤维与聚丙烯纤维可在不同结构层次和受荷阶段发挥阻裂作用,产生正协同效应,显著提高自密实轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;骨料基体界面区的密实度随养护龄期延长而明显提高,而纤维与基体间存在微细孔隙,界面区结构较为松散.

自密实轻骨料混凝土配合比设计及基本力学性能试验

为了配制既能满足工作性能又能达到基本力学性能要求的自密实轻骨料混凝土,结合固定砂石体积法和全计算法对SCLC30的配合比进行设计,采用正交试验设计配制9组试件,研究各因素对工作性能和基本力学性能的影响。结果表明:在9组试验中,第1、3、7、8组的工作性能最好,5、6、7、9组的抗压强度值最高。经分析选取和调整,确定最优配合比为:碎石系数0.52,砂系数0.42,粉煤灰掺量为30%,减水剂用量为1.5%,并对最优配合比试件组进行试验,该组混凝土具有良好的工作性能,且满足所要配制的抗压强度的要求。

自密实轻骨料混凝土力学性能试验研究

针对自密实轻骨料混凝土（SCLC）的力学性能与普通混凝土力学性能的差异，采用常规混凝土力学性能的试验方法，对SCLC的力学性能进行研究，得出了SCLC的一般力学性能结论．结果表明表面粗糙的轻骨料有利于SCLC强度的提高和拌合物在改进的L-800流变仪中流动性的增加，SCLC的折压比小于普通混凝土，脆性大于普通混凝土，弹性模量约为同强度等级普通混凝土的67％～78％．为SCLC的力学性能在工程中的应用提供了理论指导．

自密实轻骨料混凝土的配合比设计研究

选用普通硅酸盐水泥、陶粒、河砂、粉煤灰、硅灰等原材料,采用绝对体积法,研究了水胶比、轻骨料体积掺量、矿物掺合料用量对自密实轻骨料混凝土性能的影响,确定了SCLC40、SCLC50强度等级的自密实轻骨料混凝土配合比。结果表明:当轻骨料体积掺量为42%、Ⅰ级粉煤灰掺量为20%、硅灰掺量为10%(SCLC50)时,SCLC的自密实性能和表观密度最佳。

剑麻纤维增强自密实轻骨料混凝土力学性能的研究

在C40自密实轻骨料混凝土中掺加剑麻纤维,用于提高自密实轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度及抗裂性。研究了剑麻纤维的长度及掺量对自密实轻骨料混凝土抗压、劈裂抗拉强度的影响。结果表明,剑麻纤维对提高自密实轻骨料混凝土抗压强度的贡献不大,甚至降低7 d抗压强度,但对劈裂抗拉强度有大幅提高作用。剑麻纤维长度为10 mm、掺量为3 kg/m^3时,自密实轻骨料混凝土的28 d劈裂抗拉强度较基准混凝土提高54.2%。

钢管自密实轻骨料混凝土柱轴压性能试验研究

为了研究以免烧结粉煤灰陶粒作为骨料的钢管自密实轻骨料混凝土柱的轴压性能,首先,进行了自密实轻骨料混凝土配合比设计研究,比选出最优水胶比、陶粒掺量和粉煤灰掺量;然后,考虑含钢率、长细比等参数影响,设计了7个钢管自密实轻骨料混凝土柱试件和3个钢管自密实混凝土柱对比试件进行轴压试验研究.结果表明:钢管自密实混凝土柱的轴心受压承载力高于钢管自密实轻骨料混凝土柱;所有试件均为延性破坏,但内部混凝土破坏形态因套箍系数和长细比的不同分为弯曲破坏、强度破坏和剪切破坏;钢管在峰值荷载前进入屈服,钢管的约束使混凝土平均应变远大于峰值应变,变形性能得到显著提高.最后,基于极限平衡理论建立了轴压承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合良好.

自密实轻骨料防水混凝土抗渗性能试验研究

自密实轻骨料混凝土由于具有轻质高强、保温耐火、抗震性能好及便于施工等优点,作为隧道及地下工程的防水新手段,有其优越性。以某高速公路隧道防水工程为例,通过不同的抗渗性能测试手段,研究粉煤灰、聚丙烯纤维和UEA 复掺对自密实轻骨料防水混凝土(SCLC)抗渗性的影响,利用SEM、孔结构试验,探讨SCLC的抗渗机理。结果表明,粉煤灰、聚丙烯纤维和UEA复掺能显著提高SCLC的抗渗性及耐久性。

自密实轻骨料混凝土耐久性能研究

针对自密实轻骨料混凝土(SCLC)与普通混凝土耐久性能的不同,对LC30、LC40和LC50 SCLC与同强度等级普通混凝土,采用混凝土耐久性能试验方法,研究了SCLC的抗冻融、抗渗、抗碳化、干缩变形等耐久性能指标.试验结果表明,用预吸水24 h轻骨料配制的SCLC抗冻性能要差于用未吸水轻骨料配制的SCLC,但仍能满足规范要求;SCLC的抗渗性能和抗碳化能力要优于普通混凝土,但其在自然条件下的干缩值要大于普通混凝土.

自密实轻骨料混凝土断裂全过程分析

为研究自密实轻骨料混凝土的断裂特性,引入以起裂断裂韧度为参数的裂缝扩展准则,采用数值方法分析了自密实轻骨料混凝土三点弯曲梁裂缝扩展的全过程,得到了不同缝高比的自密实轻骨料混凝土梁在三点荷载下的荷载-裂缝口张开位移曲线,并根据裂缝扩展准则,计算了自密实轻骨料混凝土的断裂过程区长度和裂缝扩展阻力曲线。结果表明:试验和计算的荷载-裂缝口张开位移曲线吻合良好,验证了裂缝扩展准则的正确性;试验断裂过程区长度随着裂缝增长先增大,达到完整断裂过程区长度后减小;自密实轻骨料混凝土的裂缝阻力随着裂缝长度增加而不断增大,初始缝高比对裂缝扩展阻力曲线数值和形状的影响并不明显。

不同自密实轻骨料混凝土的强度及耐久性能影响因素分析

为了兼顾全轻和普通自密实混凝土的优点,以LC30级全轻自密实混凝土为基准,通过河砂、碎石按等体积取代率以单独和同时取代部分陶砂、陶粒方法,形成相应的砂轻、石轻和混轻自密实混凝土,再依次进行特征强度、弹性模量、干表观密度和碳化、氯离子渗透和硫酸盐侵蚀性能试验。结果表明,河砂、碎石单独取代时均能提高混凝土的特征强度和比强度,并分别在20%、25%时达到最大值,而弹性模量则一直增大且砂轻自密实混凝土较大,但在同时取代时,比强度和弹性模量在河砂取代率降为15%时达到最大值;河砂、碎石单掺时的碳化深度几乎均随取代率增大而减小且二者相近,混掺时虽有所增大但差别也不大;河砂、碎石单掺时的抗氯离子渗透和硫酸盐侵蚀性能均随取代率增大呈先增大后减小趋势,混掺时则在相同河砂取代率时随碎石取代率增大而降低,且最佳值均与上述不同。

切缝深度对聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土弯曲韧性的影响

为了研究预切缝深度对聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土弯曲韧性指标的影响,对25组5种聚丙烯纤维掺量和5种切缝深度的自密实轻骨料混凝土小梁进行弯曲试验,缝深分别为10 mm、20 mm、30 mm、40 mm、50 mm。弯曲韧性试验及评价方法参照我国《纤维混凝土试验方法标准》(CECS 13-2009)中建议的切口梁法。结果表明,随着纤维掺量的增加,弯曲韧性有显著的提高,切缝深度对聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土弯曲韧性指标的影响呈现一定的规律性,缝深每增加截面高度的10%,弯曲韧性指标feq1、feq2相应的增加10%左右。