不同加载速率下蒸养混凝土单轴压缩声发射特性研究

为研究加载速率对蒸养混凝土受压破坏过程中声发射特性的影响,针对蒸养混凝土试件开展3种加载速率工况单轴压缩试验,并利用声发射技术对试验全过程进行动态监测,分析了不同加载速率下蒸养混凝土内部声发射特征参数的变化特征。结果表明:不同加载速率下蒸养混凝土受压破坏过程的声发射振铃计数变化呈现接触期、平静期、陡增期的三阶段变化规律,随加载速率增加,振铃计数率和能量计数率峰值逐渐增大,累计振铃计数和累计能量计数逐渐减小。低加载速率下,声发射幅度分布较为稀疏,内部损伤信号多而分散;高加载速率下,声发射幅度分布较为密集,内部损伤信号少而集中。声发射Ib值随加载进程呈现上升、波动和下降的演化过程,随加载速率的增加,混凝土试件破裂模式由剪切破坏向拉伸破坏的趋势演变。

疲劳荷载对蒸养混凝土电阻率的影响研究

地铁工程中,预制混凝土构件主要承受弯曲疲劳荷载,导致混凝土产生疲劳损伤,进而影响混凝土的绝缘性能(电阻率)。通过电阻率的变化也可以表征疲劳荷载作用下混凝土的损伤程度。为研究弯曲疲劳荷载对蒸养混凝土电阻率的影响,测试不同加载频率、荷载幅值与饱水度下混凝土电阻率的变化,同时结合超声波测试技术探究电阻率与疲劳损伤变量之间的关系,分析疲劳荷载对混凝土毛细吸水作用下电阻率的影响。试验结果表明,对混凝土疲劳加载36万次后,不同工况下混凝土的电阻率降低30%左右,且混凝土的电阻率在疲劳加载过程中均呈现出先快速下降而后缓慢下降的两阶段变化趋势;当疲劳加载频率较高时(15 Hz),高饱水度混凝土的电阻率较其余工况短时间内迅速下降,这可能是高加载频率与高饱水度共同作用下,形成的较大孔隙水压力加速了微裂纹的形成及扩展;基于麦克斯韦两相电导理论推导建立混凝土电阻率与疲劳损伤变量之间的关系模型,该模型与试验数据拟合效果较好,表明电阻率法可用于混凝土疲劳损伤的定量评估。此外,疲劳荷载作用后,混凝土的毛细吸水质量与相对电阻率(混凝土毛细吸水后与毛细吸水试验前的电阻率之比)降低幅度均有明显增加。

养护温度和矿物掺合料对蒸养混凝土脆性的影响

为了掌握蒸养混凝土的脆性特性,以脆性系数和冲击韧性为评价指标,研究了养护温度(20、45、55、65、75℃)及矿物掺合料对混凝土脆性的影响,并通过扫描电子显微镜和压汞仪分析了养护温度和矿物掺合料对混凝土水化产物微结构和孔结构的影响。结果表明,随着养护温度的升高或养护龄期的延长,混凝土的脆性系数增大,且蒸养降低了混凝土的冲击韧性,复掺粉煤灰和矿渣粉掺合料可以改善蒸养混凝土的脆性和抗冲击性能。较高养护温度导致水化产物结晶粗大,界面过渡区形成微裂缝和基体孔隙率增大,从而使蒸养混凝土脆性增大,复掺粉煤灰和矿渣粉掺合料改善了蒸养混凝土的孔结构和界面过渡区微结构。

基于声发射的蒸养混凝土受压损伤特性试验研究

为研究矿物掺合料对蒸养混凝土抗压性能的影响,对不同养护制度和配合比混凝土进行了单轴压缩声发射试验,利用声发射信号参数和高斯混合模型探究混凝土的损伤演化特性。试验结果表明:蒸养混凝土抗压强度普遍低于标养混凝土,矿物掺合料的加入能够补偿蒸汽养护导致的强度损失,且复掺粉煤灰和矿粉的补偿效果更好;受压全程中张拉破坏始终占据主导,而剪切破坏占比随加载时间呈递增趋势;声发射参数中,累计振铃计数、b值变化幅度和剪切破坏形式占比均与抗压强度呈负相关关系,可作为评价混凝土抗压性能的重要参数。

基于CT技术的矿物掺合料改性蒸养混凝土冻融试验

为研究矿物掺合料在冻融环境下对蒸养混凝土的影响情况,采用CT技术对经历冻融循环后的蒸养混凝土进行扫描,获取了其断层的扫描图像,并利用Fiji和Avizo软件进行了蒸养混凝土的三维重构,得到了试样的孔隙结构特征。研究结果表明,蒸养混凝土试样的抗压强度随冻融次数的增加而降低,孔隙结构的劣化是造成抗压强度降低的主要原因;掺加了矿粉和粉煤灰的蒸养混凝土试样在相同冻融条件下的力学性能和孔隙结构特征均优于普通蒸养混凝土,矿粉和粉煤灰对于蒸养混凝土的孔结构具有一定的改善效果。

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。

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。

半定量计算蒸养混凝土最优晶胶比研究

文章通过X射线衍射测试(XRD)和氮吸附比表面积测试(BET),对合成的9组蒸养混凝土进行表征,计算得到蒸养混凝土的结晶度、晶体及胶体含量;综合上述计算结果及蒸养混凝土宏观力学性能,建立水化产物组成对基体材料抗压强度、抗折强度、干燥收缩影响的等值线图,得到抗压强度、抗折强度、干燥收缩最优时晶体与胶体含量的关系,从而优化出最优的晶胶比。

蒸养混凝土的表层伤损效应

通过试验研究蒸养混凝土的毛细吸水性和氯离子扩散性能,分析蒸养混凝土表层与内部微观结构特征的差异,探讨了蒸养混凝土的表层伤损效应及其机理.结果表明:相对于标养混凝土,蒸养混凝土表层位置处(由表及里约10mm范围)的毛细吸水性及氯离子扩散速率均基本较大;蒸养过程会对混凝土表层微观结构造成显著的伤损,且这种伤损主要集中在混凝土由表及里约10mm范围;蒸养混凝土表层区较大的温度梯度及肿胀变形是蒸养混凝土产生表层伤损效应的根本原因;粉煤灰和矿渣掺入可在一定程度上降低蒸养作用对混凝土表层造成的伤损程度,有效提高蒸养混凝土抵抗水及氯离子迁移的能力.

蒸养混凝土的毛细吸水特性研究

采用ISAT(initial surface absorption test)方法,试验研究了蒸养混凝土的毛细吸水特性,调查了胶凝材料组成、养护条件以及蒸养工艺对蒸养混凝土毛细吸附系数的影响,并探索了相应影响机制及降低蒸养混凝土毛细吸水性的技术途径.结果表明:相对于标养条件,蒸养混凝土由表及里不同位置呈现更大的毛细吸水梯度;混凝土暴露表层的蒸养效应是导致其毛细吸水梯度增大的主要原因;采用粉煤灰、矿渣及硅灰复掺技术、对蒸养后的混凝土进行后续水养以及在蒸养过程中对暴露表层进行保湿覆盖处理均能减少蒸养混凝土的毛细吸附系数,降低蒸养混凝土由表及里的毛细吸水梯度.

不同养护温度下蒸养混凝土的冲击性能

为掌握蒸养混凝土的冲击性能及养护温度对其影响规律,以高速铁路典型预制构件用C60蒸养混凝土为研究对象,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验方法,对比研究了不同养护温度下蒸养混凝土在不同应变率下的破坏形态、应力-应变关系以及应变率效应,提出了表征蒸养混凝土破碎程度的评价指标——颗粒细度模数,分析了养护温度对蒸养混凝土冲击性能的影响规律.结果表明:随着应变率的增加,各养护温度下的蒸养混凝土峰值应力均增大,峰值应变则降低,颗粒细度模数减小,破碎程度明显增加;随着养护温度的升高,各应变率下蒸养混凝土的峰值应力降低,表现出更强的应变率效应;所建立的考虑应变率的蒸养混凝土本构模型拟合结果与试验结果吻合良好;较高养护温度导致混凝土内部缺陷增多,从而使得其冲击性能与常温养护混凝土有所差异.

粉煤灰-矿渣复合超细粉蒸养混凝土力学性能

研究了在蒸汽养护和标准养护条件下掺粉煤灰 -矿渣复合超细粉混凝土的力学性能 .试验结果表明 :粉煤灰 -矿渣复合超细粉的掺入改善了蒸养混凝土的力学性能 ,并使蒸养混凝土具有较大的后期强度增长率 ;与空白对比组的混凝土相比 ,掺粉煤灰

蒸养混凝土轨道板劣化机理研究

采用现场调查、取样试验(电镜、能谱、X-衍射以及压汞)分析等方法对某城际铁路少数蒸养混凝土轨道板在使用中出现早期劣化的原因进行研究。结果表明:蒸汽养护对所研究的轨道板混凝土造成了一定的蒸养热伤损,热伤损导致轨道板表层混凝土结构疏松,孔隙率明显大于内部混凝土,且表层混凝土微裂缝增多。混凝土内部膨胀性产物主要为碱-硅酸凝胶和钙矾石。高速列车的长期动荷载作用加快了轨道板混凝土中微裂纹的变化发展,使更多的环境水渗入混凝土内部。混凝土内部骨料碱-硅酸凝胶吸水膨胀反应(ASR)和延迟钙矾石形成(DEF)的共同作用是轨道板开裂的主要原因。

蒸养混凝土早期强度影响因素研究

研究了在蒸汽养护条件下,粗细集料对混凝土早期强度的影响.试验结果表明:对C60塑性蒸养混凝土而言,当水灰比一定时,混凝土强度随砂率的增加而增加;混凝土强度一般随细集料细度模数的增加而增加;当砂率一定时,混凝土强度随粗集料最大粒径的减小而增加.

不同矿物掺合料对蒸养和压蒸养混凝土力学性能的影响

研究了单掺和双掺石英粉、矿粉对混凝土蒸养、压蒸养强度的影响，并进行了微观分析，结果表明，掺量范围在10％～40％，掺入矿粉后混凝土的蒸养强度和压蒸强度都比较高，而石英粉的掺量过大时会降低蒸养强度，在复掺30％掺量下，石英粉与矿粉复掺比例为1：2时的强度最高，同时当复掺比例为1：1的时候混凝土的强度大于30％单掺石英粉的强度，却小于30％矿粉单掺的强度，说明矿粉对混凝土的强度贡献比石英粉大，且二者之间存在优势互补的现象。两种矿物掺合料均减少了有害Ca（OH）2晶体含量，生成更多的托勃莫来石（C5S6H5）晶体。

防冻剂掺量对蒸养混凝土抗压强度影响的试验研究

为满足多基复合管冬季生产及施工的需要,在确定配合比及蒸养条件下,通过试验,研究了混凝土脱模、3d、7d、28d、90d时的抗压强度随防冻剂(NaNO2、K2CO3)掺量变化而变化的规律,得到了不同负温条件下防冻剂的最佳掺量及掺量系数,为多基复合管的生产及施工提供了理论依据和技术支撑。

重金属离子对蒸养混凝土力学性能影响及其浸出特性研究

蒸养混凝土具有早期强度高、模具周转速度快和生产效率高等显著优势,成为混凝土预制构件主要制备工艺。通过抗压强度、离子浸出试验、X射线衍射等测试方法,研究了锌、铬、铜对蒸养混凝土的力学性能、水化产物结构及其浸出特性,并探讨了粉煤灰对蒸养混凝土固化重金属离子效果的影响规律。结果表明:(1)Zn、Cr和Cu离子能够在不同程度上降低蒸养混凝土的抗压强度,当掺量为1.0%时,抗压强度分别降低了50.63%、13.23%和99.27%;Zn、Cr和Cu离子不能明显改变水化产物的微观形貌,但是会抑制氢氧化钙(CH)和钙矾石的生成和结晶。(2)当掺量低于1.0%时,蒸养混凝土对Zn和Cr离子具有很好地固化作用,浸出浓度均小于0.21 mg/L,但是Cu离子的浸出浓度高达0.92 mg/L以上。掺加20%粉煤灰的蒸养混凝土抗压强度会降低5~8 MPa,并不能提高其对重金属离子的固化性能。

微量磷酸盐对蒸养混凝土强度增效作用的影响

研究了微掺量(0.05%之内)磷酸盐对蒸养混凝土强度的影响,对比不同掺量氯化钙和硫酸钠,并进行微观分析。结果表明,当磷酸盐掺量为0%~0.05%时,随磷酸盐掺量的增加,蒸养混凝土强度先升高后降低。当掺量为0.01%时,脱模强度提高14.7%,28 d强度提高15.3%,当掺量为0.05%时,对蒸养混凝土强度增长不利,微掺量氯化钙与硫酸钠对蒸养混凝土强度基本无影响。在0.01%掺量下磷酸盐能促进水泥地水化作用,同时使得水化产物晶体形貌生长规整和分布更加均匀,有利于强度增长;当掺量为0.05%时,磷酸盐会阻碍水泥水化,对蒸养混凝土强度增长不利。

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。

蒸养混凝土的抗盐冻剥蚀性能

研究了在冻融循环和除冰盐共同作用下 ,蒸养混凝土的抗盐冻剥蚀性能及其影响因素 。