Effect of Hydration Aging and Water Binder Ratio on Microstructure and Mechanical Properties of Sprayed Concrete

In order to study the durability of sprayed concrete （shotcrete）, effects of different hydration aging and water-binder ratio （w/b） on the microstructure of cement paste and basic mechanical properties of test specimens were investigated. The phase composition, mass percentage of ettringite and portland in hydration production and microstructure were characterized by X-ray diffraction （XRD）, thermo gravimetry-differential scanning calorimetry （TG-DSC） and scanning electron microscopy （SEM）, respectively. The experimental results showed that changes in phase composition was more significant than those of water-binder ratio. With hydration aging and water-binder ratio increased, the mass percentage of ettringite and portland was decreased from 4.42%, 1.49% to 3.31%, 1.35%, respectively and the microstructure of paste was significantly compacted. Likewise, the mechanical properties including cubic compressive strength and splitting tensile strength were rised obviously.

基于BP-ANN的陶粒轻骨料混凝土抗压强度预测及影响因素分析

优化多层前馈神经网络(BP-ANN)模型使用弹性反向传播算法及提前终止技术,输入各层神经元几何与材料特性可用以预测混凝土强度等级。基于多层前馈神经网络建立了轻骨料混凝土抗压强度预测模型,采用MATLAB程序,完成了国内444个混凝土试块、148组配合比试验结果与BP-ANN计算结果的对比研究;采用基于BP-ANN模型,分析了水胶比及陶粒筒压强度对轻骨料混凝土强度影响。研究表明:采用神经网络模型所得计算结果与试验值吻合良好,离散程度较小;水胶比和陶粒筒压强度对混凝土强度影响显著,且有不同变化趋势。

The Permeability and Strength of Green High Performance Concrete

The permeability,alkali silica reaction,workability and strength of GHPC(green high performance concrete) were studied in this paper.The results show that GHPC has an excellent durability and the effects of mass ratio of flyash to high calcium slag,water binder ratio,content of water reducer,and crushed coarse aggregate type on the workability and strength of GHPC were considerably evident.A new path for the concretes continuous development was put forward.

再生骨料透水混凝土力学和透水性能研究

文中制作不同水灰比和再生骨料添加量的再生骨料透水混凝土试件,经标准养护28 d后,对试件进行立方体抗压强度和透水性能测定。结果表明,随着水灰比的增加,透水混凝土试件的抗压强度和透水率均为先增加后减小;随着再生骨料添加量的增加,抗压强度不断减小而透水性能变化不大。最终确定水灰比为0.25、再生骨料添加量为15%、骨胶比为1?4、添加1.5%减水剂和6%硅粉为再生骨料透水混凝土的最佳配比,该结论为再生骨料透水混凝土的应用提供了技术支持。

碱激发矿渣-赤泥新型低碳透水混凝土性能研究

以粒化高炉矿渣与拜耳法赤泥两种工业固废作为胶凝材料,硅酸钠溶液作为碱激发剂,石灰岩碎石作为粗骨料,制备透水混凝土,研究了设计孔隙率、水胶比与骨料粒径对透水混凝土强度与透水性能的影响。结果表明:随设计孔隙率增大,试样的强度逐渐减小,但透水性能逐渐增强。最优水胶比受设计孔隙率和骨料粒径的影响,当透水混凝土设计孔隙率为15%、骨料粒径为4.75~9.50 mm时,最优水胶比为0.36,其强度较高且具有良好的透水性能。碱矿渣-赤泥透水混凝土的力学与透水性能均优于水泥透水混凝土,符合低碳绿色的发展理念。

水胶比及骨料粒径对大坝混凝土断裂性能影响的研究

文中结合某大坝工程所用混凝土配合比,分别制作5组共20个混凝土试件进行三点弯曲梁断裂试验,分析了混凝土断裂参数在不同水胶比、不同骨料粒径条件下的差异。结果表明,大坝混凝土失稳韧度随所掺加粗骨料粒径的提升而增加,同时其特征长度、断裂能、起裂韧度等性能均表现出前期增长、后期降低的发展趋势;断裂能、失稳韧度和起裂韧度等参数随水胶比增加而降低,混凝土抵抗失稳破坏、开裂、裂缝生成及发展的能力随水胶比增加而降低。

浇筑式聚醚型聚氨酯混凝土的制备及与浇筑式沥青混凝土性能对比

浇筑式沥青混凝土由于其突出的变形追随性而广泛应用于长大桥梁的桥面铺装中,但该材料在高温稳定性及节能减排方面存在明显不足。而聚氨酯混凝土因其路用性能和环保特性,逐渐成为研究的热点。采用课题组自主研发的聚醚型聚氨酯代替沥青配制了浇筑式混凝土GPC-10,并将其与浇筑式沥青混凝土GA-10进行了性能对比评价。首先,以聚醚型聚氨酯为胶结料,采用GA-10的矿料级配,配制了GPC-10,并根据其裹敷状态及流动性确定了胶石比范围;然后,分别测定了所配制的GPC-10及岩沥青改性沥青浇筑式混凝土GA-10的路用性能,并进行了对比评价及机理分析。结果表明:与GA-10相比,GPC-10高温性能提高39倍以上,低温性能提高5倍以上,抗疲劳性能提高7倍以上,冻融后剩余劈裂强度提高1倍以上,冻融循环不影响GPC-10的密水性,耐老化性能提高1倍以上。最后,通过铺筑试验路段对上述室内研究成果进行了工程验证。

水胶比对含粗骨料延性混凝土力学性能影响研究

含粗骨料延性混凝土具有适应变形能力强、造价低等优势,在水工建筑物中具有广泛应用场景。对不同水胶比的含粗骨料延性混凝土开展试验研究,分析水胶比和粗骨料含量两种因素对抗压和抗弯性能影响规律。结果表明:水胶比一定时,随着粗骨料含量的增加,抗压强度先增后降,粗骨料含量为10%时,抗压强度达到最高,为60.7 MPa;而抗弯荷载、极限挠度和韧性指数呈现不同程度的降低趋势,粗骨料含量为0时,抗弯性能最优,抗弯荷载达到31.94 kN,极限挠度达到2.01 mm;粗骨料含量一定时,随水胶比的降低,抗压强度和抗弯荷载呈增加趋势,水胶比为0.27时达到最高,抗压强度为60.4 MPa,抗弯荷载达到22.29 kN;极限挠度先增后降,水胶比为0.30时达到最大,为1.64 mm。研究结果可为含粗骨料延性混凝土在水工建筑中的应用提供参考。

高强页岩轻集料混凝土的力学性能

目的探索影响高强页岩轻集料混凝土力学性能的主要因素,为制备高强页岩轻集料混凝土提供依据.方法配制高强度页岩轻集料混凝土,并利用微观手段观察页岩轻集料混凝土微观结构特征.选择水胶质量比0.34～0.38、砂率38%和粉煤灰掺入量10%,提前预湿轻集料和选用高强度等级的页岩轻集料.结果配制出28 d抗压强度为55～60 MPa的页岩轻集料混凝土.水胶质量比、砂率、粉煤灰掺入量对轻集料混凝土的抗压强度有着不同程度地影响.页岩轻集料混凝土抗压强度随着水胶质量比减少而增大;合理砂率为38%和最佳的粉煤灰掺量10%.结论轻集料本身的强度对配制高强度等级轻集料混凝土起到非常重要的作用,同时通过预湿轻集料可以有效提高轻集料混凝土的后期强度.

高强轻骨料陶粒混凝土配合比及强度影响因素试验研究

本文使用国产陶粒为轻骨料,通过掺入活性矿物掺合料(粉煤灰)与高效减水剂复掺技术,采用"绝对体积法"设计了三种陶粒混凝土的配合比,完成了27组243个100 mm×100 mm×100 mm立方体轻骨料陶粒混凝土试块立方体抗压强度试验,并对所用骨料物理力学性能进行了研究。同时,通过系统试验,研究了骨料强度、水胶比、粉煤灰掺入量等因素对陶粒混凝土强度的影响。最终得到了陶粒混凝土的最佳配合比方案,为轻骨料混凝土的应用提供理论依据。

不同强度等级的高强轻骨料混凝土配合比研究

随着生产技术和施工工艺的进步,强度等级为LC60以上的轻骨料混凝土制备技术逐步成熟,采用四种不同堆积密度的碎石和圆球型膨胀页岩陶粒,对其物理性能进行了研究,设计了21组配合比试验方案,系统分析了骨料、水胶比、纤维对其力学性能的影响,得到了强度等级为LC40、LC50、LC60的最优配合比。研究表明:碎石型陶粒为制备高强轻骨料混凝土的最优骨料,0.26的水胶比可使混凝土强度达到70 MPa,纤维起到了良好的阻裂作用。

同配合比条件下再生骨料混凝土与基准混凝土的力学性能比较研究

本文进行同配合比条件下再生骨料混凝土(RAC)与基准混凝土力学性能比较的试验研究。采用来源于高、中、低三种不同水胶比(0.60、0.40、0.26)混凝土加工而成的再生骨料,配制RAC,测定抗压强度、劈裂抗拉强度和断裂能。同配合比RAC的断裂能比基准混凝土有所降低,且降幅随水胶比下降而增大,故低水胶比RAC的抗裂纹扩展能力较低。高水胶比RAC抗压强度略低于基准混凝土;而低水胶比RAC抗压强度则高于基准混凝土,是缘于再生骨料吸水性较高,使实际水胶比降低。但同等配合比条件下RAC的劈裂抗拉强度均低于基准混凝土。

混凝土抗压强度与孔隙率关系的研究

为研究孔隙率对混凝土抗压强度的影响,分别对C30和C40级混凝土在10%～25%骨料体积（百分数）增加率下进行试验。结果表明：水胶比一定,抗压强度随骨料体积增加而增大,C30和C40级混凝土抗压强度（28 d）最大分别提升20.47%和19.92%;骨料体积增加率一定,抗压强度随水胶比减小而增大。从混凝土孔隙率的角度定量分析了水胶比与骨料体积对抗压强度的影响,并采用回归系数方法得到了普遍适用的混凝土抗压强度与孔隙率关系式。

碱矿渣水泥砂浆抗碳化性能研究

研究了碱当量(以氧化钠当量计)、水胶比和胶砂比对碱矿渣水泥砂浆抗碳化性能的影响,并与硅酸盐水泥砂浆进行了对比试验。结果表明:在相同水胶比条件下,碱矿渣水泥砂浆比硅酸盐水泥砂浆更易碳化,且水胶比越大,胶砂比越小,碳化越严重。在3%～6%范围内,随着碱当量的增加,碱矿渣水泥砂浆的碳化程度减小。扩展度相当时,水玻璃为碱组分的碱矿渣水泥砂浆的抗碳化能力强于硅酸盐水泥砂浆。

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.

混凝土中氯离子渗透的试验与细观数值分析

采用试验研究与数值模拟相结合的方法,从细观角度研究了粗骨料含量、界面区和孔隙率等对混凝土中氯离子渗透性能的影响。通过氯离子扩散系数快速测定RCM试验和压汞试验,分析了不同粗骨料含量、水胶比、孔隙率与氯离子扩散系数的关系;通过编写程序建立混凝土细观随机骨料模型,进而对氯离子的扩散性能进行数值模拟,分析了粗骨料含量和界面区等细观参数对氯离子渗透扩散的影响。结果表明:数值模拟与试验结果吻合性较好,验证了细观数值模型的有效性;氯离子扩散系数随粗骨料含量的增加而降低;混凝土孔隙率随水胶比的增加而增大,进而增加混凝土的渗透性;混凝土的渗透性能随着界面区厚度和界面区扩散系数的增加而增大。

骨架密实型沥青混合料设计

提出一种新的基于计算的设计方法,按照新规范关键筛孔的定义,将粗集料分3档进行二级填充的干捣实试验,确定最佳骨架。油石比确定参照林绣贤教授的油石比计算法。假定细料、矿粉、沥青形成的胶浆完全填充入骨架间隙中,确定设计空隙率,选择适宜的粉胶比,结合具体矿料的筛分结果,直接计算得最佳骨架密实型沥青混合料的级配。试验结果表明,该设计方法简单易行,所得级配经济合理、且各项性能符合技术要求。

不同配合比再生混凝土高温后的残余抗压强度

浇筑15种配合比的100mm×100mm×100mm混凝土立方体试件,将不同水胶比(0.34、0.4和0.5)、不同粉煤灰掺量(0%、30%和50%)的普通混凝土和再生混凝土试件经200~800℃高温处理后进行静压试验,并测得其抗压强度.结果表明:经400℃高温作用后,不同于普通混凝土,水胶比为0.34时的再生混凝土强度低于水胶比为0.4时的强度;对于不同配合比混凝土试件,高温时的强度损失率,低水胶比时较高水胶比时大;粉煤灰的微集料效应可以弥补低水胶比下水泥浆与再生骨料结合面不良的缺陷;粉煤灰的二次水化作用可以有效弥补再生混凝土因高温作用引起的强度损失.

粗集料级配对混凝土强度发展历程的影响

在粗集料掺量相同的前提下,变动混凝土的粗集料级配和水胶比,以考察粗集料级配对混凝土强度发展历程的影响。试验结果表明:从提高混凝土强度的角度,随着混凝土水胶比的降低,其胶凝材料用量增大,同时,宜采用最大粒径较小的粗集料,反之亦然。

水胶比和粗骨料体积分数对混凝土内部相对湿度及扩散系数的影响

为研究水胶比（质量比）和粗骨料体积分数对早龄期混凝土内部相对湿度和等效水分扩散系数的影响，测量了水胶比为0．62，0．43，0．30（分别标记为C3，C5和C8）的混凝土早龄期28d内部相对湿度的发展，进而求解了其水分扩散系数．结果表明：随着水胶比的增大，早龄期混凝土内部相对湿度饱和期的持续时间延长，自干燥引起的内部相对湿度下降减小，水分扩散引起的内部相对湿度下降增大，混凝土水分扩散系数也增大；自干燥单独作用下，C3，C5和C8混凝土密封试件28d内部相对湿度平均值分别为95．4％，93．3％和79．6％，而当自干燥和环境干燥共同作用时，其干燥试件对应值分别为70．0％，73．2％和73．0％；C3系列普通混凝土的水分扩散系数最大值Dmax约为C8系列高强混凝土的10倍．另外，早龄期混凝土中水分扩散过程主要由砂浆相控制，水分很可能绕开粗骨料进行扩散；单调增加石灰石粗骨料的体积分数（2．1％～50．0％）对同水胶比混凝土的旱龄期内部相对湿度发展和水分扩散系数的影响可以忽略．