纳米C-S-H-PCE对沿海地铁管片用C50免蒸养混凝土性能的影响

针对蒸汽养护造成的混凝土热损伤问题,利用纳米C-S-H-PCE制备了沿海地铁管片用C50免蒸养混凝土,并采用电导仪、傅里叶红外光谱仪等研究了纳米C-S-H-PCE对水泥净浆水化、混凝土抗压强度、耐久性性能和自收缩性能的影响.结果表明,纳米C-S-H-PCE能够为水化硅酸钙凝胶的形成提供晶核,降低水化硅酸钙凝胶成核的离子临界浓度,促进水化硅酸钙凝胶的形成和Ca^(2+)、SiO_(4)^(2-)的继续溶出,进而缩短水泥水化的诱导期;促进水泥浆体中水化硅酸钙凝胶的聚合,从而提高混凝土的早期抗压强度,提升程度可达312%,但对后期抗压强度影响不大.掺入纳米C-S-H-PCE后,混凝土抗氯离子能力提高了2%~28%,抗碳化能力提高了10%~40%,自收缩变形降低,抗冻性变化不大.

低收缩免蒸养UHPC桥面铺装材料性能及构造设计

为减少超高性能混凝土(UHPC)的收缩变形并降低养护成本,以多孔烧结铝矾石(CB)骨料作为内养护剂,研发了一种低收缩免蒸养的UHPC。通过室内试验,对自研UHPC的力学和变形性能进行了测试与评估。通过有限元数值模拟,分析了UHPC桥面铺装层的早期温湿度应力演化规律。结果表明,自研UHPC在免蒸养条件下仍然具有超高强度,28 d抗压强度达154 MPa,28 d劈裂抗拉强度达19.3 MPa;含CB骨料UHPC的28 d自收缩变形仅为160μm/m,可有效降低UHPC铺装层发生翘曲、与下层混凝土发生脱粘的风险;UHPC的耐磨耗和抗冲击性能远优于普通混凝土,可延长桥面铺装层的使用寿命。数值计算结果表明,UHPC铺装层的最大拉应力受铺装层厚度和长度影响不大,因此不需要切缝。为增强UHPC铺装层与基层之间的黏结性能,基层混凝土表面应做粗糙化处理(露石表面),基层与UHPC铺装层之间按设计进行植筋。通过上述研究,验证了采用自研UHPC作为混凝土桥面铺装层的可行性。

现役钢-UHPC桥面铺装修复技术研究

为了解决正交异性钢桥面的疲劳破坏病害,提出了一种基于免蒸养超高性能混凝土(UHPC)的钢桥面组合结构,结合实际工程给出了栓钉布置和钢筋间距的优化方案,总结了适用于钢桥面铺装的UHPC材料性能指标;对于大面积摊铺问题,设计了UHPC专用铺装施工设备,并进行了工艺性试验;通过有限元模拟分析了润扬大桥不同铺装体系下的变形情况,并与实桥监测数据进行了对比。结果表明:免蒸养UHPC结合完善的养护工艺能够抑制早期收缩裂缝的产生与发展;UHPC铺装相较于原环氧沥青混凝土铺装,钢桥面板的最大拉应变下降了53.3%,最大肋间相对挠度下降了42%;UHPC铺装能大幅提高桥面系的刚度,降低正交异性钢桥面板和铺装层的疲劳开裂风险。

纳米C-S-H-PCE对免蒸养高强混凝土性能的影响

针对蒸汽养护易引起混凝土初始损伤及耐久性差等问题。本文采用纳米水化硅酸钙-聚羧酸醚复合材料(n-C-S-H-PCE)制备免蒸养高强混凝土。通过水化热、低场核磁等试验研究了n-C-S-H-PCE对混凝土抗压强度、水化速率、孔径分布、自收缩及耐久性的影响。结果表明:纳米水化硅酸钙(C-S-H)晶核为水化产物提供了成核位点,降低了成核的临界离子浓度K_(sp),诱导期和加速期显著提前,显著提高了混凝土早期抗压强度,1天混凝土抗压强度提高64%,且28天以后混凝土没有发生强度倒缩。掺入n-C-S-H-PCE后,混凝土基体孔径细化,凝胶孔和毛细孔比例均增加,导致混凝土自干燥过程中毛细孔负压增大,增大混凝土自收缩;然而,混凝土基体的最可几孔径和50~100 nm孔隙累计体积降低,提高了混凝土的抗氯离子侵蚀性能;孔径大于14 nm(临界孔径)的孔隙含量降低(由0.0287 mL/g降低到0.0156 mL/g),从而提高了混凝土的抗冻性能;此外,掺入n-C-S-H-PCE后,混凝土孔隙率降低,且随着矿粉掺量的增加,铝酸钙相和Ca2+的浓度降低,混凝土抗硫酸盐侵蚀能力提高。该研究为免蒸养、低收缩、高耐久、高强混凝土制备与应用提供了理论依据。

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。

免蒸养高性能混凝土轨枕的试验研究

在高性能混凝土轨枕生产过程中引入新型超早强外加剂可以提高混凝土早期强度,实现免蒸养工艺。对比研究免蒸养工艺和蒸养工艺生产的混凝土轨枕力学性能、耐久性、静载抗裂强度和疲劳抗裂强度等性能指标,探索高性能混凝土轨枕免蒸养工艺在不同温度环境下应用的可行性。

蒸汽养护对高速铁路轨道板混凝土渗透性的影响

为探明蒸汽养护对采用水泥-矿渣粉复合胶凝材料的轨道板混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)轨道板混凝土表面吸水率和抗氯离子渗透性能(6 h电通量和氯离子扩散系数),并分析了不同蒸汽养护最高恒温温度对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明:蒸汽养护能有效提高轨道板混凝土材料早期(28 d)和后期(56 d)抗水渗透能力,而对其抗氯离子渗透能力的改善作用则主要表现在早期,对混凝土后期抗氯离子渗透能力影响不明显;在对复合胶凝材料水化程度的影响方面,蒸汽养护会显著加快水泥-矿渣粉复合胶凝材料体系的水化进程,有利于提高水化产物密实度,蒸汽养护最高恒温不超过60℃对提高水泥基胶凝材料抗渗性更加有利。

茂名油页岩废渣存在现状及应用的新途径探讨

广东茂名地区油页岩储量非常丰富,经过半个多世纪的开发,已经产生了大量油页岩废渣,废渣的堆积对茂名的环境造成很大污染,侵占了大量的土地资源。系统研究了茂名现存2类油页岩废渣的来源、现存形态、成分等。同时提出了利用废渣的新途径-利用油页岩废渣制取免蒸免烧砖。利用现存的2种不同种类的油页岩废渣分别制取了免蒸免烧砖,进行了力学性能测试,试验结果显示,油页岩废渣砖可以取代红砖,达到节约土地资源、节能利废的目的。

免蒸压PHC管桩的研制与工程应用

为降低PHC管桩生产过程中的能源消耗和简化生产工序,采用优选的混凝土配合比和蒸汽养护制度并充分利用环境温度对PHC管桩蒸养后所发挥的作用,开发出免蒸压PHC管桩工艺技术。所开发的免蒸压PHC管桩混凝土抗压强度满足规范要求,具有较高的弹性模量、耐久性和较低的脆性,其耐久性和抗脆性优于蒸压PHC管桩混凝土,且沉桩效果良好。

养护制度对预应力高强度混凝土管桩脆性及耐久性的影响

试验研究了常压蒸养护和高压蒸汽养护工艺生产的预应力高强度混凝土管桩混凝土的脆性和耐久性。研究结果表明,常压蒸养预应力高强度混凝土管桩混凝土的脆性小于高压蒸养混凝土;常压蒸养预应力高强度混凝土管桩混凝土抗氯盐侵蚀性能和抗冻性等耐久性高于高压蒸养混凝土。采用常压蒸养生产预应力高强度混凝土管桩有利于预应力高强度混凝土管桩的抗锤击性能,适用于北方冻融和海洋环境。

养护方式对PHC管桩力学性能的影响

文章开展标准养护、免压蒸养护和高压蒸汽养护3种养护方式对PHC管桩混凝土抗压强度、脆性和弹性模量的影响研究。结果表明,3种养护方式PHC管桩混凝土的抗压强度增幅按标准养护、免压蒸养护和高压蒸养的次序递减;环境湿度对免压蒸PHC管桩混凝土的脆性有一定的影响,免压蒸混凝土的脆性小于高压蒸养混凝土;环境湿度也对免压蒸PHC管桩混凝土的弹性模量产生一定的影响,适当后期养护可提高免压蒸混凝土的弹性模量,免压蒸养护混凝土的弹性模量大于高压蒸养混凝土。

免蒸养高耐久性PHC管桩的研究与应用

为有效降低PHC管桩生产过程中的能耗及简化生产工序,采用优选的混凝土配合比和早期保温养护措施,并充分利用环境温度对PHC管桩的作用,开发出了免蒸养高耐久性PHC管桩工艺技术。试验结果及工程应用情况表明,免蒸养PHC管桩混凝土的抗压强度完全能满足规范要求,具有较高的弹性模量、耐久性,可有效降低PHC管桩的生产能耗,且沉桩效果良好。

大管桩免蒸养生产工艺的研究与应用

针对大管桩生产过程中的蒸汽养护能源消耗,开展了大管桩免蒸养工艺技术研究。采用优选的混凝土配合比和早期保温养护工艺技术措施,开发出免蒸养大管桩生产工艺技术。免蒸养大管桩混凝土抗压强度满足规范要求,具有较高的早期强度和耐久性,可满足大管桩早期脱模强度和生产技术要求,有效降低了大管桩的生产过程中能源消耗,具有显著节能环保作用。工程应用情况表明,免蒸养大管桩具有良好的力学性能和耐久性,沉桩效果良好。

双免无熟料粉煤灰轻质空心砌块的研制

以粉煤灰、熟石灰为主要胶凝材料 ,用激发剂 FJ充分激发其活性 ,并掺入一定轻骨料 ,采取振动成型 ,生产出“双免”无熟料粉煤灰轻质空心砌块 ,密度等级达 80 0级 ,强度等级 2 .

利用金陵热电厂脱硫灰制备双免砖的研究

以金陵热电厂所排脱硫灰为主要原料,进行了免烧免蒸砖的研究。采用正交试验方法,设计了脱硫灰、水泥、集料、石膏、石灰的不同配比。试验结果表明,在配比为水泥8％、集料25％、石灰10％、石膏5％、粉煤灰52％时,生产的免烧砖强度最高。同时还研究了不同原材料对免烧砖强度的影响。

纤维增强免蒸汽养护PHC管桩混凝土的力学与抗冲击性能研究

研究了玄武岩纤维(BF)、聚丙烯纤维(PP)和钢纤维(SF)对免蒸养PHC大口径管桩混凝土的工作性能、力学性能及抗冲击性能的影响。结果表明,在保证坍落度的条件下,BF和PP的掺入导致基准配比总用水量的增加,SF的掺入对基准配比总用水量影响不大;掺入BF和PP的混凝土因用水量的增加导致抗压抗折强度随着纤维掺量增加而降低,均低于空白组,而掺入SF的混凝土抗压抗折强度随着纤维掺量增加而增加,高于空白组;落球冲击试验结果表明,纤维的掺入提高了混凝土板单次冲击过程中弯曲荷载,降低了冲击过程中板的挠度;掺入SF的混凝土具有最高的重复落球冲击次数,掺入PP的混凝土抗冲击次数也略高于空白组,掺入BF的混凝土板承受的重复冲击次数仅略高于未掺纤维的空白组。

免蒸压预应力管桩蒸养制度的研究

蒸汽养护可加速水泥的水化,但会对水泥基材料的微观结构带来不利影响,不同的蒸汽养护制度对混凝土性能的影响不同。文章主要研究水胶比、静置时间、升温速率、恒温时间、恒温温度对混凝土强度性能的影响,并优化蒸养制度。结果表明:延长静置时间可明显改善混凝土的强度,较快的升温速率、较高的恒温温度和较长的恒温时间对混凝土的早期强度有利,但是对后期强度不利;在优化的蒸养制度下制备的C80免压蒸高强混凝土具有很好的力学性能和耐久性。

装配式建筑构件免蒸汽养护国内外现状研究分析

国外对于免蒸汽养护混凝土的技术研究已相当完善,该技术可降低生产能源成本,减少混凝土构件制作时间,加快建筑模板的周转,同时可提高混凝土早期强度,具有保证产品的生产及时性与高质量要求、提高混凝土产品使用耐久性等优点。

预制构件用自密实免蒸养混凝土试验研究

为解决装配式预制构件生产中机械振捣和蒸汽养护带来的诸多问题,本课题进行了基于自密实的免蒸养混凝土配合比系统研究。研究表明:采用CECS203或CCES02设计的自密实混凝土相比采用JGJ/T283的具有较小收缩,更适宜于预制构件;采用P.Ⅱ型水泥、粉煤灰掺量15%、矿渣粉掺量20%、硫铝酸盐水泥比例5%(或促凝减缩剂掺量10%/早强剂1%)时,混凝土综合性能相对较好,可以在自密实基础上实现夏季免蒸养、其他季节缩短蒸养时间1/3以上的效果;掺加硫铝酸盐水泥、促凝减缩剂或早强剂后,混凝土氯离子渗透性能略有改善;SEM微观结构形貌分析结果与宏观性能是一致的。

纳米水化硅酸钙在免蒸养轨道板中的应用研究

采用水化微量热仪等测试手段研究了纳米水化硅酸钙(N‑C‑S‑H)对水泥水化及砂浆抗压强度的影响,并开展了基于N‑C‑S‑H的免蒸养轨道板的试应用。结果表明:掺加N‑C‑S‑H能提高水泥的水化放热速率和总水化放热量,且当N‑C‑S‑H掺量超过6.0%后,水泥水化放热第二峰值不再继续提高;掺加N‑C‑S‑H能显著提高砂浆8 h和12 h抗压强度,且随着N‑C‑S‑H掺量的增加,砂浆抗压强度先提高后降低;在25℃养护条件下,掺加1%N‑C‑S‑H可达到轨道板混凝土免蒸养强度要求。