基于复合胶凝材料体系的超高性能混凝土性能研究

针对桥梁伸缩缝过渡区频繁出现的混凝土破损问题,研发了一种用于桥梁伸缩缝过渡区修复的硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥胶凝材料体系超高性能混凝土(UHPC),并对其性能及微观结构进行了研究;优选了硫铝酸盐水泥的掺入比例,在某公路伸缩缝修复工程中进行了实际应用。结果表明:合适掺量的硫铝酸盐水泥能够有效提高UHPC的综合性能;当硫铝酸盐水泥质量为水泥总质量的10%时,所制备的UHPC在实际修复工程中的应用效果较好,养护24 h后抗压强度已经达到40 MPa。

超高性能混凝土(UHPC)单面模板体系历史砖墙无损加固技术性能研究及应用

普通混凝土外包法加固历史砖墙技术中的结构植筋、对穿螺杆等工序,会带来保护体永久性损伤等缺陷,使得超高性能混凝土(UHPC)在结构修补加固等领域的应用日益广泛。通过复合胶凝材料体系设计制备工作性、力学性和耐久性均符合砖墙加固要求的UHPC,并结合上海市黄浦区160街坊保护性综合改造项目,验证其加固历史砖墙的效果。结果表明:超高性能混凝土扩展度可达650 mm±50 mm,抗压强度≥150 MPa,快冻法500次循环后,平均质量损失<5%,相对动弹性模量>60%,6 h电通量低于40 C。加固后,该材料和砖墙黏结性能优异,修复后墙面色泽均匀、平整未开裂。因此,UHPC单面支模体系加固历史砖墙的施工工艺,表现出优异的无损加固的特点。

鞍钢钢渣矿渣制备人工鱼礁混凝土复合胶凝材料

以81.5%的矿渣、5%的钢渣、12.5%的脱硫石膏以及1%的水泥熟料,制备出了28 d抗压强度为56.75 MPa的低碱度胶凝材料,该胶凝材料可用于制备低碱度人工鱼礁混凝土。通过改变钢渣和脱硫石膏的掺量,研究了其掺量变化与试件强度的影响关系。实验结果表明:在该体系中,当钢渣掺量小于5%时,胶砂试块的强度随着钢渣的增加而提高;当钢渣掺量大于5%时,胶砂试块的强度随着钢渣掺量的增加而降低,并在钢渣掺量大于20%时快速下降。脱硫石膏的掺量对胶砂试块的强度影响更为显著;当脱硫石膏掺量达到12.5%时,与不含脱硫石膏的试样相比,抗压强度和抗折强度分别提高了168%和176%。利用XRD和SEM分析净浆的水化过程,结果表明,体系在早期水化主要生成AFt相和C-S-H凝胶,并对强度的增长起了主要作用。

高性能胶凝材料的研究综述

混凝土的高性能化对胶凝材料提出了高性能化的要求。针对目前混凝土掺合料、外加剂的使用情况及所存在的问题,通过国内外大量文献的研究、分析,对高性能胶凝材料进行了研究,提出了高性能混凝土用胶凝材料的发展方向,总结出一种适于生产环保型高性能胶凝材料的复合分磨-混磨生产体系。结果表明:用该体系生产的高性能胶凝材料可直接配制高强高性能混凝土,大大提高了工业废渣的利用率,简化了混凝土的配制、生产方法。

低水胶比大掺量多元复合胶凝体系水化特性研究

为了研究低水胶比条件下多元复合胶凝材料的水化反应规律及影响因素,设置梯度结构低水胶比,采用等温量热法、化学结合水量法,分别研究水胶比和矿物掺合料掺量对水泥-矿渣-粉煤灰三元复合胶凝体系水化放热、水化程度的影响。结果表明,与较高水胶比体系不同,水胶比为0.20~0.30时,降低水胶比均会增大样品的最大放热速率;水胶比为0.25、0.30时,复掺矿渣-粉煤灰会延长加速期持续时间,复掺40%时加速期持续时间最长,且体系第二放热峰出现的时间也有所延迟,但进一步降低水胶比至0.20,复掺矿渣-粉煤灰则会使第二放热峰出现时间略有提前,加速期持续时间随复掺量的增加而缩短;水胶比为0.20、0.30时,复掺掺量为30%的复合体系反应程度最大,水胶比为0.25时,复掺掺量为40%的复合体系反应程度最大,且低水胶比条件下硬化浆体的反应程度与水胶比几乎呈线性关系。

大掺量矿粉配制C30混凝土的研究

系统研究了矿粉掺量对胶凝材料体系基本性能的影响,认为矿粉掺量达到70%时,复合胶凝材料的性能仍能满足P·O32.5的要求。采用搅拌站常用的C30混凝土配合比,利用制备的复合胶凝材料配制混凝土,其工作性能良好,早期抗压强度略低于常规配方的混凝土,但后期抗压强度高于常规配方的混凝土,28 d抗压强度符合GB 50107—1010《混凝土强度检验评定标准》对C30混凝土的要求。

钢管超高强混凝土制备与性能研究

本文采用常规材料、设备与方法,通过系统试验研究,分析了水胶比、胶凝材料组成与用量、钢纤维掺量等对超高强混凝土工作性能、力学性能以及体积稳定性的影响,明晰了钢管超高强混凝土制备与配合比参数的要求。结果表明:胶材用量不变,降低水胶比可以提升混凝土强度,水胶比从0.22降低到0.18,混凝土7d强度提高23.6%,混凝土28d强度提高20.4%;但其工作性能也有较大损失,制备钢管超高强混凝土水胶比宜控制在0.19左右。增加粉煤灰微珠用量可以改善超高强混凝土的工作性能,增加水泥与硅灰掺量可以提高其强度,但总胶材用量超过780kg/m^(3)后,再增加胶材时混凝土性能改善效果不明显,钢管超高强混凝土胶材总用量宜控制在750~780kg/m^(3)。掺加钢纤维不仅能有效提升钢管超高强混凝土的抗折强度,对其抗压强度也有一定贡献,且能制约管内混凝土的收缩变形;钢纤维表面会吸附一部分浆体,使得包裹粗集料的浆体数量减小,混凝土的包裹性与匀质性变差,流速减慢,钢纤维体积掺量不宜超过1.5%。

原材料组成对超高性能混凝土弹性模量的影响

弹性模量是混凝土结构设计中非常重要的参数,原材料组成对混凝土的弹性模量具有显著的影响。通过宏观弹性模量分析、XRD、纳米压痕分析了不同原材料组成对超高性能混凝土(UHPC)弹性模量的影响。结果表明:各胶凝组成下75%水泥+25%硅灰组的超高性能混凝土试件在弹性模量、水化产物种类、数量、纳米力学性能及水化程度等指标中表现最优。在一定范围内,降低浆集比和水胶比均能提高UHPC的弹性模量。为提高UHPC的高弹性模量,建议浆集比和水胶比分别为1∶1.25和0.18。