稻壳灰对水泥基及混凝土性能影响的试验研究

通过对不同粉磨时间、不同掺量稻壳灰(RHA)水泥基试样需水量、凝结时间和水泥胶砂强度的测试,讨论了RHA掺量及粉磨时间对水泥需水量、凝结时间的影响。结果表明,掺加RHA会增大水泥需水量,延长水泥初凝、终凝时间,当稻壳灰粉磨时间为45 min,掺量为10%时,对水泥浆的需水量和凝结时间影响不大。通过研究稻壳灰活性确定了稻壳灰粉最佳磨时间为45 min,RHA、RHA/粉煤灰(FA)部分取代水泥后,混凝土7和28 d抗压强度与基准组相比均有所下降,56 d抗压强度得到提高,其中复掺10%RHA/5%FA效果最优,较基准混凝土抗压强度提高19%。采用RCM法和电通量法研究了RHA对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,结果表明,掺10%RHA/15%FA后混凝土抗氯离子渗透性能得到改善,抗氯离子渗透性能排列顺序为:R10F15F25JZ。     

混杂纤维轻骨料混凝土压拉性能及强度预测

为了研究混杂纤维对浮石轻骨料混凝土力学性能的影响,对聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m³,改变纤维素纤维掺量的6组浮石轻骨料混凝土试块进行立方体抗压和劈裂抗拉试验.结果表明:立方体抗压强度和劈裂抗拉强度都先升高后降低.劈裂抗拉强度增加显著,最优掺量时为3.2 MPa,比基准组增加了77.8%,纤维掺入可以有效阻止裂缝发展并起到增强增韧的作用.最优掺量为聚丙烯纤维掺量0.6 kg/m³,纤维素纤维0.9 kg/m³,此时拉压比相比基准组提高了57.7%,显著改善了其脆性;最优掺量时3,7,14 d早期强度比基准组分别提高了25.2%,20.7%,15.6%.纤维素纤维对早期强度影响较大,根据其力学特性,提出了天然浮石轻骨料混凝土28 d立方体抗压强度的计算公式,并与其他公式进行了对比验证.采用BP神经网络对28 d强度进行预测,并用预测数据对抗压强度计算公式进行验证,验证结果良好.     

胶粉煤矸石混凝土力学特性及微观结构试验研究

为探究胶粉掺量对煤矸石粗骨料混凝土力学性能的影响,设计20目橡胶颗粒掺量(0,3%,6%,9%,12%)的胶粉煤矸石混凝土,进行宏观力学试验和微观孔隙结构核磁共振试验.结果表明:胶粉掺量增加与力学强度成负相关,3%胶粉掺量影响最小,与基准组相比下降了1.3%,拟合了不同胶粉掺量对煤矸石混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度换算公式,相关性较好;胶粉的掺入降低了多害孔的孔隙占比,6%胶粉掺量使煤矸石混凝土内部有害孔分布降低了4%;数据表明,胶粉颗粒具有填充孔隙的作用,减少了多害孔的产生,优化了孔隙结构;选取对强度影响最大的因素束缚流体饱和度(关联度0.951 06)和大于0.02 μm孔隙半径占比(关联度0.963 86)建立GM(1,3)模型,模型预测的平均误差为2.56%,为矿区排土场护坡材料提供可就地取材的绿色混凝土参考依据.     

不同加载量下锂渣钢渣复合混凝土的渗透特性

渗透性能是混凝土耐久性的指标之一，为了研究锂渣钢渣复合混凝土的渗透性能。首先通过安定性实验，发现锂渣和钢渣的总掺量不宜突破75%，在此基础之上，选用总掺量为35%-75%的锂渣和钢渣来配制高性能混凝土。通过抗压强度实验和氯离子渗透实验的研究结果表明：总掺量在35%-55%之间时，其氯离子渗透系数和抗压强度都较空白组要好；应力水平为30%时，各水胶比下28d和84d的氯离子渗透系数均较标养下要小；当应力上升到80%时，混凝土受到一定程度上的损伤，其氯离子渗透系数逐渐增大。     

大掺量粉煤灰混凝土抗裂性能试验研究

混凝土的抗裂性是评价混凝土耐久性的重要指标,极限拉伸和干缩变形是影响混凝土抗裂的主要指标。粉煤灰因其优良的性能,在工程建设中得到了广泛的应用。结合实际工程,研究了掺量达到80%的粉煤灰混凝土的极限拉伸和干缩变形等性能,并且分析了粉煤灰的作用机理。结果表明：大掺量粉煤灰混凝土的干缩率随着粉煤灰掺量的增加而不断减小;随着粉煤灰掺量的增加,60 d龄期的抗拉强度和抗压强度均高于或趋近与基准混凝土;综合考虑极限拉伸和干缩变形等因素的影响,得出大掺量粉煤灰混凝土有利于提高混凝土的抗裂性能。     

HF粉煤灰混凝土的力学变形及抗冲磨性能试验研究

为了研究了不同粉煤灰掺量、水胶比、HF抗冲磨剂掺量对混凝土的力学及变形性能和耐久性的影响规律,进行了HF粉煤灰混凝土的抗压强度、极限拉伸、抗压弹性模量等力学及变形性能试验以及HF粉煤灰混凝土的抗冻、抗渗、抗冲磨等耐久性试验。结果表明:在相同HF抗冲磨剂掺量和水胶比情况下,混凝土抗压强度并不是随粉煤灰掺量的增加而增加,而是都表现出先增加后降低的规律性现象;在相同粉煤灰掺量和水胶比情况下,随HF抗冲磨剂的掺量的增加其抗冲磨强度得到较大提高,混凝土抗压强度也有所提高,但是在提高HF掺量来增加混凝土强度的同时并考虑与之相匹配的水胶比时,这样能使HF抗冲磨剂对混凝土强度的效用更好地发挥出来;从粉煤灰掺量对不同龄期混凝土多个力学及变形性能和耐久性性能的影响规律来看,HF粉煤灰混凝土的设计龄期为90d时,粉煤灰掺量宜为25%以内,不宜超过30%;随水胶比在一定范围内的降低,混凝土抗压强度、极限拉伸值、抗拉弹性模量、轴心抗拉强度、抗压弹性模量、轴心抗压强度、抗冲磨强度均规律性提高。     

煤矸石对混凝土宏微观性能的灰熵分析

为解决固体废弃物煤矸石的大量堆积对环境带来了巨大挑战,将煤矸石作为粗骨料替代普通碎石,基于此研究了煤矸石掺量(0,10%,20%,30%)对混凝土抗压强度的影响,通过核磁共振技术测试不同掺量煤矸石混凝土各龄期微观孔隙发育规律,同时结合灰熵法探究不同掺量煤矸石孔隙结构参数与抗压强度的关系,并结合灰色系统理论建立GM(1,4)灰色预测模型.结果表明:煤矸石的掺入会降低混凝土抗压强度,T₂图谱面积随煤矸石掺量增加而增加,小、微小孔隙占比较普通混凝土有所增加; 根据灰熵关联度研究,煤矸石混凝土强度与孔隙结构中束缚流体饱和度、孔隙率和孔径0.1~1.0 μm孔隙占比关联程度最高,分别为0.999 16,0.989 44,0.995 93,所建立的灰色关联模型GM(1,4)试验值与预测值相对误差均值为1.97%,具有良好的预测精度.研究可为煤矸石作为粗骨料应用于实际工程提供参考依据.     

风积沙混凝土力学性能及孔隙特征

为了解决中国西北地区天然河砂分布不均及资源短缺的问题,利用库布齐沙漠风积沙替代部分天然河砂作为细骨料配制风积沙混凝土,通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度与核磁共振孔隙等因素对风积沙混凝土进行试验研究.结果表明:随着风积沙掺量增加,混凝土立方体抗压强度与劈裂抗拉强度均呈先增高后降低的趋势,且风积沙掺量分别为20%,30%与40%的混凝土可满足设计强度要求;随着养护龄期增加,风积沙掺量为30%的混凝土强度值增长幅度最大.风积沙混凝土核磁共振T₂图谱共有3个特征峰,随着养护龄期增加,混凝土中大孔隙都向着小孔隙方向发展;随着风积沙掺量增加,孔隙度呈先降低后增高的趋势,且凝胶孔与毛细孔呈先增加后减少的趋势.该研究可以为风积沙混凝土在中国干旱半干旱地区水利工程中应用推广提供理论依据.     

聚丙烯纤维对渠道矿渣混凝土力学性能影响的研究

为降低渠道衬砌混凝土的脆性,将聚丙烯纤维、粒化高炉磨细矿渣、聚羧酸系超塑化剂加入普通混凝土中。共采用体积含量占混凝土的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%和0.8%八个掺量的聚丙烯纤维,以及矿渣替代水泥量的35%、45%、55%、65%、75%五个掺量的矿渣组成的21个混凝土配合比。试验结果表明,掺加矿渣和聚丙烯纤维使硬化混凝土密度减小;对于大多数配合比的矿渣混凝土,聚丙烯纤维降低了抗压强度,提高了抗折强度和劈拉强度;其中0.2%~0.4%的聚丙烯纤维和45%~55%的矿渣是最优掺量。进一步以电镜扫描图(SEM)显示的混凝土基体微观结构解释了其宏观力学性能。     

石粉对高强机制砂混凝土工作性能和力学性能的影响

为了研究玄武岩机制砂的石粉含量对高强混凝土工作性能和力学性能的影响,配制不同石粉质量分数(3%,5%,7%,9%,11%)的C70机制砂混凝土,借助核磁共振(NMR)、差热-热重(TG)同步试验以及场发射扫描电镜试验(SEM)研究其力学特性和微观演化.研究结果表明:利用石粉等质量代替机制砂能够配制出满足力学性能要求的高强机制砂混凝土,在保证水胶比不变的情况下,石粉质量分数为5%~7%的混凝土力学性能指标最佳.石粉良好的微集料填充效应与碱性碳酸钙的生成使水化产物C₃S和CaCO₃微界面区结构更加密实,而Ca(OH)₂在CaCO₃表面生成大量晶体,致使Ca(OH)₂晶粒细化,从而提高界面黏结作用,使得界面过渡区得到明显改善;该研究成果可为高强机制砂混凝土配合比设计中石粉的利用提供理论参考.     

水和氯离子在风积沙混凝土中的迁移规律

为解决中国西北部地区普通河砂资源匮乏问题,利用库布齐沙漠风积沙等质量替代普通河砂作为细骨料配制风积沙混凝土.研究不同水胶比、不同浓度NaCl溶液对风积沙混凝土中水分和氯离子渗透规律的影响,通过分层钻孔取粉和化学滴定的方法测定氯离子含量,探讨毛细作用下水分和氯离子传输之间的联系.结果表明:水分作为氯离子传输的媒介,氯离子的侵入深度远小于水分的侵入深度,两者传输呈现非同步性;毛细吸收28 d后,风积沙混凝土水胶比为0.55的试块水分侵入深度约为氯离子侵入深度2倍,水胶比为0.45和0.40的风积沙混凝土试块水分侵入深度大约为氯离子侵入深度1.5倍;毛细吸收超过7 d时,水胶比为0.55的风积沙混凝土试块内部生成大量盐结晶,减缓水分侵入速率;在毛细吸盐前期阶段,风积沙混凝土试块内部水分和氯离子侵入深度近似呈线性关系,随着毛细吸收时间的推移,水分在其基体内部迁移速率减小,在高浓度梯度作用下氯离子以扩散方式继续向更深处渗透;当毛细吸盐浓度超过6%,风积沙混凝土试块内部氯离子侵入量不再随NaCl浓度的增大而增大.该研究可为风积沙混凝土在中国西北地区水利工程耐久性研究提供一定的理论依据.     

双掺陶瓷抛光粉-矿粉对混凝土抗冻性的影响

为研究陶瓷抛光粉与矿粉复合掺合料对混凝土性能的影响,等量替代25％,30％,35％的水泥,其中矿粉掺量为20％,陶瓷抛光粉掺量分别为5％,10％,15％.对混凝土的试验研究分为宏观和微观试验,宏观试验包括抗压强度试验和冻融循环试验,微观试验包括核磁共振(NMR)测试和扫描电镜(SEM)分析.结果表明:养护龄期达到28 ...     

红色砒砂岩水泥土干湿循环下力学性能试验研究

为有效利用砒砂岩资源,通过简单加工降低治理成本,达到利用价值,在红色砒砂岩中加入不同掺量的硅酸盐水泥制成砒砂岩水泥土,在不同龄期下进行干湿循环、无侧限抗压强度试验和超景深微观结构观测.结果表明:掺量仅为5%砒砂岩水泥土就可以有效改善砒砂岩遇水溃散的特性;干湿循环5次砒砂岩水泥土抗压强度达到最大,然后趋于平缓,可见干湿循环对无掺水泥砒砂岩有破坏作用,对砒砂岩水泥土却提供了有效养护;不论是早期还是后期强度,掺量为5%的抗压强度最低,然后逐渐增加,掺量20%及以上的强度几乎相等且最大,可见水泥最优掺量为20%;通过微观结构观察,龄期的增加,掺量小的砒砂岩水泥土表面凹凸起伏程度大,孔洞多,最优掺量为20%的砒砂岩水泥土结构整体性紧密,表面平整、孔洞少,密实性更好,且抗压强度可以满足砖和砌块的强度要求.     

基于MATLAB的BP神经网络对特细砂混凝土强度预测的研究

混凝土抗压强度是混凝土最重要的性能之一,是混凝土质量控制最核心的内容。通过介绍混凝土强度的预测方法、BP神经网络预测的过程,在主要考虑水灰比、砂率和水泥用量3个因素的情况下,基于MATLAB用BP神经网络预测特细砂混凝土强度。分析表明：通过BP神经网络模型拟合的计算期望值和实际值的相关系数达到0．96287,相关性非常显著。     

纳米SiO2粉煤灰混凝土抗压强度影响及灰熵分析

为探究纳米SiO₂粉煤灰混凝土孔隙结构对抗压强度的影响,取纳米SiO₂掺量分别为1%,3%,5%和7%,粉煤灰掺量分别为10%,20%和30%,水胶比为0.35,将两者复掺进行试验.测定混凝土3 d,7 d和28 d立方体抗压强度.利用核磁共振技术、场发射扫描电镜和差热-热重技术,综合分析研究孔隙结构及微观形貌特征,通过灰关联熵分析法找出影响混凝土抗压强度的主、次因素,并建立GM(1,4)灰色预测模型.结果表明:两者复掺在混凝土发育阶段起到正耦合作用,宏微观关联分析可知,粉煤灰掺量20%、纳米SiO₂掺量3%为最优;建立了混凝土抗压强度与(0,0.01］ μm孔径占比、(0.01,0.10］ μm孔径占比和束缚流体饱和度的灰色预测模型.GM(1,4)模型3,7和28 d的预测值与试验值的平均相对误差分别为3.28%,4.00%和2.64%,利用孔隙结构预测混凝土抗压强度有较好的精度.该研究可为纳米SiO₂和粉煤灰在混凝土工程中的应用提供一定参考.     

不同类型的减水剂对掺粉煤灰混凝土抗压强度的影响

通过试验研究了早强减水剂和高效减水剂对掺粉煤灰不同强度等级混凝土抗压强度的影响,研究表明：混凝土中掺入早强减水剂量在（0~1%）内时,混凝土早期强度明显提高,后期强度也有增大,当粉煤灰掺量为20% 、早强减水剂为0.8%时混凝土强度最大;混凝土中掺入高效水剂量在（0~1%）内时,当粉煤灰掺量为25% 、高效减水剂为1.0%时混凝土强度最大。     

胶粉对混凝土抗冲磨性能的影响

选取颗粒粒径为8目的胶粉,按4种不同掺量配制胶粉混凝土,与基准混凝土、硅粉混凝土进行抗冲耐磨性能对比试验,以评价胶粉对混凝土抗冲磨性能的影响。结果表明:胶粉混凝土的抗冲磨强度大于基准混凝土和硅粉混凝土的抗冲磨强度,且抗冲磨强度随着胶粉掺量增加而增大,但其抗压土强度随着胶粉掺量的增加而降低;试件冲磨后,胶粉混凝土的破坏程度小于硅粉混凝土和基准混凝土,仅表层浆体破坏,胶粉在水泥石中分布均匀,与水泥石结合牢固,试件表面平整,显示胶粉混凝土具有较强抗冲磨性能。