采用混料试验设计方法研究了水泥、矿粉、粉煤灰三元胶凝体系新拌清水混凝土坍落度、倒筒排空时间以及7 d抗压强度的变化规律。研究结果表明,模型精度的方差分析处于十分显著水平(p≤0.01),能够对实际情况进行预测;随着粉煤灰掺量的增加,混凝土坍落度增加,倒筒排空时间减少,在粉煤灰掺量10%、矿粉掺量25%的条件下,混凝土工作性达到最佳水平;矿粉的加入会增加倒筒排空时间,提高混凝土屈服应力,不利于清水混凝土外观改善,但矿粉具有较高的活性,对清水混凝土7 d强度有一定提升。

采用70%人工砂与天然细砂混合改善砂级配,可替代天然中砂配制商品混凝土,所配制出的混凝土抗压强度高于天然中砂混凝土。正交试验法设计掺合料人工砂混凝土的配合比,试配结果表明,人工砂占混合砂70%,粉煤灰、矿粉掺量分别为20%、25%,砂率为45%时,在拌合料中加入YS-2B萘系减水剂1.7%,可解决人工砂混凝土需水量大的问题,新拌混凝土坍落度达到180mm的泵送要求;28d抗压强度为32.4MPa,满足C30混凝土的设计强度,60d抗压强度为37.0MPa,人工砂替代天然砂不影响混凝土后期的抗压强度。

采用陶粒-硅灰-矿粉复掺制备了轻质高强透水混凝土,并研究了增强剂、掺合料、陶粒替代率及养护制度对透水混凝土性能的影响。试验结果表明,影响混凝土的透水系数的主要因素是设计空隙率和成型时透水混凝土拌合的均匀性,通过掺入增强剂、矿物掺合料,采用合适的陶粒体积替代率及热水养护等方式可配制出抗压强度为34.5 MPa、透水系数为3.6 mm/s、干密度为1 802 kg/m^3的轻质高强高透水性混凝土。

通过掺加粉煤灰、矿粉、磨细石英砂等矿物掺合料制备了不同强度等级的混凝土,研究了矿物掺合料掺量、种类以及水灰比、混凝土内部不同深度对混凝土内部碱度的影响,并对比分析了不同矿物掺合料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。研究结果表明,适量的矿物掺合料不仅可节约水泥,优化混凝土结构,提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力,同时对混凝土内部碱度影响较小。混凝土内部碱度分布基本均匀,不同深度的孔溶液中pH值基本一致;且混凝土的水灰比对其碱度几乎没有影响。

研究了矿物掺合料对混凝土钢筋保护性能的影响。结果显示,单掺矿粉、粉煤灰与矿粉复掺均能改善混凝土的钢筋保护性能。粉煤灰和矿粉复掺时,改善混凝土钢筋保护性能效果最为显著,复掺总量为20%时,比基准混凝土钢筋锈蚀率减少了24.37%。通过对各配合比混凝土试样进行压汞试验和Sirion场发射扫描电镜实验观察混凝土表面形貌特征发现,粉煤灰与矿粉复掺使胶凝材料水化完全,混凝土表面较为致密,从而大大提高了混凝土对钢筋的保护性能。

研究了矿粉掺量对混凝土力学性能、耐久性等相关性能的影响。试验结果表明,在相同水灰比条件下,掺入矿粉后混凝土7d及28d力学性能有所降低;抗渗性能得到了改善,但随着矿粉掺量的增加而有所降低;混凝土塑性收缩增大;抗氯离子渗透性能增强。

通过在聚苯乙烯颗粒保温砂浆中复掺矿粉与粉煤灰的试验研究,建立了强度与容重之间的关系,找出了保温与强度相对较好的砂浆配比。试验结果表明,随着粉煤灰与矿粉掺量的增加,保温砂浆早期强度下降,后期强度增长较快,但在矿粉掺量为20%,粉煤灰掺量在30%时,保温砂浆出现强度相对较高,容重相对较低的情况,满足了保温砂浆最佳配比的要求。

针对水泥混凝土用钢渣细集料体积安定性不良的问题,研究了粉煤灰和矿粉对钢渣细集料砂浆(SSM)体积稳定性的改善规律和作用机理。借助砂浆棒法,研究了粉煤灰和矿粉按不同掺量(0%、20%、40%和60%)替代水泥对钢渣细集料砂浆体积稳定性的影响。结果表明80℃水热加速养护制度下,掺加矿粉和粉煤灰均延长了钢渣细集料砂浆的稳定龄期,推迟了其开裂龄期;以膨胀率大小为依据,粉煤灰和矿粉的最佳掺量均为40%;在标准养护至540d龄期时,掺加粉煤灰和矿粉的砂浆线性膨胀率与空白组的变化规律相近。抗折强度和SEM的研究表明在水热加速养护制度下,粉煤灰和矿粉对钢渣细集料砂浆体积稳定性的改善主要是通过提高强度以增加砂浆对膨胀力的约束、增加砂浆密实性延缓水分渗入而获得的。因此,在水热养护制度下,掺加粉煤灰和矿粉能改善钢渣细集料砂浆的体积稳...

通过J环障碍高差试验、充填比试验、扩展度试验、扩展速度试验等方法,研究了不同配比的粉煤灰-矿粉胶凝体系对CRTSⅢ型板自密实混凝土流动性、间隙通过性、填充性以及力学性能的影响。同时,通过粉煤灰-矿粉不同配比胶凝体系的水泥净浆黏度试验,进一步探索了粉煤灰-矿粉胶凝体系对CRTSⅢ型板自密实混凝土工作性的影响机理。结果表明,胶凝体系掺量不宜超过胶凝材料总量的40%;粉煤灰-矿粉复掺时,当复掺比例为25%∶15%和20%∶10%,混凝土综合性能较好;矿粉及粉煤灰掺量增加可提高混凝土黏度,降低扩展度,但由于粉煤灰的粒径较小可充分发挥填充效应和滚珠效应,能够达到减水和增加流动性的作用,研究结果可为高性能CRTSⅢ型板自密实混凝土的配制提供参考。

通过混凝土徐变试验研究了C60高性能混凝土的徐变性能。试验结果表明,随着龄期增长,徐变系数增大,收缩变形增加,徐变速率降低。同龄期时,双掺23%粉煤灰和10%矿粉降低了混凝土的徐变系数和收缩应变;持荷180d,纯水泥混凝土的徐变系数为1.304,而双掺混凝土徐变系数较纯水泥混凝土下降了10.4%。小石率60%的双掺混凝土持荷180d的徐变系数为0.996,较小石率58%的徐变系数相应降低了14.7%。在0～180d测试持荷时间内,实测的徐变系数约为中铁规范计算徐变系数的53%～72%,约为中交规范计算徐变系数的50%～73%。