为解决高强钢管混凝土组合结构高墩的主管内高抛混凝土与大流动性、低收缩协同提升的难题,研究了胶凝材料组成体系、骨料母岩强度对混凝土工作性和力学性能的影响,探究了膨胀剂掺量对混凝土体积稳定性的影响,并通过SEM分析了高强钢管混凝土的微观结构。结果表明:硅灰与粉煤灰微珠复掺能有效降低混凝土的黏度;母岩强度较高的玄武岩能保证后期强度稳定增长;掺35 kg/m3的膨胀剂能保证混凝土的体积稳定性;微观结构显示混凝土具有致密的结构、饱满的界面过渡区。掺硅灰、粉煤灰微珠与适量膨胀剂,利用玄武岩碎石能制备性能优异的自密实补偿收缩高强混凝土,并将其成功应用于四川凉山金阳河特大桥组合结构桥墩。

为了提高钢渣的资源化利用率,利用钢渣制备了矿物掺合料,测试了钢渣粉自身的性能指标,并用钢渣粉取代矿粉配制了C30混凝土,研究了钢渣粉对混凝土力学性能、体积稳定性和耐久性能的影响。结果表明,钢渣粉的掺入可降低胶凝材料体系的总水化热,但对外加剂饱和掺量点和经时损失率影响较大。利用钢渣粉取代矿粉对混凝土的出机工作性影响不大;随着钢渣粉掺量的增多,混凝土的早期强度低,后期强度增进量较大;掺钢渣粉混凝土的收缩率、氯离子渗透系数及碳化深度均高于基准组;将钢渣粉作为矿物掺合料配制混凝土时需控制其掺量。

针对超高性能混凝土(UHPC)因胶凝材料用量大、水胶比小导致的体积稳定性问题,采用0、5%、10%、15%、20%陶粒等体积取代细骨料,制备了一种陶粒内养护UHPC,研究了陶粒取代率对UHPC工作性、力学性能、体积稳定性的影响,并运用压汞法、XPS、SEM微观测试方法分析了陶粒对UHPC微观结构的影响。结果表明:陶粒在胶凝材料水化过程中因内部相对湿度差释放水分,促进了水化反应,提高了水化产物的数量,增加了结构的致密性,改善了UHPC的力学性能、体积稳定性和孔结构;但当陶粒超过一定掺量时,也会带来不利影响。

以C60混凝土为研究对象,通过单掺和复掺不同比例的粉煤灰、矿粉、偏高岭土,研究各矿物掺合料对混凝土抗压强度及体积稳定性的影响。结果表明,单掺粉煤灰和偏高岭土能有效降低混凝土试件的收缩率,其中掺加20%粉煤灰的混凝土试件,60d收缩率相比不掺加时降低了19.07%,单掺偏高岭土10%与20%时,收缩率分别降低了28.66%和30.27%,二者相差不大。复掺10%偏高岭土+20%粉煤灰时,混凝土试件的收缩率得到进一步降低,60d收缩率仅为空白样的60.02%,且28d抗压强度为63.5MPa,与空白样相比略微降低。

为了利用聚甲醛(POM)纤维的性能优势,并促进其在纤维混凝土领域的推广与应用,研究了POM纤维和PP纤维对混凝土新拌性能、塑性抗开裂性能、力学性能、体积稳定性和耐久性能的影响规律。结果表明,掺入POM纤维虽降低了混凝土的新拌性能、抗压强度和干燥收缩变形,但却有效提高了砂浆的塑性抗开裂能力、混凝土的劈裂抗拉强度和耐久性能。与PP纤维相比,当POM纤维和PP纤维的掺量相同时,掺加POM纤维的混凝土具有更为优异的新拌性能、塑性抗开裂能力、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性能、抗碳化能力和抗冻性能。

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...

研究了粉煤灰、矿粉、纤维素纤维、PVA纤维及其混杂掺入对混凝土体积稳定性的影响。结果表明,粉煤灰、矿粉均能有效提高混凝土的抗氯离子扩散性能,两者复掺更有利于氯离子扩散系数的降低,单掺矿粉较单掺粉煤灰好。掺入不同品种纤维的混凝土收缩率随时间而变化,时间越长各品种纤维混凝土的收缩率减小,在抑制混凝土长期抗裂方面,PVA纤维的作用效果最好。

利用超细粉磨设备将粉煤灰原灰进行超细磨后,进行了混凝土轴心抗压强度试验、混凝土半绝热温升试验和净浆干燥收缩试验研究。试验结果表明,与普通粉煤灰不同,超细粉煤灰对于混凝土早龄期7d抗压强度也有所提高,随着超细粉煤灰掺量的提高,混凝土28d和60d抗压强度提高更多;掺超细粉煤灰对降低混凝土温升的效果不明显,其降低水化热效果不如普通粉煤灰;随着超细粉煤灰掺量提高,水泥净浆试件的干燥收缩有减小的趋势,对体积稳定性是有利的。

考虑到天津地区Ⅰ类砂几乎没有,优质矿物掺合料也很少,本文将闽江优质江砂与蓟县Ⅱ类河砂混用,采用Ⅱ级粉煤灰及S75Ⅲ级磨细矿粉作为矿物掺合料配制C50高性能泵送混凝土。结果表明,试配后的混凝土强度不受影响,并且可降低水化热,该试验配比对早期强度要求不高的混凝土结构更为有利。