中低强度等级砼高性能化的技术途径

苏州科技学院本科生毕业论文

表 4 高性能混凝土中所使用的不同矿物掺和料

矿物掺合料 粒化高炉矿渣

分类 胶结性和凝硬性

尺寸＜45um，纹理粗糙 颗粒大小＜45um，10%到

粉煤灰

胶结性和凝硬性

15%颗粒超过45um，球体坚

实表面光滑

细粉组成的固体球平均直径

硅灰

高活性火山灰

0.1um

粒子尺寸＜45um，细胞状与

稻壳灰

高活性火山灰

多孔结构 粒子特征

未经加工时类似于沙子粒子

外加剂在高性能混凝土的生产中发挥了重要的作用。矿物掺合料是高性能混凝土的一个重要组成部分。它们被使用于各种目的基于它们的属性[4]。表一显示了不同类型的矿物掺合料与它们对应的粒子特征。化学成分决定了矿物掺合料在增强混凝土中的属性。不同的材料与火山灰特性的如粉煤灰 粒状高炉矿渣 硅灰 高活性偏高领土 稻壳灰 铜渣。精细陶瓷在生产高性能混凝土中广泛用作辅助胶结材料。这样的程序不仅有助于提高高性能混凝土的强度和耐久性也有助于处理对环境威胁的工业副产品。表2展示了极低水灰比高性能混凝土中不同的外加剂的使用[5]。 3.高性能混凝土的实验调查

表 5 高性能混凝土中所使用的不同外加剂

外加剂 强塑剂

和易性

减少混凝土的凝结时间,从而帮助早期的形式,因此用于冷浇

促凝剂

注混凝土

增加反应时间减缓水泥的水化,因此是高温施工混凝土的首

缓凝剂

选 作用

减少需水量的15%到20%而不影响导致高强度和密实混凝土

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减水剂 引气剂

低水灰比下使混凝土具有一定可加工性，节约水泥 引入小气泡从而改善和易性,因此在冻融循环时非常有效的，

在寒冷的气候下给混凝土提供一个缓冲效果

Shannag等人用水灰比0.35与含有不同比例的天然火山灰(某些火山物质的混合)(0%、5%、0%、5%水泥的重量)和硅灰(0、20、40、60公斤/立方米)且掺加萘甲醛硫酸磺化剂来制作高性能混凝土，并在硫酸盐环境和海水中检测其性能[6]。调查表明,含有15%天然火山灰的混凝土,和含有15%硅灰的混凝土在一年的存储后在抗硫酸盐抗海水腐蚀方面能保持其原有65%的抗压强度。M60标号的高性能混凝土双向板铸混凝土与水灰比0.32%和7.5%硅灰比碾压混凝土具有良好的强度[7]。掺加各级生产硅灰(0%,5%,7.5%,0%)和粉煤灰(10%)和强塑剂CERAPLAST 300且水灰比0.3的高性能混凝土柱达到平均强度M60的目标[8]。3天、7天、28天、56天,90天立方体抗压强度显示了掺加5%的硅灰与10%的粉煤灰的各强度等级的混凝土达到最大强度值。Shakir Al-Mishhadani 等人检测了高性能混凝土的抗压强度[11]。破坏性和非破坏性试验的结果用SPSS统计分析verson15软件和统计模型提出了评估抗压强度,抗拉强度、分裂断裂模量和静态弹性模量。含有不同比例的偏高岭土的高性能混凝土在180天的混合强度和耐久性的测试中显示了很好的耐化学腐蚀性如氯和硫酸盐。耐久性如氯离子渗透性的测量是基于掺偏高岭土的高性能混凝土进行的。Bhanja等人开发了基于硅灰的高性能混凝土,发现高性能混凝土在抗拉强度方面显著提高[12]。耐久性因素是在30次高性能混凝土的冻融循环试验中检查。性能的高性能混凝土混合产生的稻壳灰和粉煤灰进行了研究,发现低屈服应力和温和的塑料粘度、混合等大量的硅灰和稻壳灰似乎是一个合适的外加剂。A.H. Menon等人研究了矿物掺合料如粉煤灰,地面粒状高炉矿渣,硅灰和化学外加剂对孔隙度、孔隙大小分布在海水养护条件下高强混凝土的抗压强度发展的影响[13]。高性能混凝土是通过增加纤维到水灰比为0.25的混凝土中制备的。纤维高性能混凝土抗压强度在3天,7天、28天降低了20%的相比于控制下的高性能混凝土[14]。

M30级的高性能混凝土是由用地面粒状高炉矿渣(0%,40%,40%,0%),与无袖长衫砂砂(crusherdust)(0%,5%,10%,15%,0%,25%,30%),1.5% SAVEMIX SP111掺合料取代水泥且测试7天、28天抗压和抗拉强度[15]。取代50%的水泥矿渣微粉和25%的无袖长衫砂的混凝土在7岁和28天抗压强度的增幅是11.06%和17.6%[16]。取代

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20%,40%,60%,80%,100%的细集料与铜渣和30%的水泥矿渣微粉来生产高性能混凝土并测试评估耐久性参数如吸水率和氯离子渗透。用矿渣微粉替代水泥的30%的砼吸水和氯离子渗透性分别下降了4.58%和29.90% 且100%取代细骨料与相同铜渣分别下降了33.59%和33.59%。不同高性能混凝土的力学和耐久性性能混合含有粉煤灰已经进行了研究并已用于开发预制混凝土产品,如非压力管道和重型摊铺机街区等这些发展[17]。a . Camoes等人用粉煤灰来取代水泥生产低成本高性能混凝土。且对生产的混凝土的和易性、力学和耐久性属性进行了研究。哈尼族h . Nassif et al[18]用混合使用各种比例的粉煤灰、硅灰和粒状高炉矿渣的砼来评价高性能混凝土的弹性模量。也用弹性模量对效果即风干养护,养护剂和湿固化进行了研究。实验工作对有关基本物理特性、力学和断裂力学性能,耐用性特点进行了研究,高达60%的波特兰水泥细磨陶瓷所取代的高性能混凝土的热性能也进行了研究。k·e·哈桑et al[19]用硅灰和粉煤灰(水泥重量10%、30%)来研究超塑性高性能混凝土。硅灰混凝土显示出类似普通硅酸盐水泥混凝土的强度发展规律但测试强度有些轻微的偏大(1、3、7日28日365天)。粉煤灰混凝土在早起抗压强度最低,28天强度相同,365天强度高于普通混凝土。硅灰和粉煤灰在长时期(365天)内减少磁导率，分别减少到87%和84%。一份通过评估抗压强度和耐硫酸袭击研究了硅酸盐水泥混凝土的属性(PCC),高掺量的粉煤灰混凝土(HFAC,包含40%的粉煤灰)和混凝土(GGFAC,包含25%的粉煤灰和15%的矿渣微粉的组合)。

粒化高炉矿渣粉煤灰混凝土的抗压强度在28天到一年之间增加了23.3%,高于聚合物水泥混凝土,但低于高掺量粉煤灰混凝土 。矿渣粉煤灰混凝土和高粉煤灰混凝土的抗压强度在硫酸溶液中随浸泡时间的增加而增加。粉煤灰和矿渣微粉都能在短期和长期内改善混凝土的性质,而HFAC需要相对较长的时间让其产生有益效果[20]。Shukla et al[21]评估了稻壳灰作为部分替代水泥的最优比例(0%、5%、10%、0%和20%)的M30和M60等级的混凝土。M30和M60标号混凝土7天、28天抗压强度有显著改善(增加3%到10%)和挠曲强度增加（0.6%到0.8%)。通过使用线性回归技术，m . f . Zain et al[22]建议用相关公式将高性能混凝土的抗拉强度与抗压强度,W / B和混凝土龄期联系起来。STS值获得实验比较好,从这个公式所得的结果与实验的平均比率/预测数据接近且被提出用于估计高性能混凝土的sts值。对粗骨料的影响类型(碎石英岩、碎花岗岩,石灰石和大理石)抗压强度、抗拉强度、分裂断裂能量,特征长度和混凝土的弹性模量与28天抗压强度目标30(W / B = 0.55),60(W / B = 0.44)和90 MPa(W / B = 0.26)进行了研究[23],发现所有等级碎

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石英岩粗骨料混凝土表现出较高的抗压强度(44.8 MPa,70.4 MPa,44.8 MPa),高分离抗拉强度(4.1 MPa,5.2 MPa,4.1 MPa),更高的断裂能量(143.1 MPa,158.1 MPa,143.1 MPa),高弹性模量(37.5 37.5 GPa 39.5 GPa,GPa)和更高的特征长度(0.319米、0.231米、0.113米)。一种高性能混凝土已被成功开发用于现场直接构建建筑和结构在没有模板的情况下。印刷混凝土空隙率显著减少,高挠曲强度[24]。b·k·拉普拉萨德等[25]提出了一种人工神经网络(ANN)来预测高性能混凝土28天抗压强度。R2的高值表明,拟议的ANN模型适用于预测抗压强度值与试验密切契合。与极低的水胶比(0.14 - 0.18)、粘结剂含量高,多科幻,矿渣微粉、石灰石粉和高标准强塑剂超高性能混凝土可以用常见的技术准备且在没有去除粗骨料[26]的情况下。抗压强度、氯离子渗透性和潜在收缩开裂的试验结果表明,掺合料可提高耐久性而不增加强度[27]。100级的高性能混凝土(W / B = 0.223)是由使用抗硫酸盐水泥和硅灰(10%)与1%强塑剂在海水环境下生产的。它显示出了高密封性(电路2.7 - 3.5 mA电流稳定,摧毁了41天)、高弹性模量(6.5 MPa),高能力钢粘连(钢粘合系数= 33.37),高强度发展性(60 MPa)3天[28]。同时A. Elahi et al[29]进行了调查评估高性能混凝土的力学特性和耐久性性能(W / B = 0.3)包含辅助胶结材料(硅灰、粉煤灰、地面粒化的高炉矿渣)的二元和三元系统。硅酸盐水泥被粉煤灰取代高达至40%,硅灰高达15%,矿渣微粉高达70%的水平。三元混合包含矿渣微粉和粉煤灰(50%)和硅灰(7.5%)在在所有抵抗氯离子扩散的混合物是表现最好的。硅灰(7.5%)有比其他辅助胶结材料对强度的发展有最好的效果。外加20%的粉煤灰和50%的矿渣微粉相比于控制混凝土有好的效果。高性能混凝土混合含有精细陶瓷波特兰水泥替代的数量高达60%的质量检测是由伊娃Vejmelkova et al .[30]进行的。替代水平高于20%时抗压强度下降非常快;生产混凝土失去了高性能。相同级别的水吸收系数相对较低,耐冻性非常好,,在MgCl2 NH4Cl Na2SO4,HCl环境中表现出良好的耐化学性。h . s . et al[31]进行实验室调查确定火山灰的效率系数k(部分水泥混凝土混合料的数量,可以取代了火山灰的一部分)而不改变属性。调查硅灰(SF)和metakaoline(可)与火山灰混凝土发现k与火山灰类型、水泥替代程度和龄期有关。K随龄期增长而增长,但火山灰含量高时降低。H . z Lopez-Calvo et al。[32]评估基于亚硝酸盐的缓蚀剂的影响(CNI)加成率为0,12.5和25 L / m3制造高性能混凝土的抗压强度8%硅灰混合水泥结合0%,20%和40% 粉煤灰置换和混合为0.29,0.37和0.45 水胶比的比例。在测试混凝土在28天,1年时,当12.5 L / m3 CNI纳入混合物,抗压强度增加大约15%到17%的W / B比率。在混凝土标本测试9年后时,当12.5 L / m3 CNI添加到混凝土混合料中时,抗压强度增加4%,13%,23%

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