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基于MAA模型的UHPC基體配合比設(shè)計(jì)和特性分析

2022-09-02 15:06:26溫得成魏定邦吳來(lái)帝任國(guó)斌郭海貞
建筑材料學(xué)報(bào) 2022年7期
關(guān)鍵詞:硅灰水膠漿料

溫得成,魏定邦,*,吳來(lái)帝,任國(guó)斌,郭海貞

(1.甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司,甘肅 蘭州 730030;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)材料科學(xué)與工程學(xué)院,北京 100083)

作為目前應(yīng)用最廣的水泥基復(fù)合材料,超高性能混凝土(UHPC)因其優(yōu)異的強(qiáng)度和耐久性能被廣泛關(guān)注,是未來(lái)大跨度橋梁、超大型水電站、核電站、標(biāo)志性建筑物等適宜選用的理想材料[1].與傳統(tǒng)混凝土相比,UHPC抗壓強(qiáng)度是普通混凝土的3~10倍、氯離子擴(kuò)散系數(shù)是普通混凝土的0.1%,表明UHPC在實(shí)際工程中的應(yīng)用價(jià)值遠(yuǎn)高于普通混凝土[2-3].

目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于UHPC的研究均以顆粒最緊密堆積模型為基礎(chǔ)[4-5].Van Der Putten等[6]基于UHPC可壓縮最緊密堆積(CPM)模型研究了顆粒相互作用對(duì)堆積密實(shí)度的影響,并利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法建立了不同配合比下UHPC實(shí)際堆積密實(shí)度的算法,以此指導(dǎo)UHPC配合比設(shè)計(jì).但是,CPM模型的弊端在于計(jì)算顆粒實(shí)際堆積密實(shí)度的算法過(guò)于復(fù)雜,并且CPM模型未考慮水和纖維對(duì)UHPC堆積密實(shí)度的影響.Yu等[7]采用修正的Andreasen-Andersen(MAA)模型對(duì)原材料的組成級(jí)配進(jìn)行了優(yōu)化,研究表明利用MAA模型可以便捷地設(shè)計(jì)出水泥用量更低但抗壓強(qiáng)度更高的UHPC.因此,在UHPC配合比設(shè)計(jì)中采用MAA模型具有更高的簡(jiǎn)便性和可行性,是目前UHPC材料配合比設(shè)計(jì)中最主要的設(shè)計(jì)模型.

目前大多關(guān)于UHPC的研究均以最緊密堆積理論來(lái)設(shè)計(jì)其配合比,很少關(guān)注UHPC水化反應(yīng)和微觀形貌變化對(duì)其力學(xué)性能的影響[8-10].本文以水泥、粉煤灰和硅灰為原料,利用MAA模型設(shè)計(jì)UHPC配合比,研究配合比、水膠比和養(yǎng)護(hù)方式對(duì)UHPC流動(dòng)性、抗壓強(qiáng)度和水化產(chǎn)物的影響;以混合料合成曲線函數(shù)與MAA模型目標(biāo)曲線函數(shù)之間的殘差平方和(RSS)作為UHPC堆積密實(shí)度的指標(biāo),以RSS與表觀密度的相關(guān)性來(lái)證明MAA模型的準(zhǔn)確性;通過(guò)分析不同水膠比和配合比UHPC的水化產(chǎn)物特性,對(duì)MAA模型作進(jìn)一步證明,以期更準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)UHPC配合比.

1 試驗(yàn)

1.1 原料

水泥(C)為P·O 42.5水泥,中材甘肅水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn),其化學(xué)組成1)文中涉及的組成、含量和摻量等除特別說(shuō)明外均為質(zhì)量分?jǐn)?shù).如表1所示.由表1可見(jiàn):水泥中Si O2和CaO含量分別為13.56%、57.06%,基礎(chǔ)鈣硅摩爾比n(Ca)/n(Si)為4.5;其中,16.25%的SO2是由石膏相所致.水泥X射線衍射(XRD)圖譜見(jiàn)圖1.由圖1可知,水泥中主要物相為硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)和鋁酸三鈣(C3A),還包含石膏相(G),這與化學(xué)組成分析結(jié)果一致.鋁酸三鈣反應(yīng)會(huì)生成水化鋁酸鈣(C-A-H)凝膠,石膏可與C-A-H凝膠進(jìn)一步反應(yīng)生成鈣礬石(AFt)[11].

圖1 水泥XRD圖譜Fig.1 XRD pattern of cement

粉煤灰(FA)為武威電廠生產(chǎn),其化學(xué)組成如表1所示.由表1可見(jiàn):粉煤灰中Si O2和Al2O3含量分別為56.36%、27.93%;CaO和Fe2O3含量分別為6.38%、4.99%,因此所用粉煤灰屬于低鈣粉煤灰.粉煤灰XRD圖譜如圖2所示.由圖2可知,粉煤灰的主要物相為石英和莫來(lái)石,并含有一定的非晶相.粉煤灰中的非晶相是具有堿反應(yīng)活性的Si O2和Al2O3,能夠參與水泥水化反應(yīng)并生成水化硅酸鈣鋁(C-(A)-S-H)凝膠.

圖2 粉煤灰XRD圖譜Fig.2 XRD pattern of fly ash

硅灰(SF)為甘肅三遠(yuǎn)硅材料有限公司生產(chǎn),其化學(xué)組成見(jiàn)表1.由表1可見(jiàn),硅灰中Si O2含量為96.25%,其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定.

表1 原料化學(xué)組成Table 1 Chemical composition of raw materials w/%

減水劑(SP)為聚羧酸減水劑,廣東龍湖科技股份有限公司生產(chǎn),外觀為微黃色粉末,減水率大于30%.

水(W)為實(shí)驗(yàn)室自來(lái)水.

1.2 配合比設(shè)計(jì)

UHPC配合比設(shè)計(jì)的原則是優(yōu)化顆粒級(jí)配以達(dá)到最緊密堆積.科學(xué)合理地設(shè)計(jì)UHPC配合比以形成基體的最緊密堆積是保證其優(yōu)越性能的關(guān)鍵.在UHPC最緊密堆積的試驗(yàn)設(shè)計(jì)中,經(jīng)典的顆粒連續(xù)堆積模型由Andreasen和Andersen提出,稱為A-A模型[7,10]:

式中:D為顆粒粒徑,μm;P為顆粒的含量,%;Dmax為最大粒徑,μm;q為分布模量,其大小取決于體系中大顆粒和小顆粒的比值,且大顆粒越多q越大.

A-A模型的缺點(diǎn)在于未考慮顆粒最小粒徑和混合料濕潤(rùn)狀態(tài)的影響.因此,Dinger和Funk在A-A模型中引入有限小的顆粒最小粒徑Dmin和新的分布模量q對(duì)其加以修正,提出修正的MAA模型[7]:

利用Matlab軟件對(duì)MAA模型進(jìn)行建模,采用最小二乘法(LSM),調(diào)整干混料中原材料的配合比,計(jì)算不同原材料配合比下混合料合成曲線函數(shù)與MAA模型目標(biāo)曲線函數(shù)之間的偏差,并用殘差平方和(RSS)進(jìn)行表征.RSS的計(jì)算式如下:

式中:Pmix、Ptra分別為混合料合成曲線函數(shù)和MAA模型目標(biāo)曲線函數(shù);n表示計(jì)算RSS時(shí)將函數(shù)分成n份;i表示計(jì)算RSS時(shí)的每一份;為劃分的粒徑區(qū)間.

本文原材料顆粒累計(jì)粒徑分布如表2所示.由表2可知,顆粒最大粒徑Dmax=98.10μm,最小顆粒粒徑Dmin=0.46μm.取分布模量q=0.23,建立MAA模型目標(biāo)曲線[11],如圖3所示.

表2 原材料顆粒累計(jì)粒徑分布Table 2 Cumulative particle size distribution of raw materials

圖3 原材料粒徑分布曲線與MAA模型的目標(biāo)曲線Fig.3 Raw material particle size distribution curves and target curve of MAA model

通過(guò)激光粒度儀(Better size 2000)分析原材料粒徑,得到原材料粒徑分布曲線,也示于圖3.選取水泥、粉煤灰和硅灰用量,利用Matlab軟件對(duì)混合料粒度分布進(jìn)行計(jì)算,分析不同混合料合成曲線函數(shù)與MAA模型目標(biāo)曲線函數(shù)之間的偏差,得到9組UHPC配合比,并用RSS表征其堆積密實(shí)度,見(jiàn)表3.

表3 基于MAA模型的UHPC配合比及殘差平方和Table 3 RSS and mix proportion of UHPC based on MAA model

RSS表征了混合料合成曲線函數(shù)與MAA模型目標(biāo)曲線函數(shù)的接近程度,當(dāng)體系混合料合成曲線函數(shù)與MAA模型目標(biāo)曲線函數(shù)的RSS最小時(shí),對(duì)應(yīng)配合比下UHPC的堆積密實(shí)度最大.由表3可見(jiàn),RSS隨著硅灰和水泥摻量的提高而減小,當(dāng)m(C)∶m(FA)∶m(SF)為70∶10∶20時(shí),RSS取得最小值570.64,理論上此配合比下UHPC達(dá)到最緊密堆積.

1.3 試件制備

將不同配合比原材料與減水劑(摻量0.7%)混合,在攪拌機(jī)中低速(100 r/min)攪拌2 min,確保干混料混合均勻;然后在干混料中加入自來(lái)水(水膠比mW/mB為0.17或0.18),低速(100 r/min)攪拌3 min、高速(200 r/min)攪拌5 min,確保原材料、水和減水劑充分接觸,最后將漿料注模養(yǎng)護(hù),試件尺寸為160 mm×40 mm×40 mm.UHPC試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(StC)溫度為(20±1)℃,相對(duì)濕度為98.0%,養(yǎng)護(hù)齡期為28 d;蒸氣養(yǎng)護(hù)(SeC)溫度為(80±2)℃,相對(duì)濕度為98%,養(yǎng)護(hù)齡期為3 d.

1.4 測(cè)試方法

參照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》,采用Hegeman圓錐[7]測(cè)定UHPC漿料的流動(dòng)度,以表征其工作性能[11].測(cè)定漿料的最大直徑d1和垂直直徑d2,漿料的實(shí)際流動(dòng)度d=(d1+d2)/2.

參照GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》,采用CMT4304型微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定UHPC試件的抗壓強(qiáng)度.

參照J(rèn)TG E30—2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》,采用浸水天平測(cè)定UHPC試件的表觀密度.

原料和樣品的物相組成通過(guò)X射線衍射儀(XRD,D8 Advance)進(jìn)行分析.試驗(yàn)條件:Cu靶,掃描范圍為2θ=5°~85°,掃描速率為8(°)/min.

原料和樣品的微觀結(jié)構(gòu)通過(guò)掃描電鏡-能譜測(cè)試儀(SEM-EDS,ZEISS,SUPRA55)進(jìn)行分析.試驗(yàn)條件:束斑范圍1.5~3.5 mm,最大放大倍數(shù)100 000倍,真空度1.05×10-8MPa,樣品觀察距離10.0~10.5 mm.

2 結(jié)果與討論

2.1 工作性能

UHPC漿料流動(dòng)度的數(shù)據(jù)如圖4所示.

圖4 UHPC漿料流動(dòng)度Fig.4 Fluidity of UHPC

由圖4可見(jiàn),UHPC漿料的流動(dòng)度整體隨著水膠比mW/mB的降低而降低,mW/mB從0.18降低至0.17時(shí),UHPC漿料整體流動(dòng)度平均下降了11.5%.UHPC漿料由于具有較低的水膠比(小于0.20),常被認(rèn)為是非牛頓流體,其流變時(shí)必須克服內(nèi)部屈服應(yīng)力才能流動(dòng),且一旦流動(dòng),剪切應(yīng)力將隨剪切速率增大而呈線性增加.因此,對(duì)于mW/mB=0.18的UHPC漿料,其屈服應(yīng)力和塑性黏度均小于mW/mB=0.17的UHPC漿料.當(dāng)mW/mB=0.17時(shí),比較試件UHPC70-10-20和UHPC60-20-20的流動(dòng)度可見(jiàn),當(dāng)硅灰含量固定、以10%的粉煤灰取代水泥時(shí),UHPC漿料的流動(dòng)度增大3.7%.這可能是因?yàn)樵赨HPC漿料中球狀粉煤灰未參與初始水化反應(yīng),導(dǎo)致高粉煤灰含量的UHPC漿料具有更高的初始流動(dòng)度.由圖4還可見(jiàn),隨著硅灰摻量的增加,UHPC漿料流動(dòng)度呈現(xiàn)明顯的降低.當(dāng)mW/mB=0.17時(shí),比較試件UHPC70-10-20和UHPC70-20-10的流動(dòng)度可見(jiàn),當(dāng)水泥含量固定、以10%的硅灰替代粉煤灰時(shí),UHPC漿料流動(dòng)度下降16.4%.

在UHPC設(shè)計(jì)中硅灰顆粒通常填充于水泥與粉煤灰之間[12].UHPC漿料均勻混合后,水在顆粒表面形成水膜,水膜帶動(dòng)顆粒移動(dòng)使得漿料具有流動(dòng)性.固定水膠比不變時(shí),隨著硅灰含量的增加,UHPC體系比表面積增大,相鄰2個(gè)顆粒之間的相對(duì)間距減小,最終使得體系顆粒表面水膜的厚度減小,水膜帶動(dòng)顆粒移動(dòng)的能力減弱,導(dǎo)致高硅灰摻量UHPC體系漿料流動(dòng)性降低.

綜上可知,水在顆粒表面形成水膜帶動(dòng)顆粒移動(dòng)使得漿料具有流動(dòng)性,顆粒表面水膜厚度決定了漿料整體流動(dòng)性的大小,影響水膜厚度的因素為體系水膠比和體系比表面積.UHPC中硅灰的摻量不僅決定了體系堆積密實(shí)度,還影響體系比表面積.實(shí)際施工要求漿料流動(dòng)性高于220 mm,為滿足此要求,根據(jù)圖4,當(dāng)mW/mB=0.18時(shí),硅灰摻量應(yīng)低于15%;當(dāng)mW/mB=0.17時(shí),硅灰摻量應(yīng)低于15%,且粉煤灰摻量應(yīng)高于20%.

2.2 抗壓強(qiáng)度

MAA最緊密堆積理論是UHPC研究的基礎(chǔ),分析不同配合比UHPC的抗壓強(qiáng)度能夠進(jìn)一步驗(yàn)證最緊密堆積模型的合理性.本文研究了不同配合比UHPC在不同水膠比和養(yǎng)護(hù)方式下的抗壓強(qiáng)度,用于驗(yàn)證最緊密堆積模型的合理性.

圖5、6分別為UHPC標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d和蒸氣養(yǎng)護(hù)3 d后的抗壓強(qiáng)度.由圖5、6可知:在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d后,水膠比mW/mB=0.17的UHPC抗壓強(qiáng)度明顯高于mW/mB=0.18的UHPC,平均抗壓強(qiáng)度增幅為21.5%;UHPC抗壓強(qiáng)度隨著硅灰摻量的增加而增大,固定水膠比mW/mB=0.17,比較試件UHPC70-10-20和UHPC70-20-10的平均抗壓強(qiáng)度可見(jiàn),當(dāng)體系中硅灰摻量由10%增至20%時(shí),UHPC平均抗壓強(qiáng)度增大14.0%,這是因?yàn)樵黾庸杌覔搅靠梢蕴岣遀HPC的堆積密實(shí)度,進(jìn)而提高抗壓強(qiáng)度;高粉煤灰摻量的UHPC抗壓強(qiáng)度較低,固定水膠比mW/mB=0.17,比較試件UHPC70-10-20和UHPC60-20-20的平均抗壓強(qiáng)度可見(jiàn),當(dāng)以10%的粉煤灰替代水泥時(shí),UHPC平均抗壓強(qiáng)度下降12.8%,這是由于粉煤灰火山灰反應(yīng)緩慢且不完全[13];當(dāng)mW/mB=0.17時(shí),試件UHPC70-10-20在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d和蒸氣養(yǎng)護(hù)3 d后抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值140.4、153.9 MPa,此配合比下RSS為最小值570.64(見(jiàn)表3),與MAA最緊密堆積理論的分析結(jié)果一致,進(jìn)一步驗(yàn)證了MAA模型用于UHPC設(shè)計(jì)的合理性.

圖5 UHPC標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d后的抗壓強(qiáng)度Fig.5 Compressive strength of UHPC after standard curing for 28 d

圖6 UHPC蒸氣養(yǎng)護(hù)3 d后的抗壓強(qiáng)度Fig.6 Compressive strength of UHPC steam curing for 3 d

2.3 表觀密度

在MAA模型中RSS定性表征UHPC顆粒的緊密堆積程度,RSS越小表示顆粒堆積密實(shí)度越大[11,13].同時(shí),由于原材料真密度固定,當(dāng)不同配合比原材料制備成UHPC后,其表觀密度也反映了顆粒堆積密實(shí)度,表觀密度與RSS理論上存在線性負(fù)相關(guān)性.

UHPC的表觀密度見(jiàn)圖7.由圖7可見(jiàn),UHPC表觀密度變化范圍為2.086 7~2.207 8 g/cm3.表觀密度與RSS的關(guān)系見(jiàn)圖8.由圖8可見(jiàn):水膠比為0.18、0.17時(shí)擬合曲線的相關(guān)系數(shù)分別為0.938 3、0.900 1.高硅灰摻量增加了顆粒堆積密實(shí)程度,表現(xiàn)為UHPC的RSS降低;由于硅灰填充效應(yīng),隨硅灰摻量增加,相鄰兩顆粒的間距必然減小,表現(xiàn)為UHPC表觀密度增大[12].由此進(jìn)一步說(shuō)明利用MAA模型設(shè)計(jì)UHPC配合比具有合理性.

圖7 UHPC的表觀密度Fig.7 Apparent density of UHPC

圖8 表觀密度與RSS的關(guān)系Fig.8 Relationship between RSS and apparent density

2.4 水化產(chǎn)物特性

基于抗壓強(qiáng)度分析可知,水膠比為0.17的試件UHPC70-10-20具有最高的抗壓強(qiáng)度,證明MAA模型設(shè)計(jì)配合比具有合理性.以試件UHPC70-10-20為基礎(chǔ),研究其在不同養(yǎng)護(hù)方式和水膠比下的XRD圖譜,如圖9所示.由圖9可見(jiàn):UHPC主要包含物相為硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)、鈣礬石(AFt)、氫氧化鈣(CH)、石英和莫來(lái)石,非晶相的衍射特征峰明顯;結(jié)合原材料的XRD圖譜(圖1、2)可知,原來(lái)水泥中的鋁酸三鈣(C3A)衍射特征峰消失,C3S和C2S的衍射特征峰強(qiáng)度也均下降,說(shuō)明UHPC水化反應(yīng)不完全;在相同粉煤灰摻量下,UHPC中石英和莫來(lái)石衍射特征峰強(qiáng)度隨水膠比和養(yǎng)護(hù)方式的變化較小,說(shuō)明粉煤灰中的石英和莫來(lái)石很少參與水化反應(yīng),大部分充當(dāng)骨料,起到了填充的作用[11].

圖9 試件UHPC70-10-20的XRD圖譜Fig.9 XRD patterns of UHPC70-10-20

根據(jù)水泥水化理論,C3S、C2S和C3A的水化反應(yīng)式見(jiàn)式(4)~(6).C3S和C2S發(fā)生水化反應(yīng)形成水化硅酸鈣(C-S-H)凝膠和氫氧化鈣(CH),C3A和石膏發(fā)生水化反應(yīng)形成鈣礬石(AFt).由于水化形成的C-S-H凝膠是無(wú)定型的,不能被XRD檢測(cè)到,因此可以根據(jù)C3S、C2S衍射特征峰強(qiáng)度的下降值和CH的衍射特征峰強(qiáng)度的增加值來(lái)表征C-S-H凝膠的生成[13].

由圖9可見(jiàn):與蒸氣養(yǎng)護(hù)條件下mW/mB=0.17的試件UHPC70-10-20相比,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下mW/mB=0.18的試件UHPC70-10-20的XRD圖譜中CH和AFt衍射特征峰強(qiáng)度明顯較高,說(shuō)明高水膠比可促進(jìn)UHPC的水化反應(yīng),生成更多C-S-H凝膠;當(dāng)水膠比相同時(shí),水泥摻量決定了UHPC中CH和AFt衍射特征峰的強(qiáng)度,說(shuō)明UHPC水化過(guò)程中水泥水化占據(jù)主導(dǎo)地位.粉煤灰和硅灰中的非晶相氧化硅可在堿性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng),生成硅質(zhì)凝膠,協(xié)同參與水化反應(yīng),如式(7)所示.

對(duì)XRD圖譜進(jìn)行Rietveld精修,得到水膠比為0.17的試件UHPC70-10-20在不同養(yǎng)護(hù)方式下的物相含量,如圖10所示.由圖10可知:標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和蒸氣養(yǎng)護(hù)條件下,試件UHPC70-10-20中C3S、C2S含量差異僅為1.6%、2.7%,說(shuō)明水泥水化反應(yīng)不受養(yǎng)護(hù)方式的影響;標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下UHPC70-10-20中CH的含量明顯高于蒸氣養(yǎng)護(hù)條件下,說(shuō)明蒸氣養(yǎng)護(hù)使UHPC中C3S和C2S水化形成CH,更多地參與到粉煤灰和硅灰的火山灰反應(yīng)中,消耗了體系中的CH并形成更多C-S-H凝膠.C-S-H凝膠改善了UHPC的力學(xué)性能,導(dǎo)致蒸氣養(yǎng)護(hù)條件下UHPC的抗壓強(qiáng)度明顯高于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的相應(yīng)值.

圖10 水膠比為0.17的試件UHPC70-10-20在不同養(yǎng)護(hù)方式下的物相含量Fig.10 Phase content of UHPC70-10-20 sample(mW/mB=0.17)with different curing methods

利用SEM-EDS對(duì)蒸氣養(yǎng)護(hù)條件下mW/mB=0.17的試件UHPC70-10-20和UHPC70-20-10中C-S-H凝膠元素含量進(jìn)行測(cè)試,計(jì)算鈣硅比n(Ca)/n(Si),結(jié)果見(jiàn)圖11.由圖11可知,高硅灰含量的試件UHPC70-10-20中C-S-H凝膠平均鈣硅比為0.92,低硅灰含量的試件UHPC70-20-10中C-S-H凝膠平均鈣硅比為1.54,說(shuō)明高硅灰摻量有利于降低鈣硅比.硅灰可在堿性環(huán)境中反應(yīng)并消耗氫氧化鈣,生成更低鈣硅比的C-S-H凝膠.低鈣硅比有利于C-S-H凝膠聚合度的增加,高聚合度C-S-H凝膠具有更加致密的組織結(jié)構(gòu),可提高UHPC的抗壓強(qiáng)度[13].

圖11 UHPC材料鈣硅比Fig.11 Ca/Si mole ratio of UHPC

3 結(jié)論

(1)MAA模型中殘差平方和(RSS)可表征UHPC的堆積密實(shí)度,高硅灰摻量對(duì)提升UHPC堆積密實(shí)度有利.當(dāng)水泥、粉煤灰、硅灰的質(zhì)量比為70∶10∶20時(shí),UHPC的RSS達(dá)到最小值570.64.

(2)UHPC流動(dòng)度隨水膠比降低和硅灰摻量增加而減小,RSS和漿體流動(dòng)度呈線性相關(guān).

(3)低水膠比的UHPC抗壓強(qiáng)度更高,當(dāng)RSS達(dá)到最小值時(shí),UHPC在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d和蒸氣養(yǎng)護(hù)3 d條件下的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值140.4、153.9 MPa,驗(yàn)證了MAA模型用于UHPC基體配合比設(shè)計(jì)的合理性.

(4)UHPC水化反應(yīng)不完全,高水膠比和高水泥摻量可促進(jìn)水化反應(yīng),粉煤灰與硅灰在堿性環(huán)境中會(huì)反應(yīng)并消耗氫氧化鈣形成更多的C-S-H凝膠,降低體系鈣硅摩爾比,改善UHPC的顯微結(jié)構(gòu),提升UHPC材料致密性與抗壓強(qiáng)度.

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