超细矿粉对喷射混凝土力学性能的影响研究

为了揭示纳米微粉改性路面粉煤灰混凝土的工作性能,推动其在路面工程中的应用,开展了不同粉煤灰取代率与纳米矿粉掺量的正交试验,对改性后的混凝土力学性能、抗冻融耐久性、干缩性及耐磨性进行了分析。研究结果表明:粉煤灰取代率的增加使得混凝土力学性能呈先上升后下降趋势,且在粉煤灰取代率为25%、矿粉掺量为0.5%时达到峰值;改性后的混凝土耐磨性、抗冻性、干缩性随着纳米矿粉掺量增加而增加,且在掺量为0.5%提升幅度最大;综合考虑各方面力学性能,粉煤灰取代率为25%、纳米矿粉掺量为0.5%,改善效果显著且经济效益高,建议该配合比作为路面混凝土的设计配合比;纳米矿粉可在混凝土颗粒中生成C—S—H凝胶体,逐渐填充混凝土内部孔隙,在孔隙中形成一道阻止裂缝扩展屏障,从而达到改善水泥基复合材料孔隙结构的目的。     

白云石粉对水泥砂浆体积稳定性影响的研究

研究了白云石粉-水泥砂浆的体积稳定性,试验结果表明:掺入5%~30%的白云石粉改善了水泥砂浆的干缩性能,白云石粉掺量为5%时,砂浆干缩最小,随白云石粉掺量的继续增加,水泥砂浆的干缩呈逐渐增大趋势。水泥-白云石粉砂浆的干缩与其孔隙特征具有良好的相关性,在白云石粉掺量为5%时平均孔径最小,后随掺量增大而逐渐增大;孔均匀性则随白云石粉掺量增大而减小。     

矿渣棉纤维对水泥基复合材料性能的影响

以玄武岩纤维及聚丙烯纤维为对比,文章研究了不同掺量的矿渣棉纤维对水泥砂浆抗折、抗压强度以及干缩性能的影响,并采用SEM观察矿渣棉纤维在砂浆中的分布状态。结果表明:矿渣棉纤维能够提高砂浆试件的抗折、抗压强度,改善水泥砂浆的干缩性能。试件内的矿渣棉纤维表面粘结大量的水化产物,与基体有很好的结合形态,但纤维也受到一定的腐蚀,性能下降。纤维掺量为0.48%时,玄武岩纤维及聚丙烯纤维增强水泥砂浆后期的力学性能优于矿渣棉纤维。     

冻结井筒防水混凝土的研究及应用

为提高井壁混凝土抗裂防水性能，对掺加数种外加剂的混凝土进行了试验室试验，比较了各自的强度、胀缩性和抗渗特性，得出在合适的配比及养护条件下，具膨胀性能的外加剂可改变混凝土的收缩特性，使混凝土在硬化期间具有微量膨胀，从而可抵消冻结井壁在硬化期间的干缩和温缩，此成果应用于冻结井筒工程中，取得了良好效果。     

新型改性水泥砂浆喷涂堵漏风材料的特性研究

采空区漏风是影响煤层自然发火的重要因素,为提升封堵采空区漏风的效果,本文分析了改性水泥砂浆喷涂材料特点,通过试验研究胶粉、减水剂和速凝剂对改性水泥砂浆喷涂材料的干缩率、流动速度和初凝时间的影响,确定了一种新型改性水泥砂浆喷涂堵漏风材料,并进行压汞实验和现场应用试验新型材料的堵漏风效果。结果表明,在水泥∶粉煤灰∶硅灰∶砂子∶水的质量比为0.7∶0.2∶0.1∶1∶0.35的基准配比下,胶粉和减水剂掺量分别为0.030和0.003时,砂浆的干缩率较小,流动性较好;速凝剂掺量为0.003～0.006时,可将砂浆的初凝时间控制在5～10min内;新型改性水泥砂浆材料孔隙率为24.76%,结构致密,隔风性能优越;现场应用15d内巷道的平均百米漏风量由6.5m3/min降至0.7m3/min,采空区平均氧气浓度由12.6%下降至3.6%,并最终稳定在4%左右,堵漏风效果显著。     

塑钢纤维、改性橡胶对混凝土性能影响试验分析

采用正交试验,研究塑钢纤维掺量、橡胶颗粒掺量、橡胶颗粒改性方式对混凝土力学特性的影响,基于极差与方差分析结果,分析影响抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度的主要因素,并得出塑钢纤维改性橡胶混凝土最佳配比。结果表明,橡胶颗粒经改性后,其表面的亲水性和粗糙度增加,与混凝土黏结性提高,有效降低结构孔隙率;该型号混凝土其最佳配比为塑钢纤维掺量6 kg/m~3,经CH_3 COCH_3溶液改性处理的橡胶颗粒掺量14.15 L/m~3,其抗压强度和抗折强度增量分别为3.8%～6.7%和10.2%～19.4%,并且其抑制冻胀损伤的能力和抗渗透性增强,抗冻标号可达F225,混凝土的脆性和抗裂性得到明显改善。     

环氧树脂乳液改性水泥砂浆性能试验研究

对掺量分别为0%、3%、5%、7%、9%的环氧树脂对水泥砂浆抗压强度、抗折强度以及体积稳定性的影响进行了试验研究。并用ZEISS电子显微镜,观察各组水泥砂浆试块的微观结构,探究不同掺量环氧树脂对水泥砂浆微观结构的影响规律;尝试从微观结构上,探究环氧树脂改性机理。试验表明,环氧树脂掺量增加,水泥砂浆的抗压和抗折强度均先增大、后减小;环氧树脂能够提高水泥砂浆的早期强度;水泥砂浆体积收缩随着环氧树脂掺量的增加而减小,适量环氧树脂的掺入能够改善水泥砂浆的微观结构。环氧树脂材料对水泥砂浆性能的影响试验,对于配制高强度、高抗渗性、低收缩水泥砂浆,具有指导意义。     

聚合物改性煤矸石粉煤灰混凝土性能研究

为探讨聚合物对大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的影响,制备不同掺量苯乙烯、191#UP和196#UP 3种聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土试件,进行抗压强度、抗折强度、碳化性能试验研究。结果表明,3种聚合物的加入均提升了混凝土试件抗压强度,且应控制掺加191#UP和196#UP的量在10%左右;掺加3种聚合物的混凝土试件抗折强度都有明显提高,折压比也呈增长趋势,测得掺191#UP和196#UP混凝土的韧性比掺苯乙烯的性能优越;混凝土试件的碳化深度随着聚合物掺量的增加而逐渐减小,说明聚合物可以改善混凝土的碳化性能,并且随着聚合物的增加,改善效果越明显。试验表明,适量掺入聚合物可以改善大掺量煤矸石粉煤灰混凝土的抗压强度、抗折强度及碳化性能,这为聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的应用提供了试验依据。     

高寒地区高性能混凝土干缩性能研究

通过试验和工程实践结合,对高寒地区超大参量粉煤灰混凝土干缩性能进行研究。结果表明,掺一定量的优质粉煤灰可改善混凝土干缩性能。这对研究大掺量粉煤灰混凝土的耐久性具有重要意义。     

塑钢纤维增强橡胶混凝土制备及其抗冻性分析

采用正交试验,研究塑钢纤维掺量、橡胶颗粒粒径及橡胶掺量对混凝土工作性及力学性能的影响,根据极差与方差分析结果,得出塌落度、抗压强度、抗折强度、劈拉强度的最优配比。结果表明,塑钢纤维增强橡胶混凝土其最佳配比为塑钢纤维掺量6 kg/m3,橡胶颗粒粒径10目,橡胶颗粒掺量28.3 L/m3。在抗压强度相当的情况下,最佳配比配制的混凝土较基准混凝土,其抗折强度和劈拉强度分别提高16.1%和13.4%;拉压比和折压比分别提高28.57%和34.54%,抗冻标号可达F225,混凝土的脆性和抗裂性得到明显改善。     

基于正交试验的充填材料改性最优配合比及其机理研究

为了改善充填体在抗折强度、收缩和抗冲刷性能方面的不足,用现代材料改性技术对充填体材料进行最优配合比的研究。采用脱硫石膏、石灰、粉煤灰、水泥和尾矿砂粗骨料作为试验材料,通过正交试验的方法系统研究了几种外掺料在骨料中的比例料对试件强度性能、收缩率的抗水性能的影响程度,并采用扫描电子显微镜对改性的微观机理进行了探究。试验结果表明:改性充填体材料的最佳配合比为:骨料56%、粉煤灰掺量4%、石灰掺量10%、石膏掺量10%、水泥掺量20%。外掺料分别从物理和化学2方面对生土材料的性能进行了改良;孔隙结构的改变和粒间黏聚力的增强是强度、收缩和抗水性能提高的根本原因。     

外加剂对矿渣水泥混凝土收缩与早期抗裂的影响

选用木钠减水剂、UEA-H膨胀剂、早强剂、柠檬酸缓凝剂以常用掺量外掺入矿粉水泥中,检测其化学收缩和干缩性能,同时将各掺量的外加剂分别引入到矿渣水泥混凝土中,检测其抗压强度以及早期抗裂性能,结果表明：木钠减水剂增加矿渣水泥的早期化学收缩,也增大矿渣水泥胶砂的干缩值;UEA-H膨胀剂增加矿渣水泥的化学收缩,并能降低矿渣水泥胶砂的干缩;早强剂则在早期就大幅度增加矿渣水泥的化学收缩,对胶砂体系干缩性能影响与基准矿渣水泥体系相当;柠檬酸缓凝剂能降低矿渣水泥的化学收缩值,但会提高胶砂体系的干缩值。木钠减水剂、UEA-H膨胀剂和早强剂都能提高矿渣水泥混凝土的早期抗裂性能,其中早强剂在所选用的几种外加剂中效果最好,而缓凝剂对矿渣水泥混凝土早期抗裂性能具有不利影响。     

沸石粉和玻璃粉复合对混凝土性能的影响

研究了复掺沸石粉和玻璃粉对混凝土抗压强度、干燥收缩、抗碳化和抗氯离子渗透性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和压汞仪分析混凝土的微观结构。结果表明,复掺沸石粉和玻璃粉会降低混凝土的早期抗压强度和干燥收缩,后期能有效提高混凝土的抗压强度、抗碳化和抗氯离子渗透性能,其增强效果随沸石粉掺量提高而提高。复掺沸石粉和玻璃粉能提高混凝土的密实度,降低孔隙率,改善骨料与水泥基体的界面结构,从而提高混凝土的综合性能。     

矿粉和纤维对活性粉末混凝土工作和力学性能的影响

为研究硅粉和铁尾矿改性混凝土的基本特性,分别用硅粉和铁尾矿粉按照0～20%的比例替代水泥和河砂,并通过力学和氯离子侵蚀实验获得硅粉和铁尾矿粉的较优替代比;然后在此基础上,分别按照体积比为0～2%添加钢纤维、玄武岩纤维和剑麻纤维来改善混凝土的力学特性,结果表明：混凝土的抗压强度和抗拉强度随着硅粉和铁尾矿粉的增加先增后减,其中硅粉和铁尾矿粉的较优替代比分别为15%和10%。三种纤维都能有效地提高混凝土的抗压强度和抗拉强度,但降低混凝土的坍落度。掺入硅粉5%以及10%的铁尾矿粉可以提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,但过多的铁尾矿粉对混凝土的抗氯离子侵蚀性能不利;玄武岩纤维比钢纤维和剑麻纤维能更好地提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,SEM分析也获得相同的结论。     

石灰石硅酸盐水泥的研究

本文对石灰石硅酸盐水泥的基本物理性能、压蒸安定性、保水性、碱—集料反应、抗硫酸盐性、耐磨性、干缩率等进行了研究 ,结果表明石灰石硅酸盐水泥性能优良。同时也指出了石灰石硅酸盐水泥在实际应用中存在的问题     

矿用高强度圆环链的磨损特性及延长其使用寿命的方法

高强度圆环链被广泛用于煤矿、发电厂、水泥厂、船舶、吊装工业和农业等各行各业,磨损是链条失效的主要原因之一。分析了链条在使用中的磨损形式和特性,提出了提高耐磨性和延长链条使用寿命的方法。     

高韧性纤维混凝土在深部软岩巷道支护中的应用

为满足煤矿软岩巷道支护结构高强高韧的要求,改善素混凝土的脆性高韧性差问题,提出了将高韧性合成(粗)纤维与钢纤维混杂掺加到水泥基材料中形成复合水泥基材料,通过喷射工艺使这种复合材料在软岩巷道围岩表面形成一定厚度的喷层与锚杆、锚索等组成联合支护体,完成对软岩巷道支护的方法。通过实验室对选择的混杂合成(粗)纤维混凝土进行力学性能试验,混杂改性合成(粗)纤维增强增韧效果明显。同时对掺入的比例进行了优选。用FLAC有限差分程序计算的设计软件对初选的支护参数进行支护效果模拟验算和对支护参数进行了优化选择,经过3 a试验巷道的观测,素混凝土对比段已经出现开裂和脱落修护过一次,纤维混凝土试验段巷道依然完好,取得了很好的支护效果。     

煤矸石骨料混凝土的耐久性试验研究

为探讨煤矸石骨料混凝土的耐久性,对其两个指标--干燥收缩性能和抗冻性能进行试验研究,重点对煤矸石和普通碎石作为骨料分别制备混凝土试件进行对比分析。干燥收缩性能实验表明：不同水灰比的情况下,煤矸石骨料混凝土的干燥收缩率、质量减少率都比普通碎石混凝土大,这主要由煤矸石骨料的吸水率较大所造成的;无论水灰比多大,两种骨料混凝土的早期干燥收缩率都较大,50 d时的干燥收缩率占整个龄期的85%左右,超过120 d后逐渐趋于稳定。抗冻性能实验表明：在常用水灰比情况下,煤矸石骨料混凝土的抗冻性能指标能够满足要求;在不同水灰比的情况下,煤矸石骨料混凝土的耐久性指数比普通碎石混凝土低,质量损失率增大,这主要由煤矸石骨料中的孔隙水产生较大的冻胀应力所造成的。试验结果表明,采用煤矸石骨料制备混凝土是可行的,其干燥收缩性能和抗冻性能能够满足规范要求。     

加气煤矸石混凝土抗压和导热性能试验研究

针对加气煤矸石混凝土抗压强度和导热系数问题,制作加气煤矸石混凝土薄板试件,研究了水灰比、铝粉含量对加气煤矸石混凝土抗压强度和导热性能影响。结果表明：抗压强度随水灰比增加而逐渐降低,呈负相关,负相关显著性强弱表现为铝粉含量2 kg>铝粉含量3 kg>铝粉含量4 kg;导热系数随水灰比增加而逐渐降低,呈负相关;水灰比一定条件下,导热系数随抗压强度增长而增大,呈正相关,正相关显著性强弱表现为水灰比0.54>水灰比0.46>水灰比0.38。加气煤矸石混凝土抗压强度和导热系数能满足一般建筑物要求,这为加气煤矸石混凝土应用提供了试验依据。     

聚丙烯纤维对煤矸石混合料性能影响研究

在水泥粉煤灰稳定煤矸石混合料中掺加聚丙烯纤维改善其性能,在室内进行了混合料无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗弯拉强度及干缩性能实验,并与未掺入纤维组进行对比分析。结果表明：掺加聚丙烯纤维能够显著提高混合料后期无侧限抗压强度,但持续增加聚丙烯纤维掺量及纤维长度对提高混合料抗压强度的贡献性不大;混合料的间接抗拉强度随着纤维长度的增加呈先增后减趋势,抗弯拉强度随着纤维长度的增加呈半抛物线增长趋势,且在纤维长度一定的情况下,纤维掺量越大,抗拉强度提高效果越明显;聚丙烯纤维的掺入能够降低混合料的干缩系数及干缩应变,且在同一龄期,纤维掺量越大,混合料的干缩性能改善越明显。这为水泥粉煤灰稳定煤矸石混合料应用于路面基层提供了试验依据。