动力荷载对PVA尾矿砂水泥基复合材料冲击的影响

试验研究尾矿砂不同替代率,PVA纤维不同体积掺量,板不同厚度对尾矿砂水泥基复合材料在动力荷载作用下的影响。通过对试验现象、材料冲击能、延性指标和冲击疲劳强度的分析,试验结果表明：①PVA尾矿砂水泥基复合材料在动力荷载下损伤小、整体性强和能量耗散力强;②2％体积掺量的PVA纤维增加材料的韧性效果好;③PVA尾矿砂水泥基复合材料的尺寸效应显著,本次试验研究30mm板延性好;④PVA尾矿砂水泥基复合材料承受动力荷载时各项性能指标随着尾矿砂含量的增加而降低,因为工程应用建议采用尾矿砂替代率为50%。     

尾矿砂水泥基复合材料的耐久性试验研究

超高韧性水泥基复合材料具有拉伸应变硬化特性,并伴随多条细密裂缝特征,具有良好的裂缝控制功效,作为一种新型建筑材料,在冻融循环条件和抗渗条件下的性能是否发生显著改变是我们关心的一个问题。本试验研究利用铁尾矿砂研制PVA水泥基复合材料,探讨PVA水泥基复合材料的抵抗冻融能力和抗渗能力及不同尾矿砂替代率对水泥基复合材料抗冻和抗渗的影响。结果表明：①经过250次冻融循环,尾矿水泥基复合材料的质量损失和弹性损失不超过5.1%,具备良好的抗冻融性能,能够完全满足寒冷地区工程的需要;②材料的抗渗系数随尾矿砂替代率的增加而增加;③尾矿砂替代率等于50%时为抗冻抗渗性能最佳的合理砂率。     

环保型PVA水泥基复合材料力学性能研究

研究了尾矿砂替代天然砂,并采用国产PVA纤维制水泥基复合材料的力学性能。环保型PVA水泥基复合材料在抗压方面,荷载达到峰值后试件可以继续承载而不使脆性破坏;材料在抗弯和拉伸试验方面,它的预测拉应变可以达到3.0%且为韧性材料和水泥基体在试件开裂后仍可以继续承载,表现出应变硬化的现象。试验结果表明:PVA尾矿砂水泥基复合材料在破坏时呈现多裂缝开裂,损伤小,整体性强,能量耗散力强的特点和纤维长度为12mm和掺量为26kg/m3时材料增强效果最佳。     

铁尾矿砂混凝土耐久性能的试验研究

通过6组不同尾矿砂替代率制备试件,开展尾矿砂混凝土抗冻融、抗渗性能和氯盐腐蚀后强度变化及尾矿砂混凝土水化产物的电子显微镜微观扫描分析,探究尾矿砂对混凝土耐久性能影响的规律。试验结果表明:尾矿砂混凝土的冻融循环后的质量损失和相对弹性模量随尾矿砂替代率的增加而降低;尾矿砂替代率不大于20%时,尾矿砂混凝土的抗渗性能随替代率的增加而增加,替代率大于20%时,抗渗性能随替代率的增加而减少,尾矿砂混凝土的抗渗系数为1.78×10^-5~5.96×10^-6cm/h;界面黏结特征显示尾矿砂与水泥水化物黏结表面结构致密,随着尾砂掺量的增加,微孔结构逐渐粗化;建议工程采用替代率40%~60%尾矿砂制备混凝土,以实现工业废料的循环利用。     

PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料断裂能试验研究

通过10组40根预制切口EDFTCC梁的三点弯曲试验、电子显微镜微观扫描和RFPA软件的模拟,探究不同纤维掺量和不同细骨料种类对EDFTCC断裂能的影响。试验结果表明:PVA纤维能显著提高EDFTCC材料的断裂能,纤维最佳掺量建议为2%;纤维体积掺量不大于2%时,纤维分散性能良好,无结团现象,断裂能与纤维掺量呈线性增长关系,PVA纤维在基体中通过均匀分布能够与基体有效粘结,达到抑制裂缝数量和扩展的效果;尾矿砂制备EDFTCC的抗压强度和断裂能较天然砂的降低6%~10%,尾矿砂可部分替代天然砂制备PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料。     

尾矿砂PVA水泥基复合材料弯曲韧性研究

针对项目组研发的环保型尾矿砂PVA纤维水泥基复合材料,通过薄板四点弯曲试验开展了该水泥基复合材料的弯曲韧性研究,获得了弯曲荷载-挠度位移以及韧性指数。研究了水胶比和PVA纤维掺量等因素对该复合材料韧性性能的影响。研究表明,该尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料具有较好的韧性,有很好的应用前景。     

纤维对尾矿砂水泥基复合材料韧性影响

针对尾矿砂进行了一系列的试验研究,从尾矿砂替代天然砂的比例到掺加不同的纤维,通过得出的数据最终确定了本次论文的数据。论文通过确定尾矿砂的替代天然砂的比例50%,绘制掺加不同纤维的尾矿砂水泥基复合材料的弯曲荷载-挠度曲线并根据曲线研究了尾矿砂PVA纤维水泥基复合材料有关弯曲的力学性能和弯曲韧性。研究表明,该尾矿砂水泥基复合材料在掺加日本纤维具有较国产安徽纤维更好的韧性,但是国产纤维在一定程度上也能达到日本纤维所能达到的优势,并且国产纤维造价低,因此国产纤维在尾矿砂水泥基复合材料中有很好的应用前景。     

尾矿砂钢纤维混凝土复合材料的基本力学性能

将尾矿砂按一定比例取代标准砂,并在其中加入钢纤维,制成混凝土试件,测定其抗压强度和劈裂强度,确定尾矿砂和钢纤维的最佳掺入比例。试验结果表明,当尾矿砂的替代比例为40%、60%时,尾矿砂混凝土的抗压强度值最大。在尾矿砂混凝土中,当钢纤维的掺量为1%时,尾矿砂钢纤维混凝土复合材料的基本力学性能较好,复合材料的抗压强度不会随着钢纤维掺量的增加而增加,钢纤维的加入可以改善混凝土的脆性破坏。     

盐溶液对尾矿砂PVA水泥基复合材料腐蚀试验研究

通过试验探讨了质量分数为5%的CaCl2对尾矿砂PVA水泥基复合材料抗压性能和抗弯性能的影响。结果表明,尾矿砂PVA水泥基复合材料具备良好的抗腐蚀效果,经腐蚀后材料试样破坏前依旧出现多裂缝现象,呈现韧性破坏特征并属于韧性材料,试验测知该材料经腐蚀后的预测拉伸应变为3.3%。     

铜尾矿砂制备装配式建筑用高强灌浆料的研究

利用铜尾矿砂替代石英砂作为骨料制备水泥基灌浆料,以满足装配式建筑领域的需求。研究了铜尾矿砂替代率、灌浆料水灰比以及灰砂比对铜尾矿砂装配式建筑用灌浆料性能的影响。研究结果表明：水灰质量比0.29,灰砂质量比0.9,铜尾矿砂代替率70%时,添加适当的化学助剂,铜尾矿砂灌浆料的流动度、强度、膨胀率等均满足JG/T 408—2019的各项性能要求,尾矿砂的使用降低了灌浆料的生产成本。     

尾矿砂塑性混凝土渗透性能的试验研究

以采矿产生的固体废弃物——尾矿砂的综合利用为研究背景,配制了以膨润土、不同尾矿砂砂率、不同水泥掺量为原料的塑性混凝土,并对尾矿砂塑性混凝土试件进行了冻融循环试验和渗透性能试验,研究了砂率、水泥掺量以及冻融循环次数对尾矿砂塑性混凝土渗透性能的影响,并得到了相对渗透系数随砂率、水泥掺量以及冻融循环次数的变化规律。研究结果表明,无论哪种水泥掺量,相对渗透系数均随着砂率的增加,呈现出U型的变化规律,U底的位置大约在砂率50%左右;随着水泥掺量的增加相对渗透系数逐步增大,其抗渗性能越来越好;随着冻融循环次数的增加,尾矿砂塑性混凝土的表面破损越来越严重,相对渗透系数逐步增大,其抗渗性能逐步降低。     

纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料抗冻性能

为研究纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料的抗冻性能,通过快冻法试验测得了各组试件经冻融循环后的相对动弹性模量,对单掺PVA纤维与复掺纳米粒子和PVA纤维水泥基复合材料的抗冻性能进行了对比,探讨了纳米SiO_2与PVA纤维对水泥基复合材料抗冻性能的影响。结果表明:在一定掺量范围内掺加PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性能,但过大掺量(0.9%)的PVA纤维会对水泥基复合材料的抗冻性产生不利影响;在PVA纤维水泥基复合材料中掺入纳米SiO_2可以明显提高其抗冻性能,在本文试验纳米SiO_2掺量范围内,其抗冻性随着纳米SiO_2掺量的增加不断增强;在掺加2%纳米SiO_2的水泥基复合材料中掺加一定掺量(0.9%)的PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性。     

PVA纤维水泥基复合材料单面盐冻性能及损伤

单面盐冻环境下PVA纤维水泥基复合材料的冻融破坏反映了路面、桥面由于除冰盐造成破坏的工程实际情况。本文通过单面盐冻试验研究PVA纤维掺量、水胶比、粉煤灰掺量对水泥基复合材料抗冻性能的影响,试验结果表明,纤维掺量在0~2%之间时制备的PVA纤维水泥基复合材料,随着纤维掺量的增加抗冻性能增强;水胶比在0.27~0.4之间时制备的PVA纤维水泥基复合材料,随着水胶比的增大抗冻性能减弱;粉煤灰掺量在45%~50%之间时,PVA纤维水泥基复合材料表现出良好的抗冻性能。并用二参数Weibull分布模型分析了PVA纤维水泥基复合材料的冻融损伤,建立了考虑纤维掺量、水胶比、粉煤灰掺量三因素的冻融损伤模型,模型计算值与试验值吻合良好,表明本文建议的模型可用于PVA纤维水泥基复合材料冻融损伤分析,为进一步研究其冻融损伤规律提供参考。     

铜尾矿粉透水混凝土性能研究

选矿过程中产生的尾矿废料大量堆积不仅会产生尾矿坝失稳问题,还会造成严重的环境污染。采集云南省某铜尾矿坝中铜尾矿砂,将铜尾矿砂分别作为细骨料和磨细后的铜尾矿粉,掺入到透水混凝土中对其进行性能研究。结果表明:铜尾矿砂作为细骨料掺入透水混凝土时随着掺量的增加透水系数减小,当掺量为5%时较为合适;当用磨细铜尾矿粉作为矿物掺合料等量取代水泥胶凝材料时,掺量为5%时28、60 d透水水泥混凝土立方体抗压强度达到最大,但随着掺量继续增加强度逐渐减小需要配合粉煤灰的复掺。     

铁尾矿砂水泥基灌浆料实验研究

利用铁尾矿砂替代石英砂作为骨料制备水泥基灌浆料,研究了铁尾矿砂替代率、灌浆料水灰比以及灰砂比对铁尾矿砂水泥基灌浆料工作性和力学性能的影响规律,并通过扫描电子显微镜对硬化浆体进行微观结构分析。实验结果表明:铁尾矿砂替代率越大,灌浆料工作性越差;加入适量的铁尾矿砂,可以提高灌浆料各龄期抗压强度,替代率为40%时,灌浆料性能满足标准要求。灌浆料流动度随水灰比增大而增大;水灰比为0.29时,灌浆料各龄期抗压强度达到最大值。灌浆料流动度随灰砂比的降低而降低;抗压强度则随灰砂比减小出现"钟形分布"的发展趋势,灰砂比值为0.9时,抗压强度最高。     

钢纤维尾矿砂混凝土基的力学性能试验研究

采用尾矿砂和钢纤维为试验参数设计24组钢纤维尾矿砂混凝土试件并进行基本力学性能试验研究。结果表明:混合细骨料的颗粒级配满足制备混凝土对骨料的基本要求,建议尾矿砂替代率为40%～60%;抗压性能随纤维掺量的增加呈现先增加后减小的趋势,抗劈裂和抗弯性能随纤维掺量的增加而增强,建议纤维体积掺量范围为1.5%;分析钢纤维对混凝土韧性的增强机理,验证了尾矿砂替代天然砂研制钢纤维混凝土的可行性。     

PVA纤维增强水泥基复合材料抗氯离子渗透性能

为了研究PVA纤维对水泥基复合材料抗氯离子渗透性能的影响,测定了不同掺量的PVA纤维增强水泥基复合材料的电通量。结果表明,PVA纤维增强水泥基复合材料具有明显优于普通水泥基复合材料的抗氯离子渗透性能。掺量0.5%～2.5%的PVA纤维使材料的电通量降低了15.6%～42.2%。根据试验数据,评价了不同纤维掺量的试件的氯离子渗透性,分析了PVA纤维掺量对水泥基复合材料电通量的影响规律,并基于灰色系统理论建立了电通量与PVA纤维掺量之间的函数关系模型。     

混杂纤维增强延性水泥基复合材料力学性能与裂宽控制

为实现纤维增强延性水泥基复合材料高强度与高延性的匹配,在原有材料体系中附加钢纤维,试验研究了混杂聚乙烯醇(PVA)/钢纤维增强延性水泥基复合材料的轴拉、抗压性能.结果表明:随着钢纤维掺量的增加,混杂纤维增强延性水泥基复合材料开裂强度和抗拉强度不断提高,裂纹宽度显著降低,且钢纤维对高强基材的作用效果更加显著;当钢纤维掺量适量时,混杂纤维增强延性水泥基复合材料的极限拉应变得到有效提升,而钢纤维掺量对抗压性能的影响并不显著;PVA纤维和钢纤维混杂可获得高强度、高延性和低裂纹宽度的水泥基复合材料.     

不同细度锂辉石尾矿粉对水泥胶砂的性能影响及再利用试验研究

通过分析锂辉石尾矿粉的基本性能、化学成分研究将锂辉石尾矿粉用于混凝土掺合料的可行性。通过研究不同细度及不同替代率对水泥胶砂的工作性能和力学性能的影响确定锂辉石尾矿粉的合理替代率。试验结果表明:细粉在三种替代率下的水泥胶砂流动度良好,粗粉替代率增加到20%时,流动度大幅降低;从抗折抗压强度来看,水泥胶砂7d、28d的抗折抗压强度随替代率的增加逐渐下降,当掺量增加到20%时,强度的下降幅度变大,且掺粗粉的水泥胶砂强度下降幅度更大。将锂辉石尾矿粉替代率控制在20%以下是合理的,此时胶砂的工作性能良好,力学性能比较理想。     

PVA纤维增强纳米SiO_2水泥基复合材料弯曲韧性研究

以初始弯曲韧度比R_(e,p)、弯曲韧度比R_(e,k)作为表征纳米水泥基复合材料弯曲韧性的评价指标,通过9组配合比共27个小梁试件的三分点加载弯曲试验,探究了PVA纤维掺量对普通水泥基复合材料和纳米SiO_2水泥基复合材料弯曲韧性的影响。结果表明,随着PVA纤维掺量的增加,PVA纤维增强普通水泥基复合材料和纳米SiO_2水泥基复合材料的弯曲韧性指标都呈现出先增大后减小的趋势,且均在PVA纤维掺量为1.2%时达到最大值,此时2种水泥基复合材料的荷载-挠度曲线最饱满。