复掺高性能矿物掺合料对高强机制砂混凝土性能的影响

为定量研究S105矿粉与其他矿物掺合料共同作用对C80高强机制砂混凝土的和易性、抗压强度和干燥收缩性能的影响规律,通过试验得到不同龄期(3 d、7 d、28 d、60 d)下,S105矿粉单掺,以及掺S105矿粉的同时以不同含量的微珠、超细矿粉、硅灰分别取代水泥时,高强机制砂混凝土的坍落度、扩展度、抗压强度和干燥收缩率,并利用图表分析及拌合物实际状态对比等对其性能的变化趋势进行分析。结果表明:在一定掺量范围内复掺多种矿物掺合料,有利于提高高强机制砂混凝土的和易性和抗压强度,并显著减小其干燥收缩。在保证混凝土和易性良好的条件下,相比于单掺S105矿粉,S105矿粉与不同矿物掺合料双掺对提高混凝土的综合性能有更显著的作用。综合考虑对和易性、抗压强度和干燥收缩性能的影响,当超细矿粉取代水泥的质量分数为3%时,即水泥与S105矿粉和超细矿粉的质量比为33:11:1时,高强机制砂混凝土的性能处于较好的水平,其粘聚性和流动性都有显著改善,其3 d和60 d抗压强度分别增长3.1%和5.1%,其干燥收缩率则减小了4.0%。     

砂性弃土制备免烧砖试验研究

以工程砂性弃土为主要原料,通过振动成型制备免烧砖.以试件7d、28 d和56 d抗压强度为控制指标,研究水泥、粉煤灰、石膏等无机结合材料配合比对免烧砖性能的影响.试验结果表明,砂性弃土免烧砖最佳配合比为:砂性弃土72％、水泥16％、粉煤灰8％、石膏2％、石灰2％和减水剂0.5％.采用最佳配合比所制砂性弃土免烧砖28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和软化强度分别达15.8 MPa、1.8 MPa和15.3 MPa.砂性弃土免烧砖各项性能满足JC/T422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》MU15标准要求.研究可为工程砂性弃土的开发利用提供一种技术途径.     

超细矿粉对植生再生混凝土抗压强度及pH值的影响

为研究超细矿粉对植生再生混凝土性能的影响,测试了不同超细矿粉掺量的植生再生混凝土的抗压强度及pH值;利用XRD,SEM方法分析植生再生混凝土的水化产物和微观结构;介绍了植生再生混凝土的植物生长状况.研究表明,超细矿粉取代水泥率从0～80％的范围内,植生再生混凝土的抗压强度先增高后降低,当超细矿粉取代量为20％时,抗压强度达到极值;pH值随超细矿粉取代量增大而降低,当取代量为60％时,pH值为10.08,可以保持水泥水化产物稳定存在;微观分析表明,随着超细矿粉取代率的提高,水化产物中的Ca(OH)2含量降低.在试验条件下,植物可实现良好生长.     

超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能研究

为研究超细钢-聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响,进行了9组超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的立方体抗压强度和劈裂强度试验,分析了超细钢纤维、聚丙烯纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入使混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度及拉压比均有提高,混杂纤维混凝土破坏产生明显延性特征;超细钢纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响最大,混凝土强度及拉压比随超细钢纤维掺量增加而增大;聚丙烯纤维体积掺量增加对混凝土力学性能的影响并非线性提高,混掺0.1%聚丙烯纤维和1.5%超细钢纤维的混凝土获得最佳力学性能,抗压强度提高19.42%,劈裂抗拉强度提高56.78%,拉压比提高30.16%。     

高强机制砂混凝土工作性及力学性能的试验研究

通过偏高岭土和硅灰分别与粉煤灰双掺,使用机制砂混凝土调节剂,在机制砂级配不良,胶材用量仅为500 kg/m3,水胶比高达0.33的情况下配制出C80高强机制砂混凝土,并研究了调节剂、细集料类型、偏高岭土掺量、硅灰掺量对机制砂混凝土工作性及力学性能的影响.试验结果表明,适量调节剂可改善机制砂混凝土的工作性,并提高其抗压强度;机制砂对混凝土的工作性有不利影响,但对其劈裂抗拉强度和抗折强度均有所提高;偏高岭土和硅灰对机制砂混凝土的工作性及力学性能影响显著,随着其掺量的增加,机制砂混凝土的包裹性、和易性提高,而坍落度、扩展度、流动性减小,抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度呈现先增大后减小的趋势.     

多元矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响

因珊瑚砂混凝土成型初期吸水量大,引起强度波动,影响混凝土耐久性,本文采用矿物掺合料对其进行改性研究.将5wt％偏高岭土(MK)、15wt％粉煤灰(FA)、15wt％矿粉(GGBS)分别以单掺、复掺和三掺形式加入珊瑚砂混凝土中,研究多元矿物掺合料对其抗压强度、抗氯离子渗透性能及体积稳定性的影响,利用XRD、SEM对其机理进行研究.结果表明,矿物掺合料能优化水泥浆体的水化产物组成与亚微观孔结构,增强浆体与骨料间的结合,通过不同的组合方式加入到珊瑚砂混凝土中,其28 d抗压强度提高17.7％～21％;氯离子渗透系数降低66.7％～71.0％;干燥收缩率降低36.7％～57.0％.     

再生微粉对泡沫混凝土力学与导热性能的影响研究

为了研究再生微粉对泡沫混凝土使用性能的影响,在再生微粉活性与水化热试验的基础上,制备了不同再生微粉掺量的泡沫混凝土试件,开展了其坍落度、干缩度、抗压强度、抗拉强度和导热系数测试,分析了再生微粉掺量对泡沫混凝土工作性能、力学性能和导热性能的影响规律.结果表明:在工作性能方面,泡沫混凝土的坍落度和干缩度分别随再生微粉掺量的增大而减小和增大;随再生微粉掺量的增大,泡沫混凝土的7 d抗压强度以及劈裂抗拉强度逐渐减小,而28 d抗压强度和劈裂抗拉强度则先缓慢增大后快速减小;泡沫混凝土的导热性能在再生微粉掺量为8％以上迅速减小.     

引气剂和沙漠砂对混凝土性能的影响

为探究沙漠砂替代率与引气剂掺量两者对C30混凝土的影响,将沙漠砂(6种掺量)与引气剂(5种掺量)定量组合掺入混凝土中,测定其对新拌混凝土含气量、坍落度、经1 h含气量以及28 d抗压强度的影响规律。试验结果得出:沙漠砂对新拌引气混凝土含气量有一定的抑制作用,并且随着沙漠砂替代率增加,抑制作用不断增强,但对经1 h引气混凝土的含气量影响并不明显。随着引气剂掺量和沙漠砂替代率的增加,混凝土的坍落度与28 d抗压强度均呈先增大后减小的趋势,当沙漠砂替代率为40%(质量分数)、引气剂掺量为0.002%(质量分数)时,抗压强度达到最大值。合理地将引气剂与沙漠砂组合后掺入混凝土中,其工作性能与抗压强度都会有显著提升。     

石粉含量不同时掺杂S105级矿粉对水泥基材料性能的影响

为了改善高强机制砂混凝土的工作性能并提高其抗压强度,通过比强度法以及活性效应强度贡献率,直观描述了S105级矿粉掺量变化对水泥基材料的强度贡献大小,并基于机制砂中不同石粉含量下单掺S105级矿粉和机制砂中石粉含量不变时双掺S105级矿粉与不同掺合料的试验进行分析.结果 表明,S105级矿粉掺量的增加对水泥基材料的活性效应强度贡献率有着积极的促进作用.机制砂中石粉含量为6％时,C80机制砂混凝土工作性能及强度效果最佳,增加石粉含量会使混凝土工作性能变差,强度有所下降.同单掺S105级矿粉相比,双掺S105级矿粉与微珠时早期强度先增大后减小,双掺S105级矿粉与硅灰时早期强度减小,两者28 d抗压强度最大增幅分别为11.5％、14.2％,60d抗压强度最大增幅分别为8.6％、10.7％.此外,S105级矿粉与超细矿粉双掺可能会出现混凝土强度倒缩现象.     

纳米二氧化硅改性SA P内养护水泥基材料的力学性能研究

为了研究纳米二氧化硅(NS)改性高吸水性树脂(SAP)内养护水泥基材料的力学性能,在水泥和混凝土中掺入不同掺量的SAP和NS,从宏观和微观的角度对单掺SAP、单掺NS以及复掺下的水泥胶砂强度和混凝土力学性能进行分析,结果表明:在掺量范围内,SAP对水泥胶砂抗折强度提高不大,却会降低水泥胶砂的抗压强度;NS对水泥胶砂的抗折强度和抗压强度仅略有提高;SAP会降低混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度,其强度随着SAP掺量的增加而降低;NS对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度略有提高,且都随着NS掺量的增加而提高.基于NS本身固有的特性能够较好弥补SAP所带来的负面影响,混凝土抗压强度的最佳掺量为0.16％SAP和1.5％NS,而水泥的胶砂强度和混凝土的劈裂抗拉强度的最佳掺量为0.08％SAP和1.5％NS.SAP的掺入使内部结构生成大量的钙矾石穿插于水化硅酸钙凝胶之中,且NS的掺入使内部结构更加密实.     

镍铁渣砂对泡沫混凝土孔结构及收缩开裂性能的影响

本文采用镍铁渣机制砂(简称镍铁渣砂)制备泡沫混凝土,研究镍铁渣砂对泡沫混凝土抗压强度、变形及收缩开裂的影响,并采用SEM、X-CT研究泡沫混凝土微观结构。结果表明,镍铁渣砂掺量为5%(质量分数,下同)时泡沫混凝土的抗压强度最高,而镍铁渣砂掺量超过10%时会引入界面缺陷,降低混凝土的强度。镍铁渣砂能够约束基体的变形,减少水泥用量,降低泡沫混凝土的收缩,提高其抗裂性能。当镍铁渣砂掺量由0%增加到20%时,泡沫混凝土的抗裂等级由V级提高到II级。镍铁渣砂具有作为泡沫混凝土生产原料的潜力。     

镍铁渣砂代替河砂对水泥砂浆性能影响的研究

实验研究了人工破碎后的镍铁渣砂按不同量取代河砂后对砂浆工作性能、抗压强度、拉伸粘结强度及线膨胀率的影响,结果表明:适当的镍铁渣砂取代河砂可提高砂浆流动度、降低砂浆分层度,有利于改善砂浆的工作性能,但取代量超过60%以后,影响砂浆表面平滑性;在取代量小于80%时,随取代量的增加,砂浆7 d、28 d抗压强度呈增长趋势,当镍铁渣全部替代河砂后,强度比取代量为80%时略微减少,在镍铁渣取代量为40%时,粘结强度最高达到0.41MPa。镍铁渣砂具有一定的碱-集料反应危害,为保证工程质量的绝对安全,砂浆中镍铁渣砂取代量应不超过40%。     

碱激发矿渣-玻璃粉基泡沫混凝土性能研究

采用玻璃粉部分替代矿渣制备碱激发胶凝材料,研究了玻璃粉含量(10%、20%、30%、40%,质量分数)对碱激发矿渣-玻璃粉基(AASG)泡沫混凝土性能的影响。对AASG泡沫混凝土流动性、抗压强度、干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性进行了研究,并通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对机理进行了分析。结果表明:10%~40%掺量的玻璃粉使AASG泡沫混凝土的流动性提高了5.0%~25.6%;抗压强度随玻璃粉掺量的增加先增大再减小,玻璃粉掺量为20%时,7 d和28 d抗压强度最高,与对照组相比分别提高15.0%和23.8%;玻璃粉掺量为20%时,AASG泡沫混凝土的干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性最佳;SEM分析发现,玻璃粉有助于孔结构的优化和提高微观结构的致密性;XRD分析表明,AASG泡沫混凝土的主要反应产物为 C-(N-)A-S-H和水滑石。将玻璃粉作为矿渣的替代品来制备AASG泡沫混凝土是可行的,为其在回填工程和固废利用提供理论支撑。     

磷渣粉对机制砂混凝土性能影响研究

研究了不同掺量下磷渣粉对C30、C60强度等级机制砂混凝土的工作性与力学性能影响,并与同掺量的粉煤灰机制砂混凝土进行了比较。研究表明,磷渣粉具有一定的减水作用,能有效改善机制砂混凝土的工作性能,对高强度等级机制砂混凝土更为明显。掺入磷渣粉后,不同强度等级机制砂混凝土早期抗压强度均较基准混凝土低,且随着掺量增大,强度下降明显。各掺量下C30磷渣粉机制砂混凝土后期强度均较基准混凝土高,而C60混凝土后期强度与掺量有关。与同掺量粉煤灰混凝土相比,磷渣粉机制砂混凝土初始坍落度及各龄期抗压强度均较高。     

乌兰布和沙漠砂制备高延性水泥基复合材料的力学性能

使用内蒙古乌兰布和沙漠砂完全代替微石英砂配置了高延性水泥基复合材料(ECC),并以砂胶比为变量,对其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度以及抗弯强度四个方面的力学性能展开了全面的研究。抗拉试验后进一步对纤维断面使用扫描电镜(SEM)进行了观测,并采用X射线衍射分析(XRD)方法研究了沙漠砂的物质组成。结果表明,以沙漠砂配置的ECC,在相同骨料含量的条件下,其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度以及抗弯强度均与微石英砂配置的ECC接近,延性约为微石英砂ECC的一半。除抗剪强度外,沙漠砂ECC其他各项性能均随砂胶比增大而提高,优化配比设计的沙漠砂ECC延性能够达到微石英砂ECC的水平。     

不同强度废旧混凝土水泥稳定再生材料路用性能研究

为了研究废旧混凝土强度与再生集料性能及水泥稳定再生基层材料的力学及耐久性能之间的影响规律,采用钻芯法对废旧桥梁T梁、立柱、废旧路面混凝土不同结构部位取样进行抗压强度试验,得出废旧混凝土的强度推定值,分别为25.8 MPa、37.4 MPa、58.1 MPa。对3种不同强度废旧混凝土再生集料的性能进行对比,并分析了不同强度废旧混凝土对再生集料性能及水泥稳定再生材料力学和耐久性能的影响。结果表明:废旧混凝土强度增加,再生集料的压碎值、针片状含量、吸水率减小,塑限指数及相对表观密度增大;废旧T梁、立柱、路面混凝土水泥稳定再生材料最佳含水率及最大干密度分别近似的呈线性减小和增大的趋势;同时,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能均表现增大的变化规律,但干缩性能减弱。废旧混凝土强度增加能有效提高水泥稳定再生材料的路用性能。     

Enhancing Concrete Strength and Thermal Insulation Using Thermoset Plastic Waste

Structural concrete is the most frequently used construction material in the world because of its known advantageous characteristics. However, concrete has some limitations, such as its low tensile strength, low strength-to-weight ratio and moderate thermal insulation. Improving these characteristics was the aim of a laboratory-based investigation into the behavior of concrete made in the presence of ground melamine-formaldehyde (MF) thermosetting plastic waste as a sand replacement. The MF is a cross-linked thermoset polymer that cannot be recycled or reprocessed, presenting a serious solid waste disposal problem. The laboratory-based program included tests of tensile and compressive strengths, unit weight and thermal insulation characteristics. The tests were carried out on concrete and mortar with various water-to-cement (w/c) ratios, and sand was replaced by MF at different percentages that ranged from 0% to 60%. The results indicated that replacing sand with MF resulted in a lighter-weight concrete with improved characteristics. In general the strengths were increased as the percentage of MF was increased to reach maximum values at approximately 30% MF. In comparison with control specimens without MF, the strength/weight ratio of concrete was increased by up to 47% and the tensile strength of mortar was increased up to 16%. With regards to thermal insulation, a drop in temperature up to 30% was recorded in specimens with 60% MF. In conclusion, this investigation showed that the addition and reuse of MF in concrete mixes significantly improved the mechanical and thermal characteristics of concrete. This would be an effective approach when added to other protection methods of solid waste, as it addresses the specific waste of MF.     

不同养护方式对钢渣混凝土抗压性能的影响

通过将不同养护方式、不同类型的钢渣混凝土和普通混凝土分别养护至3d、7d、28d,测定钢渣混凝土的抗压强度及其差异值,并对不同类型的钢渣混凝土的软化系数进行比较。研究表明:不同养护方式下的钢渣混凝土在养护28d时,抗压强度表现差异明显,且掺入钢渣粉、粉煤灰和矿粉的钢渣混凝土效果更好;不同养护方式下的钢渣混凝土抗压强度的差异值3d~7d时,呈现增长趋势,而7d~28d时,则逐渐减小;钢渣混凝土的耐水性良好,耐水性系数均大于1。     

冻融循环下沙漠砂纤维混凝土损伤模型研究

为研究冻融循环作用下沙漠砂纤维混凝土的损伤模型,对沙漠砂纤维混凝土进行0次、25次、50次、75次、100次、125次及150次的快速冻融试验,分析不同冻融循环次数后沙漠砂纤维混凝土相对动弹性模量、抗压强度及劈裂抗拉强度的衰减规律。结合试验数据,基于指数函数和二次函数建立沙漠砂纤维混凝土的冻融损伤劣化模型。结果表明:与沙漠砂混凝土相比,掺入聚丙烯纤维的沙漠砂混凝土的抗冻融能力有效提高;相对动弹性模量随冻融循环次数的增加而下降;与未冻融相比,150次冻融循环后,沙漠砂纤维混凝土的抗压强度降低了49.5%,劈裂抗拉强度降低了70.13%;建立了两种冻融循环下沙漠砂纤维混凝土损伤模型,其计算值与试验值吻合较好,可为沙漠砂纤维混凝土在严寒地区的应用提供理论参考。     

基于正交试验的粉煤灰-硅锰渣再生混凝土力学性能研究

为研究固体废弃物取代混凝土原材料的适用性及对混凝土性能的影响,对16组粉煤灰-硅锰渣再生混凝土试块进行正交试验,研究当粉煤灰体积取代胶凝材料、硅锰渣体积取代砂、再生骨料质量取代粗骨料时不同取代量对混凝土坍落度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果表明:当粉煤灰取代量为40%(体积分数)时,混凝土坍落度提高率最大,为14.5%,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均降低,降低率分别为7.2%、22.8%;硅锰渣的取代会降低混凝土坍落度,当硅锰渣取代量为80%(体积分数)时,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的降低率最小,分别为0.5%、11.5%;再生骨料的取代会降低混凝土坍落度,当再生骨料取代量为100%(质量分数)时,立方体抗压强度的降低率为1.9%,劈裂抗拉强度的降低率为12.4%。通过优化模型NSGM(1,4)对混凝土立方体抗压强度进行模型预测,模型模拟平均相对误差为0.542%,模型预测平均相对误差为2.727%。