导电碳纤维混凝土性能的试验研究

在防雷接地工程中采用低电阻率的导电材料有助于降低接地电阻值,改善防雷效果。采用试验研究了碳纤维掺量、龄期等对混凝土电阻率和力学性能的影响,用统计方法分析了渗滤现象。试验结果表明:材料的电阻率随着碳纤维掺量的增加而降低,随龄期增长而增长,电阻率最低可达Ω.m级,碳纤维掺量的上渗滤阈值在0.3%左右,下渗滤阈值在0.5%左右。碳纤维的掺入可以降低混凝土立方体抗压强度,但可以提高劈裂抗拉强度。     

石墨导电混凝土的制备及在接地工程中的应用

为解决某接地工程中要求降阻材料同时具有低电阻率和一定抗压强度特性的难点,制备了石墨导电混凝土,研究了电阻率和28d抗压强度随石墨掺量变化的情况,确定了石墨掺量的渗滤阈值.利用自然失重法测量了镀锌扁钢在石墨导电混凝土中的腐蚀速率为0.0072 mm/a.工程选用石墨掺量为10%的导电混凝土,使得接地装置的工频接地电阻均不大于0.5Ω,符合设计要求.     

磷石膏基复合胶凝材料强度的影响因素研究

以磷石膏、矿渣粉、水泥熟料和生石灰为主要原料,CaCl_2、Na_2SO_4、Na F和水玻璃为外加剂,制备了磷石膏基复合胶凝材料,研究了各材料掺量对复合胶凝材料抗压强度的影响,并用灰关联熵分析得出外加剂中影响抗压强度的主要因素。结果表明:磷石膏的加入降低了抗压强度,尤其当其掺量大于50%时抗压强度大幅降低;随着水泥熟料和生石灰掺量的增加,抗压强度先提高后降低,当其掺量分别为15%和4%时,抗压强度最高;4种外加剂掺量对抗压强度的影响规律相似,都存在一最佳掺量使抗压强度达到最大值;4种外加剂复掺,当CaCl_2、Na_2SO_4、Na F和水玻璃掺量分别为0.5%、0.2%、0.2%和0.6%时,抗压强度最高;外加剂对抗压强度影响的强弱程度依次为:CaCl_2Na_2SO_4水玻璃NaF。     

膨润土掺量对自密实混凝土强度及变形能力的影响

基于混凝土的抗压试验,研究了膨润土掺量对自密实混凝土抗压强度和弹性模量的影响。试验中膨润土掺量分别为胶凝材料总体积的0%、2. 5%、5%、10%、15%、20%、30%、40%和50%。结果表明:当膨润土掺量不超过5%时,抗压强度随着掺量的增加而增大;膨润土掺量超过5%时,抗压强度随着掺量的增加而减小。当膨润土掺量超过2. 5%时,随着掺量的增加,弹性模量逐渐降低。此外,当膨润土掺量不超过10%时,模强比随着掺量的增加而减小;当掺量超过10%时,模强比开始逐渐增大。自密实混凝土中膨润土掺量宜控制在胶凝材料总体积的5%～15%。     

原材料配比对金属尾矿免烧砖抗压强度的影响

大量利用金属尾矿资源,既能减少对生态环境的影响,还可生产满足京津冀地区工程建设需求的建筑材料,具有低碳绿色的显著特征。本文以承德地区金属钼尾矿和石屑为主要原料,以水泥和粉煤灰为胶结材料,采用半干法压制成型工艺,生产混凝土免烧砖制品,研究了各原材料配比对免烧砖抗压强度的影响。试验结果显示:(1)免烧砖较适宜的原材料配合比为15%水泥、18%石屑、11%粉煤灰和56%钼尾矿;(2)水泥含量对免烧砖抗压强度具有非常显著性影响,而粉煤灰、石屑、脱硫石膏影响不显著;(3)减少石屑细粒比例,或掺加铁尾矿替代部分石屑,均能小幅提高试块的抗压强度;(4)掺加Na_2SO_4或NaCl早强剂能提高免烧砖强度,而掺加1.0%Na_2SO_4较合适。     

粉煤灰和矿粉对透水混凝土强度的影响

本文用粉煤灰和矿粉分别等量取代水泥,考察矿物掺合料取代水泥后对透水混凝土抗压强度的影响。结果表明:单掺20%粉煤灰和30%矿粉时,透水混凝土的28d抗压强度分别达到的最大值为28.1MPa和29.4MPa。两种掺合料复掺的情况下,当矿粉取代量在30%以内时,透水混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加先增加后下降;当矿粉取代量超过30%后,透水混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加而逐渐下降。因此,若单掺粉煤灰或矿粉时,其掺量应控在制胶材总量的30%以内,复掺两种矿物掺合料时,最大掺量应小于胶材总量的50%。     

三相导电混凝土拌和工艺及配合比试验研究

选取碳纤维、石墨和钢纤维为导电相材料制备接地特性良好的三相导电混凝土,对其拌和工艺、配合比及接地特性进行了试验研究。结果表明,三相导电混凝土的最优配合比为:碳纤维掺量0.4%、石墨掺量2%、钢纤维掺量0.8%,按此配比制备的三相导电混凝土28 d抗折、抗压强度分别为6.1、36.5 MPa,电阻率为1.97Ω·m,符合接地材料力学性能和导电性能要求。电阻率在-10～60℃范围内的变化幅度为0.56Ω·m,随环境湿度变化电阻率的变化幅度为0.28Ω·m,具有优良的电阻稳定性。     

钢渣-泡沫混凝土的配合比设计及性能研究

本文以钢渣为掺合料制备泡沫混凝土,研究了钢渣替代水泥量、单位体积发泡剂掺量对钢渣-泡沫混凝土力学性能和干体积密度的影响。实验结果表明:单位体积凝土中发泡剂掺量一定时,随着钢渣替代水泥量的增加,泡沫混凝土的抗压强度呈逐渐下降趋势,而干体积密度却不断增加,当替代量为50%时,干体积密度增加43.3%;当钢渣掺量在20%时,随着单位体积发泡剂掺量增加,泡沫混凝土的抗压强度和干体积密度呈下降趋势。     

影响塑性混凝土强度的因素分析

分析了水泥掺量、水胶比和膨润土与黏土掺量对塑性混凝土无侧限抗压强度的影响,试验结果表明,塑性混凝土无侧限抗压强度随水泥掺量的增加而增大;随着水胶比的增加,强度有明显减小;随着膨润土与黏土的掺入比例增加,塑性混凝土的抗压强度有一定降低。     

石墨碳纤维导电混凝土制备及接地特性研究

选取碳纤维、石墨为导电相材料制备用于接地工程的导电混凝土,对石墨碳纤维导电混凝土的拌合工艺、配合比和接地特性进行了试验研究。结果表明,当碳纤维掺量0.6%、石墨掺量2%、单位用水量240 kg、砂率32%并采用半干拌法拌合工艺时,导电混凝土具有良好的导电性能和力学性能;混凝土电阻率随龄期增长趋于稳定,稳定值为1.62Ω·m左右,电阻率在-10～60℃范围内的变化幅度小于0.52Ω·m,随环境湿度变化电阻率的变化幅度小于0.28Ω·m,导电性能稳定;导电混凝土28 d抗压强度达到37.3 MPa,抗折强度达到5.0 MPa,满足接地材料的力学性能要求。     

渣土对C30混凝土力学性能的影响

针对地铁盾构出来的渣土大量堆砌、利用率低、附加值低现状,本试验将渣土作为矿物掺合料,研究了渣土掺量(0、5.0%、10.0%和15.0%)对C30混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:(1)C30混凝土初始坍落度和坍落度损失均随着渣土掺量的增加而逐渐降低;(2)掺有不同渣土掺量的C30混凝土抗压强度均低于基准组抗压强度,当渣土掺量为水泥掺量的10.0%时,发现其28 d抗压强度与基准组抗压强度相近;(3)不同渣土掺量的C30混凝土28 d微观结构表明,随着渣土掺量的增加,C30混凝土微观结构逐渐疏松,孔隙逐渐增多。     

无机盐对掺聚羧酸减水剂的水泥净浆流变性能的影响研究

通过掺加无机盐来改善混凝土各项性能的应用已经非常广泛,但这些无机盐的加入对高性能减水剂与水泥的适应性有很大影响。本文通过五种无机盐(NaCl、NaNO_2、Na_2SO_4、Na_2S_2O_3和(NH_4)_2SO_4)对掺聚羧酸高性能减水剂水泥净浆流变性能的影响进行了研究分析。结果表明:随着无机盐掺量的增加,掺聚羧酸高性能减水剂的水泥净浆初始扩展度及扩展度保留值均变小,但黏聚性和泌水性有所改善;五种无机盐掺量相同时,对掺聚羧酸高效减水剂的水泥浆体流动性影响程度顺序为:Na_2SO_4NaClNa_2S_2O_3NaNO_2(NH_4)_2SO_4。     

花岗岩石粉掺量对混凝土力学性能的影响

为解决花岗岩石粉堆积造成的环境污染,传统矿物掺合料匮乏的问题,通过不同掺量的花岗岩石粉替代水泥,研究了花岗岩石粉掺量对于混凝土力学性能的影响,结果显示:不同掺量花岗岩石粉均能配制工作性能满足要求的混凝土;在花岗岩石粉掺量较小时(掺量不大于5%),花岗岩石粉并不会降低混凝土抗压强度,甚至会略微提高纯水泥混凝土抗压强度,超过5%随着花岗岩石粉掺量的增加,混凝土抗压强度逐渐下降;随着花岗岩石粉掺量的提高,混凝土劈裂抗拉强度和抗压弹性模量呈现下降趋势。     

粉煤灰充填材料早龄期物理力学特性及其水化过程分析

 针对粉煤灰充填材料早期强度低、变形量大、流动性差、泌水严重等缺陷,基于电阻率法和力学特性测试法研究3种配比粉煤灰充填材料早龄期的体积电阻率、孔隙溶液电阻率、单轴抗压强度和弹性模量随时间的变化规律;结合充填材料初始孔隙度和1 d孔隙度的测试结果,对孔隙度随时间的变化规律作进一步分析。结果表明：(1) 材料的体积电阻率随时间呈升高、降低、再升高的变化规律,孔隙溶液的电阻率随时间呈先急剧下降后趋于稳定的变化规律,但材料的电阻率变化在时间上和数值上受粉煤灰掺量的影响;(2) 材料的单轴抗压强度和弹性模量随水化时间的延长而增大,随粉煤灰掺量的增加而降低;(3) 材料的孔隙度随水化时间的延长呈负指数规律降低,随粉煤灰掺量的增加先降低后增加;(4) 在水化后期,材料的单轴抗压强度和弹性模量与其体积电阻率呈对数相关;(5) 材料早龄期的水化过程可分为吸附期、溶解期、凝结期和硬化期4个阶段。研究结果为进一步了解、改善粉煤灰充填材料早龄期的物理力学特性和实现材料特性的无损检测提供了一定的理论与应用参考。     

加气混凝土废渣对磷酸镁水泥性能的影响

以加气混凝土废渣作为磷酸镁水泥的掺合料,研究了加气混凝土废渣粒径及掺量对磷酸镁水泥凝结时间和抗压强度的影响。结果表明:废渣粒径越小,磷酸镁水泥的抗压强度越高;加气混凝土废渣需水量较大,当水灰比为0.25时,在中低掺量(0~30%)的情况下,磷酸镁水泥4 h抗压强度随加气混凝土废渣掺量的增加呈先降低后提高的趋势,但废渣掺量对后期强度及凝结时间没有显著影响;当水灰比为0.39时,在中高掺量(20%~50%)的情况下,随着废渣掺量的增加,磷酸镁水泥的凝结时间逐渐缩短,抗压强度呈先显著提高再稍微降低的趋势。     

大掺量粉煤灰泵送混凝土早期抗压强度的试验研究

通过理论分析和试验,研究了大掺量粉煤灰对混凝土早期抗压强度及成本的影响。试验所选用的胶凝材料总量为375kg,以0~55%的粉煤灰替代水泥,减水剂的掺量固定为1.0%,引气剂的掺量固定为1.2酃。通过坍落度及不同龄期抗压强度等对比分析粉煤灰掺量对混凝土和易性及早期强度的影响。结果表明,混凝土早期抗压强度及成本随着粉煤灰掺量的增大而逐渐减小,运用粉煤灰等质量代替水泥(P·O42.5级水泥)可配制出28 d抗压强度为20 MPa以上,成本大大降低的大掺量粉煤灰混凝土。研究的结论为新疆地区粉煤灰的应用提供了有效途径,有助于制备高性能混凝土。     

中性钠盐碱矿渣水泥蒸压砂加气混凝土砌块的性能研究

采用中性钠盐碱矿渣水泥(AAS)分别完全和部分取代普通蒸压砂加气混凝土砌块中的复合硅酸盐水泥和石灰制得环保型蒸压加气混凝土砌块,研究了AAS中激发剂和复合硅酸盐水泥掺量以及AAS取代石灰的量对环保型蒸压砂加气混凝土膨胀率、发气情况以及干密度和抗压强度的影响。研究结果表明,随着激发剂掺量(α)增加,浆体体积膨胀率逐渐增高,干密度呈现下降趋势,抗压强度先增大后减小;随着复合硅酸盐水泥掺量(β)的增加,浆体体积膨胀率逐渐降低,干密度和抗压强度增强;随着AAS取代石灰的量(p)的增加,浆体体积膨胀率不断下降,干密度下降,抗压强度先增大后减小。综合考虑性能和经济性,选择α、β、p的值分别为4%、30%和20%。     

玻璃粉和钢渣对自密实混凝土力学性能的影响

为研究玻璃粉和钢渣协同使用对自密实混凝土力学性能的影响,分别以20%、30%和40%的玻璃粉替代水泥,40%、60%和80%钢渣替代细骨料,制备了9种不同配合比的自密实混凝土试件,通过坍落度试验、J型环试验、V型漏斗试验和L型仪试验测试了新拌自密实混凝土的工作性,并分析了硬化后自密实混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量。结果表明,当玻璃粉和钢渣协同使用时,可以显著提高钢渣替代细骨料的比例,替代比例高达80%;自密实混凝土的和易性随着玻璃粉含量的增加而增大,随钢渣掺量的增加而减小;抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量随钢渣掺量的增加而增加,随玻璃粉掺量的增加逐渐减小。自密实混凝土中钢渣和水泥的最佳掺量分别为80%和20%。     

用于融冰化雪的炭黑轻集料导电混凝土的配制和性能

配制了新型的炭黑轻集料混凝土,对其电阻率、抗压强度、密度与炭黑掺量、龄期、灰砂比等的关系进行了研究。结果表明:炭黑轻集料混凝土的电阻率随炭黑掺量的变化呈现明显的滤渗特征,滤渗区对应的炭黑掺量在0.3%~1.39%这一区间,在这一区间电阻率下降最明显。炭黑掺量低于滤渗阈值时龄期对炭黑轻集料混凝土电阻率有较大的影响,当炭黑掺量高于渗流阈值时龄期对电阻率的影响较小。炭黑掺量增加,炭黑轻集料混凝土抗压强度降低,密度越小。提高灰砂比能使提高炭黑轻集料混凝土的抗压强度。当炭黑的体积掺量为1.94%,灰砂比为2.43~5.2时,炭黑轻集料混凝土抗压强度达到34~38 MPa,电阻率为82.6~100Ω.cm,密度为1 822~1 866 kg/m3。这种材料具有轻质、高强、高导电性的特点,可用于道路融冰化雪。     

盐碱-冻融环境下桥梁用混凝土耐久性分析

我国"三北地区"桥墩基础长期处于盐碱冻融环境,严重影响了桥墩基础混凝土的耐久性。以1%、2%、4%和6%的Na_2SO_4、NaCl和Na_2SO_4+NaCl作为腐蚀溶液,进行了最大冻融循环120次的不同配比粉煤灰混凝土长期性能室内试验,分析了腐蚀溶液、腐蚀溶液浓度、冻融循环次数、水灰比和粉煤灰掺量等因素对粉煤灰混凝土质量损失率和动弹性模量变化率的影响规律。研究结果表明:(1)相同条件下,溶液对粉煤灰混凝土的质量损失率和动弹模变化率的腐蚀作用:Na_2SO_4+NaClNaClNa_2SO_4;(2)粉煤灰混凝土的质量会在硫酸钠溶液中出现冻融前期增加而后期损失加剧的现象;(3)粉煤灰混凝土盐碱冻融循环过程中的质量损失和弹性模量减小随水胶比的增大而增大;(4)粉煤灰混凝土的质量损失率和动弹模变化率均随粉煤灰掺量呈现出减小的趋势。