煤矸石掺量对混凝土毛细吸水特性影响的试验研究

为了研究煤矸石部分替代传统粗骨料对混凝土毛细吸水特性的影响,通过试验分别对煤矸石替代30％粗骨料的混凝土试件、煤矸石替代60％粗骨料的混凝土试件在荷载作用下的吸水性能进行了测量,同时对普通骨料混凝土试件的吸水性能进行测量作为对比.分析了荷载水平、煤矸石掺量对混凝土吸水性能的影响,对比了相同荷载等级下不同掺量煤矸石混凝土与素混凝土的吸水性能力.研究结果表明:荷载水平对混凝土的吸水性会产生显著的影响,当荷载水平较小时,试件的吸水能力会有降低的趋势,当荷载水平较高时,试件的吸水能力会明显提高;煤矸石替代30％的粗骨料不会对试件的吸水性产生明显影响,但是当煤矸石替代60％的粗骨料时,试件的吸水性会增大,尤其是荷载水平较高时,试件的吸水性会显著增大,反映出煤矸石掺量对混凝土的耐久性会产生影响.     

混凝土用煤矸石骨料的研究进展

煤矸石作为我国最大的工业固体废弃物之一,将其作为混凝土骨料既可解决环境污染,还可弥补天然砂石资源短缺的现状,是煤矸石最经济、最环保的资源化利用方式,符合绿色可持续发展的战略要求.综述了混凝土用煤矸石骨料的研究进展,分析了煤矸石骨料对混凝土性能的影响,提出了煤矸石骨料利用仍存在的主要问题,以期为实现煤矸石的低能耗大宗化利用提供参考性建议.     

基于裹浆工艺的煤矸石混凝土性能研究

采用裹浆工艺对煤矸石骨料进行预处理,研究原状煤矸石骨料与不同浆体裹浆煤矸石骨料的吸水率、压碎值和干湿、冻融环境下的劣化行为以及裹浆煤矸石混凝土的强度和耐久性能,并分析骨料性能强化与混凝土性能提升的相关性。采用XRD、SEM分析原状煤矸石骨料与裹浆煤矸石骨料干湿、冻融循环前后的矿物组成、微观形貌和界面过渡区。结果表明,原状煤矸石骨料吸水率高,硬度低,在干湿、冻融环境下劣化明显,裹浆后煤矸石骨料性能提升。原状煤矸石混凝土强度与耐久性能较差,裹浆后煤矸石混凝土性能得到增强,骨料性能与混凝土性能相关性良好。煤矸石骨料劣化的主要原因是黏土矿物吸水后在干湿、冻融环境下软化失稳,而裹浆可以起到隔绝水分的作用,从而使骨料性能得到强化。骨料强化以及骨料与砂浆基体的结合程度提高共同促进了裹浆煤矸石混凝土性能提升。     

不同吸水率粗骨料对混凝土强度和干燥收缩性能的影响

试验以不同吸水率粗骨料(天然碎石、再生骨料、煤矸石骨料)配制C20、C30混凝土,对不同吸水率粗骨料混凝土抗压强度及抵抗干燥收缩性能进行基础性试验研究,阐明不同吸水率粗骨料所保有的水分对混凝土强度及干燥收缩性能的影响.试验结果表明,随着养护龄期的增加,不同吸水率、不同强度等级混凝土的抗压强度也随之增加;和天然混凝土对比分析来看,再生粗骨料混凝土与自燃煤矸石粗骨料混凝土的强度略有下降.当混凝土强度等级相同时,在7d以内相对较短干燥收缩龄期时内吸水率最大的自燃煤矸石混凝土的干燥收缩长度变化率反而最小,再生粗骨料混凝土试件次之,普通混凝土试件的干燥收缩率最大;但7d以后随着干燥收缩龄期的增加,吸水率最大的自燃煤矸石混凝土的干燥收缩长度变化率却最大,所对应的质量损失率也会加大.     

煤矸石改性的研究进展

对国内外煤矸石的改性及其制备性能优异的化工材料的情况进行了综述,阐述了煤矸石通过改性制备吸附剂、橡胶补强填充剂、塑料填充剂的研究现状。分析了煤矸石在改性中存在的问题,并在煤矸石改性作负载型光催化剂等方面提出了建设性的意见。     

煤矸石混凝土水分传输及分布预测

为了研究煤矸石作为粗骨料对混凝土耐久性的影响,参照ASTM C1585-13推荐的方法,通过试验对煤矸石粗骨料混凝土的吸水性进行了研究,其中煤矸石替代传统粗骨料的质量比分别为0%,30%,60%,100%.分析了煤矸石掺量对混凝土吸水性能的影响,对比了各组试件的初始吸水率和第二阶段吸水率.结果表明:煤矸石混凝土的吸水率呈现两阶段特征.煤矸石粗骨料的掺量对混凝土的吸水性有显著的影响,当煤矸石替代30%的传统粗骨料时,试件的初始吸水率和第二阶段吸水率与未掺煤矸石试件的初始吸水率和第二阶段吸水率相差不大,但是当煤矸石的替代量大于60%时,试件的初始吸水率和第二阶段吸水率会明显增大,说明煤矸石掺量影响混凝土的耐久性.最后根据吸水试验的结果,结合非饱和毛细吸水的相关理论,对煤矸石混凝土内水分分布进行了预测.     

特种骨料混凝土的研究进展

骨料是水泥混凝土的主要组成,随着水泥混凝土技术的发展与应用场景的拓展,某些基本性能、表面状态与天然砂石骨料有较大差异的特种骨料逐渐引起人们的重视。例如通过使用轻质/重骨料是满足高层与大跨结构、桥梁悬臂施工、建筑地基抗浮等重大工程对混凝土特殊密度需求的主要手段。同时,利用再生骨料替代天然骨料制备再生骨料混凝土,可有效解决天然砂石资源匮乏与废弃物混凝土资源化利用的问题。这些特种骨料在应用过程中存在着某些共性的科学与技术问题,所配制混凝土的性能、界面过渡区结构、施工特性等与普通水泥混凝土有着显著的区别。本文综述了轻骨料混凝土、重混凝土以及再生骨料混凝土三类特种骨料混凝土的研究进展与发展趋势,重点介绍了特种骨料的性质、混凝土界面过渡区结构与混凝土施工性能等方面的技术现状,最后对上述特种骨料混凝土的未来发展方向提出一定的建议。     

掺合料对自燃煤矸石砂轻混凝土抗渗和抗冻影响

自燃煤矸石粗骨料在表面质构和强度等方面,与天然碎石存在较大差异,特别是多孔、吸水,使其作为粗骨料配制的混凝土耐久性受到工程界质疑.采用正交试验,研究硅灰、粉煤灰等复掺对自燃煤矸石砂轻混凝土抗氯离子渗透和抗冻性能的影响.结果表明:硅灰掺量对自燃煤矸石砂轻混凝土抗氯离子渗透影响非常显著、对抗冻性能影响不明显,粉煤灰掺量对自燃煤矸石砂轻混凝土抗冻性能影响非常显著、对抗氯离子渗透影响不明显;扫描电镜表征,硅灰、粉煤灰以及矿渣复掺的综合效应,使混凝土结构密实、火山灰反应更加充分,Ca(OH)2含量降低,但冻后出现针状钙矾石.     

煤矸石骨料在混凝土及砂浆中的应用研究

煤矸石是煤矿开采洗选加工过程中产生的固体废物。本文重点开展对煤矸石骨料在混凝土及砂浆中代替或部分代替现用骨料试验研究,得出了混合矸石、砂岩质矸石、页岩质矸石应用的可行性,并提出了合理应用建议。     

化学溶液预处理再生粗骨料对再生混凝土改性的影响

为研究不同浓度的硅酸钠溶液和硅烷溶液复合改性再生粗骨料对再生混凝土力学与变形性能及微观结构的影响,通过立方体抗压强度试验研究复合改性对再生混凝土力学性能的影响,同时基于数字图像相关(DIC)方法研究复合改性对再生混凝土变形性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)微观测试方法分析改性再生混凝土内部微观结构。结果表明:质量分数为5%的硅酸钠溶液和质量分数为10%的硅烷溶液改性后的再生粗骨料24 h吸水率降幅最大,由其制成的再生混凝土28 d抗压强度显著提高,较未改性再生混凝土提高了35.80%;硅酸钠溶液和硅烷溶液复合改性再生粗骨料可有效减小再生混凝土的变形,应力较大时,可阻止应力过度集中,使再生混凝土整体变形性能较好;此外,还可以改善再生粗骨料表面疏松结构和粗糙程度,加强骨料与砂浆界面过渡区(ITZ)性能,但对于新、旧砂浆ITZ性能的改善不明显。     

Assessment of recycling process induced damage sensitivity of recycled concrete aggregates

This paper evaluates the complex nature of recycled concrete aggregates that are susceptible to damage due to recycling. The study was carried out by microstructural assessment techniques beyond the standard testing methods normally specified for aggregates. The laboratory produced recycled concrete aggregates were investigated using fluorescent microscopy and image analysis. Contrary to common opinion, microstructural studies showed that adhered mortar (AM) is not always the primary parameter determining the quality of the recycled coarse aggregate. Sandstone coarse aggregate originally had defects in the form of voids and cracks. Further processing of the recycled coarse aggregate changed the microstructural profile of the material and enhanced their properties. The unusual results of the performance tests carried out on the recycled aggregate concretes could be explained with the findings of microscopic level investigations.     

原状煤矸石骨料强化工艺研究

以陕西铜川原状煤矸石为研究对象,对其进行分拣、破碎、分级等工艺处理,重点进行煤矸石的化学强化和表面包覆相关实验。选用粒径为2.36~4.75 mm的煤矸石,采用不同的强化剂和包覆粉来提高其强度和耐水性。研究发现,当用硅酸盐类强化剂B（质量分数为6%）掺入0.7%土壤固化剂进行复配后的溶液作强化剂,对煤矸石强化效果最明显;在液体强化后的煤矸石表面用水泥和某尾矿粉质量比为1:1.2进行包覆处理,包覆量为煤矸石质量的25%,所制得的产品干压碎值约降低50%,耐水性约提高85%,所制得的煤矸石骨料产品性能良好。将所制得的煤矸石骨料产品替代部分石灰岩用作水泥砂浆集料,相比原状煤矸石砂浆,强化后的煤矸石水泥砂浆抗折、抗压强度都有提高。     

煤矸石对泡沫混凝土孔结构的影响

本文将粉磨之后的煤矸石替代部分水泥掺入到混凝土中,通过物理发泡工艺制备煤矸石泡沫混凝土。采用FiJi-imageJ图像分析技术等对泡沫混凝土的孔径分布、平均孔径、气孔直径等进行表征,分析了煤矸石改善泡沫混凝土成孔的原因以及煤矸石粉磨粒径对泡沫混凝土抗压强度的影响。结果表明:当掺入粒径为45 μm的煤矸石粉时,泡沫混凝土的强度随着掺量的增加逐步下降,而掺入粒径为15 μm的煤矸石粉时,强度则随掺量的增加呈先上升后下降的趋势;在调节孔结构方面,粒径为45 μm的煤矸石粉优于粒径为15 μm的煤矸石粉,并在50%(质量分数)掺量下达到最优效果。     

再生骨料对混凝土力学性能及耐久性影响的研究

针对再生骨料由于本身结构缺陷的原因,造成混凝土力学性能和耐久性不良的问题,采用再生骨料裹浆预处理和密实骨架堆积配合比设计方法,弥补再生骨料的结构缺陷,提高混凝土密实程度,使得再生骨料混凝土的抗压强度和抗碳化性能、抗氯离子渗透性能得到有效改善。     

Properties of concrete made with recycled aggregate from partially hydrated old concrete

Concrete having a 28-day compressive strength of 28 MPa was crushed at ages 1, 3 and 28 days to serve as a source of aggregate for new concretes, simulating the situation prevailing in precast concrete plants. The properties of the recycled aggregate and of the new concrete made from it, with nearly 100% of aggregate replacement, were tested.Significant differences were observed between the properties of the recycled aggregates of various particle size groups, while the crushing age had almost no effect. The properties of the concrete made with recycled aggregates were inferior to those of concrete made with virgin aggregates. Effects of crushing age were moderate: concrete made with aggregates crushed at age 3 days exhibited better properties than those made with aggregates of the other crushing ages, when a strong cement matrix was used. An opposite trend was seen when a weaker cement matrix was used. Some latent cementing capacity was seen in the recycled aggregates crushed at an early age.