钢渣-复掺纳米SiO_2混凝土力学性能试验研究

钢渣复掺纳米SiO_2混凝土是一种新型环保型建筑材料,通过对加入不同钢渣掺量以及不同类型纳米SiO_2的混凝土抗压强度以及劈裂抗拉强度的研究,得出了钢渣复掺纳米SiO_2混凝土的力学性能的变化规律。试验结果表明:钢渣混凝土在钢渣掺量为20%时,其28 d抗压强度和劈裂抗拉强度达到最大值,分别是38.4 MPa和2.54 MPa;纳米SiO_2的加入能够有效提升钢渣混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度;3种纳米SiO_2对钢渣混凝土强度的提升作用由大到小顺序依次是:SP15SP30SP50;选用SP15型或SP30型纳米SiO_2时,钢渣复掺纳米SiO_2混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度在钢渣掺量为30%时达到最大值。     

钢渣-纳米SiO_2复掺混凝土抗压强度及耐久性能研究

研究了钢渣单掺及钢渣与纳米SiO_2复掺的钢渣混凝土工作性能、抗压强度及耐久性能。结果表明,掺加钢渣有利于提高混凝土的流动性、抗压强度及耐久性能,钢渣掺量为20%时,钢渣混凝土抗压强度较未掺钢渣的提高9.98%,氯离子迁移系数降低14.08%。在钢渣混凝土中掺加纳米SiO_2可以进一步改善钢渣混凝土抗压强度、耐久性能,通过掺加纳米SiO_2来进一步提高钢渣混凝土中钢渣取代率是可行的。     

钢渣-复掺纳米SiO_2混凝土与钢筋粘结锚固性能试验研究

通过在混凝土中单掺钢渣和双掺钢渣与纳米SiO_2 进行试验,研究其掺量与粘结应力的关系,结果表明,双掺钢渣和纳米SiO_2 对其粘结应力影响较为明显;当钢渣掺量为20%时粘结应力最高;粘结应力与抗拉强度呈正相关性;粘结应力随抗拉强度的变化呈线性发展;粘结应力值和普通混凝土一样,也可根据抗压强度和抗拉强度进行推导。     

钢渣复掺纳米SiO_2混凝土静力受压弹性模量试验研究

基于试验研究了钢渣混凝土和钢渣复掺纳米二氧化硅混凝土的轴心抗压强度和静力受压弹性模量。试验结果表明:钢渣掺量为20%时,钢渣混凝土的轴心抗压强度和弹性模量达到最大值,分别为46.1 MPa和37.6 GPa;复掺纳米二氧化硅能有效地提高混凝土的轴心抗压强度和弹性模量,增强其抵抗变形的能力;钢渣混凝土和钢渣复掺纳米二氧化硅混凝土的泊松比均与普通混凝土差别不大。     

改性纳米(SiO2)掺合料RAC力学性能试验研究

为了研究纳米SiO_2对RAC抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,对10组180个再生粗骨料替代率为30%和50%的纳米SiO_2掺合料RAC进行试验研究,分析了不同纳米SiO_2掺量以及不同掺再生粗骨料对RAC抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,研究结果表明:各龄期下,当纳米SiO_2掺量相等时,再生粗骨料替代率50%的RAC抗压强度小于替代率为30%RAC的抗压强度,其中再生骨料替代率为30%的RAC抗压强度在纳米SiO_2掺量为0.8%达到最大值,而再生骨料替代率为50%的RAC抗压强度在纳米SiO_2掺量为1.5%达到最大值;RAC中掺入不同量的纳米SiO_2,其各龄期下抗压强度和劈裂抗拉强度基本呈现先增长后下降的趋势;抗压强度和劈裂抗拉强度在龄期和纳米SiO_2掺量一定的基础上,抗压强度和劈裂抗拉强度基本呈正相关;再生粗骨料替代率30%和50%两种RAC中,掺入不同量的纳米SiO_2,其抗压强度和劈裂抗拉强度在前14d增长较快,后期增长较为缓慢。证明纳米SiO_2对于RAC早期强度影响较大。通过对纳米SiO_2掺合料RAC进行研究,为工程实际运用提供借鉴意义。     

钢渣粉取代矿渣粉配制水泥混凝土的试验研究

在采用矿渣粉和粉煤灰复掺的基础上,以钢渣粉等比例取代矿渣粉,研究钢渣粉对混凝土工作性能、抗压强度、劈裂抗拉强度、微观结构和水化产物的影响。结果表明,钢渣粉与矿渣粉复掺有利于提高混凝土的流动性、抗压强度和劈裂抗拉强度,掺钢渣粉混凝土微观结构致密,钢渣粉水化速度介于矿渣粉和粉煤灰之间。     

纳米SiO2和粉煤灰复掺对再生混凝土性能的影响

使用质量取代法研究粉煤灰和纳米SiO₂单掺及复掺对再生混凝土(RAC)工作性能、抗压强度(7,28,90 d)、抗折强度(28 d)和劈裂抗拉强度(28 d)的影响。浇筑试样时,基于现有的搅拌方式,提出了新的两阶段搅拌法,先将再生粗骨料和纳米SiO₂、附加水进行搅拌,使得部分纳米SiO₂颗粒能够被再生粗骨料吸收,用于填补老砂浆孔隙和微裂缝。结果表明:随着纳米SiO₂掺量增加,再生混凝土的坍落度逐渐减小,复掺粉煤灰能够减少纳米SiO₂引起的坍落度损失; 粉煤灰掺量不变的情况下,再生混凝土抗压、抗折和劈裂抗拉强度随着纳米SiO₂掺量的增加而增加; 复掺纳米SiO₂和粉煤灰不但能够补偿再生混凝土由粉煤灰引起的早期强度降低,而且90 d龄期抗压强度明显高于2种材料单掺的再生混凝土; 纳米SiO₂掺量(质量分数)为1%时,再生混凝土在90 d龄期的抗压强度相对再生混凝土提高了3.0 MPa; 复掺纳米SiO₂和粉煤灰对再生混凝土的抗折强度、劈裂抗拉强度也有显著提升,S2F30的抗折强度相对于F30增加了24.17%,且劈裂抗拉强度高于2种材料单掺的再生混凝土,相对于F30提高了12.68%。     

纤维掺量对聚丙烯纤维再生砖混凝土力学性能的影响

通过制备8种不同纤维掺量的聚丙烯纤维再生砖混凝土(PFRB混凝土)进行单因素试验,分析纤维掺量对其力学性能(立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度)的影响,得到了立方体抗压强度和轴心抗压强度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度之间的关系式,并建立了不同纤维掺量下PFRB混凝土受压应力-应变全曲线方程。试验发现:随着纤维掺量增大,PFRB混凝土的轴心抗压强度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均先增加后降低,并且都在纤维掺量为0.1%时达到最大。     

钢渣骨料混凝土基本力学性能研究

通过正交试验研究钢渣粗骨料掺量(20%、40%、60%)、细骨料掺量(20%、40%、60%)和砂率(0.38、0.40、0.42)对混凝土工作性能、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度的影响,得到钢渣骨料混凝土基本力学性能的变化规律。结果表明：钢渣作为骨料掺入混凝土能提高其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度,且在20%～60%的掺量变化区间内,随着钢渣掺量的提高,钢渣骨料混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度有不同程度下降,同时会对混凝土的流动性能造成不利影响。通过极差分析,最终得出当钢渣砂掺量为20%、钢渣石掺量为20%,砂率为0.38时,制备出的C40钢渣骨料混凝土在力学性能及实际应用上较为优良。钢渣骨料混凝土基本力学性能的改良与钢渣骨料与水泥石的胶结密切相关。     

纳米二氧化硅改性再生混凝土力学性能试验研究

对再生混凝土以及经过0.5%~1.5%的纳米二氧化硅改性的再生混凝土进行了轴心抗压试验和劈裂抗拉试验,研究掺入不同掺量的纳米二氧化硅对再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和泊松比等力学性能的影响。试验结果表明:当纳米二氧化硅掺量为0~1.5%时,纳米改性再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和峰值应变均比未改性前高,而泊松比却有所降低,纳米二氧化硅对再生混凝土的力学性能有一定的增强作用。     

钢纤维和聚丙烯纤维再生混凝土力学性能研究

研究了不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土的轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量的影响。并给出了各个力学性能与纤维掺量的经验公式。试验结果表明:钢纤维和聚丙烯纤维的掺入对再生混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及弹性模量均有不同程度提高,其中对劈裂抗拉强度的提升最为显著,对轴心抗压强度的提升不明显,对弹性模量的影响较小。钢纤维掺量为2%时,劈裂抗拉强度、抗折强度分别提高44.8%、34.0%,钢纤维掺量为1.5%时,轴心抗压强度、弹性模量分别提高19.4%、10.5%。聚丙烯纤维掺量为0.8 kg/m3时,轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量分别提高15.8%、40.5%、39.6%、7.7%。     

纳米SiO_2和纳米CaCO_3改善混凝土抗冻性能试验

研究了纳米SiO2和纳米CaCO3对混凝土7d、28d和78d抗压强度、劈裂抗拉强度及混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明,纳米SiO2能显著改善混凝土力学性能和抗冻性能,试验中最优掺量为2%;纳米CaCO3能显著改善混凝土劈裂抗拉强度和抗冻性能,但对抗压强度影响不显著,试验中最优掺量为3%。     

基于宏-细观尺度的钢渣混凝土力学性能研究

为研究钢渣细骨料混凝土的力学性能,配制了钢渣替代率为0、10%、20%、30%的砂浆和混凝土,进行砂浆抗压强度、混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度试验。结果表明：粒化钢渣具有界面过渡区,可以减弱钢渣砂浆的抗压强度;钢渣具有一定的水化活性,可以提高砂浆的水灰比,进而提高砂浆的抗压强度;钢渣掺量为20%时,混凝土试件的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度最大;钢渣掺量为30%时,混凝土试件的抗折强度最大。基于细观尺度,将钢渣混凝土看作由砂浆、粗骨料、钢渣颗粒、砂浆-粗骨料界面和砂浆-钢渣颗粒界面组成的五相复合材料。建立钢渣混凝土细观数值模型,模拟不同钢渣掺量的混凝土立方体抗压强度、抗折强度、荷载-挠度曲线。模拟结果与试验结果符合较好,验证了细观模型的正确性。     

复合改性再生混凝土抗氯离子渗透性能

提出了粉煤灰和纳米SiO_2的复合改性方法,使用质量取代法,研究了粉煤灰和纳米SiO_2单掺及复掺对再生混凝土(RAC)抗氯离子渗透性能(84 d)的影响。结果表明,再生粗骨料全部取代天然粗骨料会显著降低抗氯离子渗透性能,84 d氯离子迁移系数和电通量分别提高了101.7%和89.1%;单掺SiO_2或粉煤灰时,随着取代率的提高抗氯离子渗透性能越好。复掺纳米SiO_2和粉煤灰能够产生叠加效应,显著提高RAC的抗氯离子渗透性能,其中复掺2%纳米SiO_2与30%粉煤灰时84 d氯离子迁移系数和电通量分别降低了72.3%和89.1%,甚至优于普通混凝土,并且相同掺量的纳米SiO_2对30%的粉煤灰改性效果更好。     

钢纤维混凝土基本力学性能试验研究

为使钢纤维混凝土在工程结构中得到有效的应用,对不同体积掺量的钢纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度、轴心受压应力-应变关系曲线及弹性模量等进行了试验研究,分析了钢纤维掺量对钢纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的影响。研究结果表明:当钢纤维体积掺量为1.5%时,28 d混凝土立方体抗压强度增加23.8%,劈裂抗拉强度提高78.7%;对混凝土轴心受压强度和弹性模量有一定程度的增加,但增幅较小;不同掺量的钢纤维混凝土试件泊松比在0.17～0.20之间变化。     

钢纤维再生混凝土抗拉试验研究

向再生混凝土中加入不同掺量的钢纤维,在普通试验机上测定钢纤维再生混凝土的轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度,以此来确定轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度的关系曲线。在再生混凝土中掺入一定量的钢纤维后,有效提高了其轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度。     

不同钢纤维量活性粉末对混凝土抗拉强度的影响作用

通过探究不同钢纤维量活性粉末对混凝土抗拉轻度的试验,对活性粉末混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度、轴心受拉应力进行测定,进而研究不同钢纤维量体积率对活性粉末混凝土劈裂抗拉强度以及轴心抗拉强度的影响。试验表明,活性粉末混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度会伴随钢纤维掺量的不断增加而呈现出线性增大的规律;指出活性粉末混凝土轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度间的关系,进而建立相对应的数学模型。     

膨胀剂对自密实混凝土力学性能影响

通过试验研究了膨胀剂掺量对自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量等力学性能的影响.结果表明:①随着膨胀剂掺量增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度先提高后降低,存在峰值,但是其静力弹性模量没有明显的变化规律;②与未掺膨胀剂自密实混凝土相比,掺膨胀剂自密实混凝土28 d的抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量均有不同程度提高;⑧不管是否掺入膨胀剂,随着龄期增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量变化规律基本一致.     

钢渣粉和玄武岩纤维对硫氧镁水泥砂浆强度与耐久性能的影响

为研究钢渣粉和玄武岩纤维对硫氧镁水泥(MOC)砂浆强度与耐久性能的影响,对不同钢渣粉掺量和不同玄武岩纤维掺量的MOC砂浆的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗硫酸盐侵蚀性能进行了测试。结果表明:适当掺量的钢渣粉和玄武岩纤维均可提高MOC砂浆的强度和耐久性能,双掺钢渣粉和玄武岩纤维的MOC砂浆在玄武岩纤维掺量为0.9%、钢渣粉掺量为20%～30%时性能较好,其抗压和劈裂抗拉强度较基准组分别提高约30%和80%,且在5%Na_2SO_4溶液中浸泡28 d的强度损失率与基准组砂浆相比减少50%左右。     

纳米SiO_2对混凝土抗压强度的影响作用

通过具体的试验研究不同含量的纳米SiO_2对钢纤维混凝土抗压性能的影响。结果表明掺入纳米SiO_2能提高普通混凝土和钢纤维混凝土的立方体抗压强度,特别是早期抗压强度;纳米SiO_2的能提高普通混凝土和钢纤维混凝土的轴心抗压强度。在一定含量范围内,随纳米SiO_2含量增加,立方体抗拉强度和轴心抗拉强度也相应提高。