铅锌尾矿砂混凝土对伽马射线屏蔽性能影响的研究

按0%、20%、40%、60%、80%、100%的比例以铅锌尾矿砂替代普通河砂,制备铅锌尾矿砂混凝土。对铅锌尾矿砂混凝土进行伽马射线屏蔽性能测试以及坍落度、抗压强度等试验,并与普通混凝土进行比较。试验结果表明:随着尾矿砂掺量的增加,伽马射线吸收系数μ逐渐增大,屏蔽性能更好,而坍落度有所下降,掺量增加到80%、100%时,坍落度的变化较大;同普通混凝土相比,用铅锌尾矿砂制备的混凝土强度会随着尾矿砂掺量的增加而降低,且幅度较大。     

铅锌尾矿砂对不同强度等级混凝土影响分析

用川西北某铅锌尾矿砂部分替代天然砂配制不同强度等级混凝土,分别测试了不同替代率C25～C40混凝土3 d、7 d、14 d、28 d的抗压强度。结果表明,不同替代率的混合砂混凝土抗压强度随时间的增长规律同普通混凝土增长一致;对于四种不同强度等级的混合砂混凝土,28 d抗压强度值随替代率的增加先增大后减小且都大于天然砂混凝土,抗压强度增长率最大是替代率为50%的C20混凝土,增长率达到48.1%。通过试验验证,该矿铅锌尾矿砂可作为建筑材料使用。     

废弃阴极射线管玻璃对混凝土屏蔽性能的影响

用占细骨料总量0、20%、40%、60%的废弃阴极射线管(CRT)玻璃分别和100%、80%、60%、40%的普通河砂、磁铁矿砂配制出两种不同细骨料混凝土试件,进行了坍落度、抗压强度、γ射线屏蔽性能的测试。结果表明,随着细骨料中CRT废玻璃比例的提高,新拌混凝土坍落度随之变大,28d立方体试块抗压强度有所降低,混凝土对γ射线的屏蔽效果逐渐增强;当CRT在普通河砂混凝土中掺量达到60%时,配制出的混凝土屏蔽能力接近100%磁铁矿砂混凝土,说明CRT玻璃可以作为一种新型防辐射材料,为防辐射混凝土的研究提供一定参考。     

铜尾矿砂对C50混凝土力学性能和耐久性的影响

用铜尾矿砂替代部分天然砂配制C50混凝土,研究其掺量对C50混凝土力学性能、抗氯离子渗透性、干燥收缩性能及抗冻性的影响。结果表明:当铜尾矿砂掺量为10%～30%时,混凝土各龄期抗压和抗折强度均随铜尾矿砂掺量的增加而逐渐提高;当铜尾矿砂掺量为40%时,混凝土的7 d、28 d抗压和抗折强度与天然砂混凝土相当。铜尾矿砂的掺入能提高混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性;随着铜尾矿砂掺量的增加,铜尾矿砂混凝土各龄期的干燥收缩率显著增大。     

废黏土砖颗粒对砂浆强度的影响

研究了废黏土砖颗粒以不同比例替代河砂时砂浆强度的变化规律。结果表明,废砖颗粒替代河砂可以提高砂浆3 d、7 d、28 d的抗折强度和砂浆3 d、7 d的抗压强度。随着废砖颗粒掺量的增加,砂浆的抗折强度、抗压强度先提高后降低,在废砖颗粒掺量为40%~60%时,其强度有最大值。废砖颗粒替代河砂降低了砂浆的28 d抗压强度,28 d抗压强度随着废砖颗粒掺量的增加而降低,当废砖颗粒掺量>40%时,抗压强度急剧降低。     

铁尾矿砂碎砖混凝土和易性与抗压强度试验研究

分别用碎砖取代30%、40%、50%、100%的碎石,用铁尾矿砂取代25%、50%的河砂,配制强度等级为C40的再生混凝土,测定了混凝土的和易性和抗压强度。试验结果表明,随着碎砖掺量的增加,混凝土坍落度下降,坍落度经时损失值增大,抗压强度降低。而铁尾矿砂掺量对混凝土的坍落度和抗压强度影响均不明显。     

废黏土砖颗粒对砂浆强度的影响

研究了废黏土砖颗粒以不同比例替代河砂时砂浆强度的变化规律。结果表明,废砖颗粒替代河砂可以提高砂浆3 d、7 d、28 d的抗折强度和砂浆3 d、7 d的抗压强度。随着废砖颗粒掺量的增加,砂浆的抗折强度、抗压强度先提高后降低,在废砖颗粒掺量为40%-60%时,其强度有最大值。废砖颗粒替代河砂降低了砂浆的28 d抗压强度,28 d抗压强度随着废砖颗粒掺量的增加而降低,当废砖颗粒掺量〉40%时,抗压强度急剧降低。     

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。     

铁尾矿砂混凝土路用性能试验研究

以铁尾矿砂混凝土为研究对象,将不同比例的铁尾矿砂与天然砂混合制备铁尾矿砂混凝土用于道路工程领域,研究铁尾矿砂掺量对混凝土抗弯拉强度、抗压强度、劈裂强度、抗渗性、干缩性和耐磨性的影响。结果表明:掺加铁尾矿砂的各组混凝土拌合物工作性良好,达到了路用新拌混凝土的施工要求;所有尾矿砂混合混凝土28 d时的抗弯拉强度和抗压强度均达到设计要求,28 d抗弯拉强度和抗压强度较7 d增幅分别在45%～111%和36%～50%之间,随着铁尾矿砂掺量的增加,干缩应变值增加28.1μm,抗渗性减少8.2 mm,磨损量增加0.09 kg/m2。     

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。     

铁尾矿砂混凝土梁受剪性能试验研究

为研究铁尾矿砂混凝土简支梁与普通混凝土简支梁受剪性能的差异,完成了12根铁尾矿砂混凝土梁和3根普通河砂混凝土梁的受剪承载力试验,试验梁变化参数为混凝土强度等级（C30、C40和C50）、剪跨比（2.0和2.5）和配箍率（0.14%、0.19%和0.28%）;分析了铁尾矿砂混凝土梁受剪破坏形态和斜截面受力特点,探讨了ACI 318-08和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》普通混凝土梁受剪承载力计算式对铁尾矿砂混凝土梁受剪承载力的适用性。结果表明：铁尾矿砂混凝土梁与普通混凝土梁的受剪破坏形态相同;相同混凝土强度等级下铁尾矿砂混凝土梁受剪承载力比普通混凝土梁受剪承载力高;在相同荷载作用下,铁尾矿砂混凝土梁的箍筋应变大于普通混凝土梁;普通混凝土梁受剪承载力计算式适用于铁尾矿砂混凝土梁,具有一定安全储备;提出的适用于集中荷载作用下剪压破坏的铁尾矿砂混凝土梁受剪承载力计算算式,其精度高于GB 50010—2010的计算结果。     

铁尾矿砂再生骨料混凝土力学性能研究

通过16组256块试验对铁尾矿砂不同取代率和再生粗骨料不同服役年限的再生混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度进行了试验研究。研究结果表明:对于立方体、轴心抗压强度,在不同铁尾矿砂取代率的情况下均超过普通混凝土对应的强度;对于劈裂抗拉强度,当在30%取代率下,RAC-1、RAC-2、RAC-3分别比普通混凝土增加了13.38%、11.15%、11.46%,其强度也都超过普通混凝土的强度。通过对试件的微观形貌分析,只有30%的铁尾矿和30%的再生骨料能达到最佳的粒径分布,从而提高了混凝土的内部密实度和强度。     

Fresh and hardened properties of high-strength concrete incorporating byproduct fine crushed aggregate as partial replacement of natural sand

This paper presents the fresh and hardened properties of high-strength concrete comprising byproduct fine crushed aggregates (FCAs) sourced from the crushing of three different types of rocks, namely granophyre, basalt, and granite. The lowest void contents of the combined fine aggregates were observed when 40% to 60% of natural sand is replaced by the FCAs. By the replacement of 40% FCAs, the slump and bleeding of concrete with a water-to-cement ratio of 0.45 decreased by approximately 15% and 50%, respectively, owing to the relatively high fines content of the FCAs. The 28 d compressive strength of concrete was 50 MPa when 40% FCAs were used. The slight decrease in tensile strength from the FCAs is attributed to the flakiness of the particles. The correlations between the splitting tensile and compressive strengths of normal concrete provided in the AS 3600 and ACI 318 design standards are applicable for concrete using the FCAs as partial replacement of sand. The maximum 56 d drying shrinkage is 520 microstrains, which is significantly less than the recommended limit of 1000 microstrains by AS 3600 for concrete. Therefore, the use of these byproduct FCAs can be considered as a sustainable alternative option for the production of high-strength green concrete.     

橡胶粉透水混凝土早期力学性能及冻融循环性能研究

将20、60、80目三种不同粒径的橡胶粉颗粒分别以6%、8%、12%3种掺量掺入透水混凝土中,通过对透水率、不同龄期的立方体抗压强度、冻融循环试验和微观角度分析,研究了不同粒径和掺量的橡胶粉对透水混凝土各项性能的影响。结果表明:在透水混凝土中掺入橡胶粉,使透水率发生大幅度下降;使早期抗压强度整体呈下降趋势,但橡胶粉掺量为6%80目的透水混凝土28 d抗压强度较普通透水混凝土提升了6.73%;使冻融循环性能得到提高。     

利用海砂制备高性能混凝土试验研究

研究了细集料砂对水泥胶砂性能的影响,并以海砂为细骨料制备高性能混凝土,分别进行了C60、C100等级海砂高性能混凝土工作性能、力学性能以及耐久性能试验研究。结果表明:海砂水泥胶砂抗压强度比河砂低,但是抗折强度要高于河砂;海砂制备同等级高性能混凝土的工作性、28 d抗压强度及劈裂抗拉强度要优于天然河砂,且早期强度发展迅速;采用电通量法和NEL法评价的氯离子渗透性都处于很低的水平,为海砂混凝土的研究与应用提供了研究基础,为制定海砂混凝土应用技术规范提供重要参考。     

海水海砂再生混凝土的基本力学性能

利用海水、原状海砂及再生粗骨料,制备了设计预期强度为C20~C50的海水海砂再生混凝土。通过240个标准立方体(150 mm×150 mm×150 mm)和96个棱柱体(150 mm×150 mm×300 mm)试件,完成了工作性能、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量试验,研究了海水海砂再生混凝土的基本力学性能;最后基于试验数据,得到了海水海砂再生混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度关系公式以及弹性模量与轴心抗压强度关系公式。结果表明:海水海砂再生混凝土工作性能良好,C40和C50强度等级的坍落度比一般再生混凝土分别提高5%和33%;立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度随着龄期变长而增加,且长期强度趋于稳定;与普通混凝土相比,海水海砂再生混凝土7 d立方体抗压强度提高13%~52%,28 d抗压强度降低约5%,90 d抗压强度降低约15%,180 d抗压强度降低18%~29%;海水海砂再生混凝土28 d弹性模量比普通混凝土略有降低,降低幅度在14%以内;再生粗骨料对混凝土力学性能、工作性能的影响大于海水海砂。     

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。     

Compressive behavior and microstructure of concrete mixed with natural seawater and sea sand

Noncorrosive reinforcement materials facilitate producing structural concrete with seawater and sea sand. This study investigated the properties of seawater and sea sand concrete (SSC), considering the curing age (3, 7, 14, 21, 28, 60, and 150 d) and strength grade (C30, C40, and C60). The compressive behavior of SSC was obtained by compressive tests and digital image correction (DIC) technique. Scanning electron microscope (SEM) and X-ray powder diffraction (XRD) methods were applied to understand the microstructure and hydration products of cement in SSC. Results revealed a 30% decrease in compressive strength for C30 and C40 SSC from 60 to 150 d, and a less than 5% decrease for C60 from 28 to 150 d. DIC results revealed significant cracking and crushing from 80% to 100% of compressive strength. SEM images showed a more compact microstructure in higher strength SSC. XRD patterns identified Friedel’s salt phase due to the chlorides brought by seawater and sea sand. The findings in this study can provide more insights into the microstructure of SSC along with its short- and long-term compressive behavior.     

牡蛎壳替代部分细骨料对混凝土基本性能影响机理的研究

为研究牡蛎壳替代部分细骨料混凝土强度降低的影响机理,设计了细骨料替代率分别为0、20%、40%、60%的混凝土。标准养护在规定龄期进行和易性、吸湿性,强度、TGA和SEM试验。结果表明:牡蛎壳混凝土抗压强度发展规律与普通混凝土一致。含有牡蛎壳的混凝土水化硬化后CaCO3的含量随牡蛎壳的增加而增多,混凝土内部结构也越松散。牡蛎壳混凝土比普通混凝土的吸湿性好,可以利用牡蛎壳混凝土调节环境干湿度。     

原状粉煤灰-铁尾矿泡沫混凝土的性能研究

采用Design-Expert软件研究了原状粉煤灰及铁尾矿砂对泡沫混凝土干密度、吸水率及抗压强度的影响,并观察了泡沫混凝土断面的细观结构。结果表明:原状粉煤灰掺量的增加会使泡沫混凝土的干密度和吸水率降低,当原状粉煤灰掺量占胶凝材料的40%时,泡沫混凝土的抗压强度最高;固定粉煤灰掺量为40%,铁尾矿砂掺量在0~50%范围内增加会使泡沫混凝土的干密度和抗压强度增加,吸水率降低;当原状粉煤灰掺量<40%时,原状粉煤灰掺量越多,泡沫混凝土内部的气泡越稳定;铁尾矿砂掺量的增加可使泡沫混凝土的孔径减小,密实度增加。