高硫尾矿制备复合掺合料及对混凝土性能的影响

通过机械研磨、添加激发剂和化学改性剂,对高硫尾矿进行活性激发 并改性,使用高硫尾矿与矿粉协同 作用制备复合掺合料,并用于 C30 混凝土的制备,研究高硫尾矿对混凝土工 作性能、物理力学性能和耐久性能的影 响。 结果表明,当高硫尾矿粉用量不高于胶凝材料总用量的 30%时,可以有 效改善混凝土的工作性能;混凝土 28 d 抗 压强度随高硫尾矿粉用量的增加而降低,但均可达到同等用量粉煤灰-矿粉 组强度,且混凝土长龄期抗压强度仍稳定 增长;由高硫尾矿粉制备而成的混凝土具有良好的耐久性能(抗氯离子渗透 性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性能)。     

凝灰岩型隧道洞砟机制砂混凝土和易性与力学性能研究

利用杭绍台高速公路隧道洞砟,制备凝灰岩型机制砂,分析了机制砂及石粉特性,研究其对砂浆、混凝土流动性与强度的影响,利用条形筛检测机制砂中片状颗粒,探究不同片状颗粒含量对砂浆与混凝土和易性的影响规律,并研究不同砂率对C30与C35混凝土性能的影响。试验结果表明:凝灰岩型机制砂为硅质机制砂,表面的断键导致石粉易团聚,对亚甲蓝值不敏感,需水量大。随着石粉与片状颗粒含量的增加,砂浆与混凝土的流动性与强度不断降低。凝灰岩片状颗粒含量大于石灰岩片状颗粒含量对强度的影响程度,片状颗粒含量对低水胶比砂浆流动性及强度影响幅度大于高水胶比影响幅度。考虑混凝土的工作性和抗压强度,机制砂中石粉含量宜小于8%,片状颗粒含量宜小于10%,选定C30的砂率为43%,C35的砂率为41%。     

低温环境中新型水泥基材料抗拉性能和微结构的演化行为

低温环境中混凝土的抗拉性能是影响“全混凝土”液化天然气储罐长期安全服役的重要因素。本文研发了一种新型耐低温高性能水泥基材料(CHC),利用拉伸试验机研究了低温循环(20~-165 ℃)前后CHC的抗拉性能,借助压汞孔隙率测试和核磁共振测试分析了CHC的孔结构特征。结果表明,相比于C60混凝土,CHC的总孔隙率较低,抗拉强度较大,峰后变形能力较强。低温循环后,微裂缝的出现和总孔隙率的增加导致CHC和C60混凝土的峰值应力下降。相比于C60混凝土,CHC中裂缝的宽度较小,总孔隙率的增加量较少,故CHC峰值应力的下降幅度较低。本研究证实低温循环前后CHC的抗拉性能均优于C60混凝土,这源于CHC优异的孔结构和钢纤维的掺入。     

硅质机制砂混凝土改善措施及应用研究

分析了2种机制砂石粉的成分、形貌等特点。比较了石粉吸附聚羧酸减水剂的量、改性剂对砂浆扩展度和强度的影响,并应用在2种硅质机制砂混凝土中。试验结果表明:改性剂可有效增加砂浆扩展度,略微提高砂浆强度、对混凝土的初始坍落度可以有效提高,减少混凝土的坍落度损失,对强度没有太大影响。改性剂可以通过超强分散作用来提高硅质机制砂混凝土的工作性,减少硅质石粉的负面影响。     

石英岩型铁尾矿机制砂中石粉的吸附特性及机理

本工作分析了石英岩型铁尾矿机制砂中石粉的特性,考察其对砂浆与混凝土流动度的影响,建立了石粉吸附动力学方程与吸附模型,利用Zeta电位与红外测试方法,揭示了减水剂在石粉表面的吸附方式,并阐述了石粉吸附减水剂的过程与机理.结果表明,石粉中存在链状、层状、架状硅酸盐矿物成分,减水剂在矿物中存在三种吸附方式:离子键作用吸附、石粉表面的钙离子起到桥接作用吸附、表面氢键作用吸附.长石与减水剂的表面吸附最为明显.在低浓度减水剂溶液中,吸附速率满足准二级反应动力学方程,吸附速率排序为:水泥与蒸馏水>石粉与蒸馏水>石粉与水泥过滤液.石粉对减水剂的吸附为单分子吸附,符合Langmuir吸附模型,减水剂在粉体颗粒表面的最大及饱和吸附量顺序与吸附速率相反,石粉对减水剂的吸附强于水泥对减水剂的吸附,在碱性溶液中石粉吸附点活性与数量变大,导致石粉对减水剂的吸附数量增加,吸附作用力增大.     

超低温及低温循环对混凝土材料性能的影响

针对普通预应力混凝土作为液化天然气(LNG)储罐材料在超低温(-165℃)环境中力学性能显著退化的问题,本文研究并评价了低温高性能混凝土(LHC)的低温性能,并对其孔结构特征和低温循环后的力学性能进行分析.结果表明:LHC基体内部105～104 nm的毛细孔数量相对较少,LHC内毛细孔和气孔的体积以及总孔隙率均低于C60混凝土.低温循环后,LHC基体和C60混凝土内部结构发生一定程度的损伤,各种力学参数均呈下降趋势.与C60混凝土相比,在超低温环境中,LHC具有优异的力学性能.     

低浓度全尾砂充填材料泌水及其调控机理

针对低浓度全尾砂充填过程中的泌水造成输送堵管充填体强度不均匀和体积沉缩等问题,进行尾砂级配、胶凝材料用量、料浆浓度、固水材料掺量的正交实验,分析了各种因素对泌水率的影响,根据电阻率(ER)测试、SEM-EDS和XRD探讨了固水材料的作用机理。结果表明,充填料浆的泌水率随着尾砂细颗粒、胶砂比、浓度和固水材料掺量的增加而降低,料浆的浓度和固水材料掺量对泌水率的影响最显著。添加5%的固水材料可使充填材料泌水率降低10%,初始粘度降低30%,2 h粘度降低53%,28 d抗压强度提高20%。固水材料可改善充填材料的孔隙率,提高充填材料水化体系的SO₄^2-浓度和pH值,生成钙矾石、斜方钙沸石以及C-S-H凝胶和硅铝酸盐凝胶的混合物,消耗大量自由水,高分子聚合物通过分子缠绕提高了体系的稳定性,改善了充填材料的泌水现象。     

高密实粉煤灰混凝土的配制与性能研究

探讨了高密实粉煤灰混凝土的配合比设计方法。依据骨料密实堆积观念 ,利用粗细骨料与粉煤灰按照大小粒径致密堆积在一起 ,获得混凝土中骨料间的最小空隙Vv ,再利用Vv来控制混凝土中的浆体用量Vp ,从而减少混凝土中的水泥用量和单位用水量。高密实粉煤灰混凝土由于其骨料颗粒搭配情况良好 ,堆积密实 ,有助于减少骨料间的滑动阻力 ,在高效减水剂作用下 ,能拌制出高流动性、易泵送的混凝土。同时 ,只需少量水泥浆 ,通过骨料间传递应力即可达到致密堆积混凝土的设计强度。工程试验表明 ,高密实粉煤灰混凝土技术性能优异 ,成本低 ,具有很好的应用前景     

富水充填材料蠕变及其硬化体内水分损失特征

为探讨富水充填材料在时效作用下的变形及其硬化体内水分损失特征,本文研究一定水固质量比的富水充填材料在不同应力水平下的蠕变性能,并通过扫描电镜观察、差热-热重分析等实验探讨充填体在蠕变过程前后的形变特征、水分损失及其与外界荷载的关系.结果表明:水固质量比为2.0的富水充填材料失稳破坏的临界应力为1.96 MPa,为其单轴抗压强度的90%;蠕变不会对富水充填材料中结合水含量造成影响;富水充填材料失稳破坏时内部结构发生非结合水的流失,非结合水含量损失相对值与所受荷载水平呈线性正相关关系;非结合水的流失导致结构内部出现更多的空隙,这些空隙在外界荷载作用下会迅速被压密,产生较大变形,导致充填体局部失稳,进而影响采空区的整体稳定.