煤矸石理化性质对混凝土抗压强度的影响

为研究不同地层的煤矸石物理化学性能及其骨料取代率对煤矸石混凝土力学性能的影响,通过X射线衍射(XRD)、骨料压碎指标、混凝土强度等试验研究了不同地层的煤矸石化学成分、压碎指标及骨料取代率(0、30%、60%与100%)等因素对煤矸石混凝土抗压强度的影响。结果表明:随着煤矸石粗骨料取代率的增加,混凝土的压强度明显降低,细骨料取代则无明显规律;不同地层的煤矸石压碎指标和化学成分相差较大,骨料的压碎指标越小,相应混凝土的抗压强度越高;SiO_2、Al_2O_3、Ca O含量相对较高,Fe_2O_3含量相对低的煤矸石更适合做混凝土的骨料。研究结果可为分类利用煤矸石,提高其资源化利用率提供参考。     

再生粗骨料取代率对混凝土力学性能的影响

系统研究在水灰比相同的情况下,再生粗骨料取代率不同混凝土的力学性能.试验结果表明,随着再生骨料掺入量的增加,混凝土的坍落度、回弹值、抗压强度、劈裂抗拉强度都有不同程度的降低.     

砂率对工业灰渣-陶粒混凝土性能的影响研究

为研究砂率对工业灰渣-陶粒混凝土性能的影响,制作了9组不同砂率的混凝土试件,测得试件3 d、7 d、14 d、28 d的抗压强度,以及28 d的劈裂抗拉强度和碳化深度。研究结果表明:随着砂率的增加,工业灰渣-陶粒混凝土28 d的抗压强度逐渐提高,3 d、7 d、14 d的抗压强度则无明显规律;28 d的劈裂抗拉强度随着砂率的增加基本呈上升趋势,28 d的碳化深度在砂率为100%时发生了显著突变,其余的都接近砂率为0%时对应的碳化深度值。基于该材料的劈裂抗拉强度对数值与抗压强度对数值拟合结果,建立了其拉-压强度关系计算式。     

建筑垃圾充填膏体基本性能的试验研究

为了解决建筑垃圾大量堆积破坏生态环境和矿山充填原材料不足的问题,利用建筑垃圾再生骨料制备矿山充填膏体,分析了建筑垃圾再生骨料的表观密度、堆积密度、吸水率和压碎指标,研究了建筑垃圾再生骨料对矿山充填膏体性能的影响。试验表明:建筑垃圾再生骨料的表观密度和堆积密度小于煤矸石骨料,而吸水率、压碎指标值大于煤矸石骨料;当充填膏体中煤矸石粗骨料或细骨料完全被建筑垃圾再生粗骨料或细骨料替换后,其坍落度、扩展度变小,流动性能变差,粘聚性增强,泌水率降低,28d立方体抗压强度增大。     

再生混凝土的基本力学性能试验研究

分别研究了与普通混凝土水灰比相同和坍落度相同两种情况下再生混凝土的基本力学性能.主要包括两种情况下再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量以及高温后混凝土的残余抗压强度.试验结果表明,在水灰比相同的情况下,再生混凝土的抗压强度较普通混凝土差别不大,但劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量降低以及高温后的残余强度则有所降低.在坍落度相同的情况下,再生混凝土的上述各基本力学性能均有所降低.同时表明,普通混凝土各基本力学性能指标间的关系均不适用于文中研究的两种情况的再生混凝土.     

不同取代方式下煤矸石对低强度混凝土强度的影响

以3种煤矸石取代骨料的方式配置低强度混凝土,研究了煤矸石掺量、类型对低强度混凝土坍落度、力学强度等性能的影响规律,并采用岩石点荷载测试和光学显微镜、扫描电镜等方法分析了煤矸石作为骨料对低强度混凝土强度的影响机理。结果表明:煤矸石对低强混凝土的强度影响不仅与取代方式有关,同时也取决于煤矸石的种类;煤矸石取代间断级配粗骨料30%以上时,混凝土抗压强度最大降低为24.9%;煤矸石全取代粗细骨料,混凝土强度会降低40%～60%;在煤矸石已取代连续粗骨料的前提下若继续取代细骨料,抗压强度会继续下降27%,劈裂抗拉强度会下降24.1%。煤矸石对低强度混凝土的强度降低效应主要是自身强度低以及界面过渡区(煤矸石-水泥)薄弱;为缓解因煤矸石取代所造成的强度"弱"化,可适当通过掺入粉煤灰的方法来改善。     

活性炭储能混凝土力学性能试验与分析

以活性炭为基体吸附癸酸-正辛酸制备相变储能骨料,研究了不同掺量的活性炭骨料、其储能骨料及粉煤灰对混凝土抗压和抗拉性能的影响,以及不同掺量的硅粉对活性炭储能骨料与粉煤灰双掺混凝土的抗压和抗拉性能影响。试验结果表明:活性炭骨料和粉煤灰的掺入会降低混凝土强度。当单掺活性炭骨料在5%～10%,混凝土的抗压和抗拉强度损失率不超过10%;当单掺粉煤灰在10%～15%,混凝土的抗压和抗拉强度损失率不超过10%;当双掺5%活性炭骨料与10%粉煤灰混凝土抗压和抗拉强度损失率不超过10%;当活性炭储能混凝土中掺入10%的硅粉时,混凝土抗压和抗拉强度分别提高16%和10%。     

3D打印铁尾矿砂混凝土的力学和冻融循环耐久性研究

研究铁尾矿砂掺量(0%、15%、30%、45%),加载方向(X、Y、Z),养护龄期(3 d、14 d、28 d)对3D打印铁尾矿砂混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯强度的影响。结果表明:随着铁尾矿砂掺量的增加,3D打印铁尾矿砂混凝土在X、Y、Z方向上的抗压强度均下降,当铁尾矿砂掺量为45%时,3D打印混凝土在X、Y方向上的劈裂抗拉强度较普通混凝土分别降低了17.4%、17.6%,3D打印混凝土在X、Y、Z方向上的抗弯强度较普通混凝土分别提高了25.0%、31.0%和42.4%;3D打印铁尾矿砂混凝土较3D打印普通混凝土在X、Y、Z方向上的抗压强度分别降低了11.1%、19.0%和3.3%,3D打印铁尾矿砂混凝土和3D打印普通混凝土在X方向上的劈裂抗拉强度最高,在Z方向上的抗弯强度最高;掺加铁尾矿砂有利于3D打印混凝土后期力学性能的提升;经历冻融循环100次后,3D打印铁尾矿砂混凝土在Z方向的抗压强度损失率较高,在Y方向上的抗弯强度损失率较高。     

粉煤灰掺量对煤矸石骨料混凝土性能影响研究

为探讨粉煤灰作为矿物掺合料对煤矸石骨料混凝土性能的影响,在制备煤矸石骨料混凝土试件时,掺入0%、15%、25%、35%、50%的粉煤灰来取代等量的水泥,进行抗压强度、碳化性能及干燥收缩性能试验研究。结果表明,煤矸石混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量的增加而有所降低,且均低于未掺粉煤灰时的混凝土抗压强度,但当掺量为15%时,煤矸石混凝土的90 d抗压强度超过同龄期未掺粉煤灰时的混凝土强度;当粉煤灰掺量不超过35%时,对煤矸石混凝土的碳化性能影响不大,粉煤灰掺量达到50%时,煤矸石混凝土的抗碳化能力降低明显;随粉煤灰掺量的增加,煤矸石骨料混凝土的干燥收缩性能得到改善,50%粉煤灰掺量时干燥收缩率最小。试验表明,适量掺入粉煤灰能改善煤矸石骨料混凝土的后期强度及干燥收缩性能,且对碳化性能影响不大,这为煤矸石骨料混凝土掺粉煤灰的应用提供了试验依据。     

不同强化条件下的再生骨料强化探讨

文章通过纯水泥浆、水泥外掺硅粉浆液、水泥外掺粉煤灰浆液、10%水玻璃溶液和4‰PVA溶液5种不同化学浆液对再生骨料进行强化处理,再生骨料的物理特性均有所改善,但在制成混凝土试块后,抗压和抗折强度变化不一,其中效果最好的是经10%水玻璃溶液处理过的再生骨料混凝土,而经水泥外掺粉煤灰浆液处理过的再生骨料混凝土抗压强度反而降低。     

铁尾矿粉-硅粉矿物掺合料对混凝土性能的影响

将研磨后的铁尾矿粉末和硅粉分别按照3∶2和4∶1的比例制备了两种复合矿物掺合料替代水泥进行浆体和混凝土试样的制备。通过微观结构分析、强度和耐久性分析对铁尾矿-硅粉复合矿物掺合料浆体和混凝土的基本性能进行了研究,结果表明：随着复合矿物掺合料掺量的增加,试样的水化反应放热量、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性均逐渐降低;且加入铁尾矿粉可使的硬化浆体试块孔隙结构变大,导致混凝土的抗压强度和冻融耐久性降低;但增加硅粉的掺量可以提高试样的水化反应强度,降低Ca(OH)₂的含量,且硅粉水化反应生产的C-S-H凝胶也可以细化孔结构,从而改善混凝土的微观特性、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性;弥补铁尾矿粉对混凝土性能的负面影响。整体上,改性混凝土的抗压强度在普通混凝土抗压强的85%以上,能满足工程要求。     

耐碱玻璃纤维砖骨料混凝土力学特性试验

采用耐碱玻璃纤维作为唯一因素的试验方法,其体积掺量变化范围取0～0.9%,对二次破碎的砖骨料混凝土立方体抗压强度fcu、轴心抗压强度fc、劈裂抗拉强度ft、静力弹性模量Ec、抗折强度ff、抗裂性、韧性随耐碱玻璃纤维掺量变化规律展开研究。结果表明:适量掺入耐碱玻璃纤维,可起"细微加强筋"作用,对砖骨料混凝土fcu和fc有提升作用,并可明显改善ft和ff;耐碱玻璃纤维掺入量越多,砖骨料混凝土Ec减小幅度越大,但可使韧性显著提高;适量掺入耐碱玻璃纤维,可提高砖骨料混凝土拉压比,降低弹强比,显著提高抗裂性能。因此,建议耐碱玻璃纤维掺量0.4%～0.5%,可使砖骨料混凝土工作性能达到最佳。     

粉煤灰膨胀剂对喷射混凝土力学性能影响试验

基于一定掺量速凝剂条件下,对喷射混凝土掺不同量的粉煤灰与膨胀剂下的力学性能进行了研究。结果表明,单掺膨胀剂的喷射补偿收缩混凝土在膨胀剂掺量为6％时,抗压、劈裂抗拉强度较好;单掺粉煤灰的喷射粉煤灰混凝土,抗压、劈裂抗拉强度随粉煤灰掺量增加而下降;粉煤灰混凝土在膨胀剂掺量为6％、粉煤灰掺量为10％时效果最佳,抗压、劈裂抗拉强度相对于素混凝土分别增加了4．5％、6．6％。     

橡胶粉对喷射混凝土性能的影响

研究了不同橡胶粉等体积取代砂量对喷射混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度以及断裂时变形量的影响,并分析了产生这些影响的原因与机理。研究表明:喷射混凝土28 d抗压强度在橡胶粉取代砂量不超过10%时,均有一定程度的提高,超过10%时,各龄期的抗压强度呈下降趋势。抗折强度随橡胶粉取代砂量的增加先增加后减小;劈裂抗拉强度在橡胶粉掺量不超过10%时均有所增加,在10%~15%时变化不大,超过15%时劈裂抗拉强度降低;喷射混凝土的断裂时变相量在橡胶粉掺量为等体积取代砂量不超过15%时均有所增加,掺量超过15%时有小幅下降;橡胶粉的合适掺量为等体积取代砂量的5%~10%。橡胶粉改善喷射混凝土性能的原因是橡胶粉的掺加使得喷射混凝土断裂形式由脆性断裂转变为韧性断裂。     

基于正交实验金尾矿砂再生混凝土实验研究

为缓解天然砂石资源短缺,采用正交实验对金尾矿砂再生混凝土进行力学研究,选取水灰比、金尾矿砂取代率、再生粗骨料取代率和粉煤灰掺量四个影响因素,得到了金尾矿砂再生混凝土抗压、抗拉强度两种性能指标,并基于力学性能进行了配比优化组合研究。结果表明:水灰比、粉煤灰掺量对两种评价指标影响显著,其次是金尾矿砂取代率,而二次破碎的再生粗骨料对二者影响较小。综合考虑配制金尾矿砂再生混凝土的较佳因素水平方案为水灰比0.45、金尾矿砂取代率30%、再生粗骨料取代率30%、粉煤灰掺量10%。通过对较佳配比浇筑的金尾矿砂再生混凝土与普通混凝土、再生混凝土的两种强度对比和微观分析可知,金尾矿砂应用于再生混凝土中是可行的。      

燃煤矸石喷射混凝土界面结构分析与性能研究

通过自燃煤矸石骨料压碎值、吸水率、粒径分布测定和混凝土抗压强度试验研究了矸石骨料替代天然骨料及碱性拌合水对喷射混凝土抗压强度的影响,并利用SPSS软件对实验数据进行分析。结果表明：骨料类型对混凝土强度影响不显著;碱性拌合水有助于矸石混凝土3 d、28 d强度的提高,而对1 d及石子混凝土各龄期强度影响不明显。SEM观察和分析表明：矸石疏松多孔、易吸水、粗糙的表面特征有利于水泥砂浆的附着,有效降低了高拌合水量下界面处的水灰比,减少了对强度不利的界面过渡区的厚度;碱性的矿井水有助于激发自燃煤矸石中活性SiO₂和Al₂O₃的溶出,这些活性物质与界面处聚集的Ca(OH)₂发生反应产生凝胶,提高了界面过渡区的密实度。     

喷射钢纤维混凝土性能试验研究

 通过不同的配合比和掺入不同体积率的钢纤维混凝土来进行对比,利用抗压、劈裂抗拉和抗折试验分析钢纤维混凝土的性能。结果表明,水灰比为0.5的钢纤维混凝土抗压、抗折、抗拉强度分别比未加钢纤维混凝土提高了10.3%、9.6%和33.5%,水灰比为0.6的钢纤维分别提高了33.8%、10.8%和8.4%;而对于不同掺量的比较中,掺量较高的混凝土强度提高要高一些。由此可见,在不同的水灰比和不同的掺量下对混凝土的性能会产生不同的影响,但总体看来钢纤维能够提高喷射混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度等性能,能够为地下工程提供更好的支护作用。     

煤矸石掺再生骨料制备C30混凝土的试验研究

用煤矸石和建筑垃圾作为粗骨料按不同比例掺和后代替混凝土中部分碎石粗骨料,通过控制不同掺量配制混凝土试件,在相同湿度,不同温度的环境下养护,并通过3因素3水平的正交试验确定最佳配合比。测得7d、28d混凝土抗压强度,通过对强度进行极差和方差分析,探索各因素对制备混凝土抗压强度的影响。结果表明,每立方米混凝土中掺入20%的煤矸石粗骨料、20%的建筑垃圾再生粗骨料代替部分碎石粗骨料,且在20℃环境中养护,为最佳方案。为了进一步验证该配合比制备的混凝土满足耐久性要求,选取3组试件进行抗硫酸盐侵蚀对比试验,结果表明,制备混凝土试件抗压耐蚀系数大于规范规定的75%,满足要求。     

玄武岩纤维对新型陶粒混凝土性能的影响研究

为研究玄武岩纤维掺量对陶粒混凝土性能的影响,制作了立方体试件、抗折试件和棱柱体试件,测得不同玄武岩纤维掺量下的吸水率和软化系数,7 d、14 d、28 d抗压强度和劈裂抗拉强度,28 d抗折强度、轴心抗压强度及静弹性模量。结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,各组软化系数均大于0.85;各龄期下的抗压强度在玄武岩纤维掺量为0时上下波动;7 d、14 d、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度均呈现先增加后减小的趋势;立方体抗压强度、轴心抗压强度和静弹性模量变化规律基本一致。基于本试验和相关论文中的立方体抗压强度和轴心抗压强度数据进行线性拟合,建立了陶粒混凝土轴心抗压强度和立方体抗压强度间的经验公式。     

以建筑垃圾为骨料充填膏体的可行性探究

针对建筑垃圾大量堆积破坏生态环境和煤矿充填材料不足的问题,分析了建筑垃圾的来源、类别和组成,研究了不同类别建筑垃圾再生骨料的表观密度、堆积密度、吸水率及压碎指标,指出了以建筑垃圾再生骨料制备煤矿充填膏体是可行的,并提出了亟待解决的问题。