三相导电混凝土强度及导电性能试验研究

为优化碳纤维-钢纤维-石墨三相导电混凝土中三种导电材料的组成比例,试验研究了三种材料掺量以及石墨细度对混凝土抗压强度和导电性能的影响,并通过灰关联分析得出三种材料对导电性能影响的显著程度。结果表明,碳纤维掺量越大,混凝土导电性能越好,当碳纤维掺量大于0.8%时,电阻率趋于稳定,当碳纤维掺量为0.4%时强度最大,初步确定碳纤维掺量为0.4%;电阻率与碳纤维掺量之间呈对数规律变化;养护龄期越长,导电性能越差,当龄期超过21d后,导电性能趋于稳定;石墨颗粒越细混凝土强度越低,导电性能越好,其中石墨细度为400目和600目时导电性能极为接近;随着石墨掺量的增大,抗压强度和电阻率逐渐减小,当石墨掺量超过8%时,导电性能趋于稳定。综合确定碳纤维、钢纤维和石墨掺量分别为0.5%、0.8%和5%时,混凝土导电性能最好,同时具有较高的强度;三种导电材料对混凝土导电性能影响的显著程度是:碳纤维石墨钢纤维。     

碳纤维导电集料混凝土的导电性研究

利用自行制备的导电功能集料进行碳纤维导电混凝土的制备,并对制备得到的混凝土进行了中长期龄期的电性能测试,研究表明,在碳纤维掺量为0.3%,0.6%,0.9%的碳纤维混凝土中掺加导电集料可以有效的改善导电性能,提高混凝土的电稳定性,并可以在形成导电通路时减少纤维的用量。证明了以导电集料取代或部分取代普通集料制备导电混凝土的可行性。     

钢渣对碳纤维导电混凝土抗渗及干缩性能研究

研究了碳纤维导电混凝土中掺加不同掺量和不同细度的水淬钢渣对其的抗渗性能及干缩变形特性的影响.结果表明,碳纤维导电混凝土中超细钢渣在一定掺量范围内可提高混凝土的抗渗性能,钢渣-碳纤维复合导电混凝土的干缩值要略大于普通混凝土.     

钢渣-碳纤维复相导电混凝土耐久性试验研究

对混凝土中掺加不同体积百分含量的碳纤维、不同掺量和不同细度的水淬钢渣对混凝土的抗渗性能、抗冻性能等耐久性及干缩变形特性的影响进行了研究。结果表明:超细钢渣和碳纤维在一定掺量范围内可提高混凝土的抗渗性能和抗冻性能;在渣灰比相同的情况下,抗渗性能随钢渣细度的增大逐渐提高;钢渣-碳纤维复合导电混凝土的干缩值要略大于普通混凝土。     

石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土导电性能研究

利用钢纤维和石墨为导电相,采用渗浇工艺成功配制出水泥基导电复合材料,即石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土(graphite slurry infiltrated fiber concrete,简称GSIF-CON).试验研究了石墨和钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响规律.试验结果表明,石墨及钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响明显,并均存在渗滤阈值.当石墨和钢纤维掺量达渗滤阈值时,可使GSIFCON的电阻率降低约100倍.通过对SIFCON(slurry infil-trated fiber concrete)和GSIFCON两种复合材料的电阻率变化机理进行分析,提出了SIFCON和GSIFCON导电机理模型.     

水泥基石墨钢纤维复合材料性能研究

利用钢纤维和石墨为导电相,采用水泥砂浆渗浇方法,成功配制出水泥及导电复合材料,即石墨水泥砂浆渗浇钢纤维混凝土(Graphite Slurry Infiltrated Fiber Concrete,简称GSIFCON)。研究了石墨和钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响规律,以及GSIFCON通电升温规律。试验结果表明,石墨及钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响均有明显的渗滤阈值存在。当石墨和钢纤维掺量在达渗滤阈值时,可使GSIFCON的电阻率降低约100倍。在66.66V/m电压降的绝热条件下,GSIFCON的温升速度可达10℃/h左右。本文对GSIFCON材料的电阻率变化机理进行了分析,提出了GSIFCON导电原理模型。     

盾构渣与砖混再生集料道路基层混合料性能的研究

研究了盾构渣与砖混再生集料道路基层混合料的性能,首先测试了盾构渣和砖混再生集料性能指标,然后在不同水泥掺量以及不同盾构渣与砖混再生集料组成比例条件下,测试了混合料试件的力学性能、抗冲刷性能与干缩性能。结果表明:增加水泥掺量能提高混合料的力学性能、抗冲刷性能,但其提高效果因盾构渣掺量而不同;另外,增加水泥掺量使混合料的干缩变大,而增加盾构渣掺量能减少混合料的干缩。     

三相导电沥青混合料的制备及性能研究

为制备性能良好的导电沥青混合料,以石墨、碳纤维和钢渣为导电材料,研究3种材料掺量及组合对混合料路用性能和导电性能的影响,并通过灰关联度分析得出影响导电性能的最重要因素。结果显示,石墨的加入使混合料的路用性能急剧降低,当石墨掺量为12%~20%时,电导率随石墨掺量的增多大幅升高,当石墨掺量大于20%时,电导率的提高幅度有限;复相导电混合料的路用性能随碳纤维掺量的增多呈现先提高后降低的趋势,存在最佳碳纤维掺量,碳纤维的掺入大幅提高了混合料的导电性能,当碳纤维掺量大于0.3%时,导电性能趋于稳定;钢渣的掺入提高了三相导电混合料的高温稳定性和水稳定性,降低了低温抗裂性,当石墨、碳纤维和钢渣掺量分别为20%、0.35%和100%时,混合料的导电性能最佳,且具有良好的路用性能;3种材料对混合料导电性能影响的显著程度为:碳纤维石墨钢渣。     

锂渣、粉煤灰高性能混凝土早期抗裂性能试验研究

利用刀口法研究了水胶比、锂渣掺量、粉煤灰掺量和锂渣细度对复掺锂渣、粉煤灰高性能混凝土早期塑性收缩裂缝的影响,试验结果表明水胶比对混凝土早期抗裂性能影响较大,粉煤灰掺量和锂渣掺量分别次之。在相同条件下,复掺锂渣、粉煤灰高性能混凝土的早期抗裂性能优于普通水泥混凝土,锂渣细度的适度增加会在一定程度上提高混凝土的早期抗裂性能。     

含轻质砖的水泥稳定再生集料性能研究

研究了轻质砖再生细集料掺量对水泥稳定砖混再生集料混合料无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能与收缩性能的影响。结果表明:随轻质砖再生细集料掺量增加,混合料的最佳含水率大幅增大,最大干密度大幅降低,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量与抗冲刷性能均下降;混合料的干缩应变和温缩应变随轻质砖与水泥掺量的增加而增大,轻质砖再生细集料掺量对混合料干缩影响较大,而水泥掺量对混合料温缩影响较大,粗型级配混合料的上述性能均优于其它2种级配混合料。全砖混再生集料水泥稳定混合料可用于各等级公路路面基层,当需要掺入轻质砖再生细集料时,其掺量应控制在20%以内。     

粗骨料随机分布对混凝土导热性能的影响

采用COMSOL与MATLAB联合仿真的方法,基于混凝土二维细观几何模型,实现了混凝土稳态热传导的数值模拟.在利用试验结果验证数值模拟有效性的基础上,分析了骨料随机分布对混凝土导热性能的影响,并讨论了粗骨料粒径、形状及其体积分数,以及分散相导热系数对混凝土导热性能的影响规律.结果表明:粗骨料随机分布是造成混凝土导热性能产生随机性的重要因素;混凝土导热系数相对平均值随着粗骨料体积分数、分散相导热系数的增加而增大,但受粗骨料粒径和形状的影响不大;粗骨料体积分数越高,分散相与水泥砂浆导热系数相差越大,粗骨料粒径越大,轴长比越大,混凝土导热系数的变异性越显著,但当粗骨料体积分数超过35%后混凝土导热系数的变异性基本保持不变.     

梯级粉磨制备铁尾矿矿渣基胶凝材料

运用梯级粉磨技术制备铁尾矿矿渣基胶凝材料(TSBC）,研究了梯级粉磨时间组合、材料配比和助磨剂对TSBC粉料粒度分布与浆体强度的影响,通过压汞、X射线衍射(XRD）和扫描电镜(SEM）研究了TSBC浆体的亚微观结构及水化产物,探讨了利用TSBC和铁尾矿砂制备活性粉末混凝土的可行性.结果表明：合理的梯级粉磨时间组合有利于TSBC粉料的颗粒分布宽化和亚微米级铁尾矿颗粒含量的增加,可改善TSBC浆体的孔结构和提高强度;材料配比主要通过影响TSBC的水化活性而影响浆体早期强度;掺入适量助磨剂使TSBC粉料粒径细化,增强组分的胶凝活性和填充效应,利于改善TSBC浆体的孔结构和提高强度;TSBC和原状铁尾矿砂可用于制备活性粉末混凝土.     

橡胶粉改性混凝土的试验研究

对废旧轮胎橡胶粉碎料作为添加成分取代部分细骨料的混凝土的力学性能进行了试验,制备了多组不同橡胶粒径和掺量的橡胶粉改性混凝土试件,试验采用的橡胶粉为废旧轮胎橡胶胶粉,掺量为细骨料体积的5％、10％、15％和20％,探讨橡胶粉粒径和掺量变化对力学性能的影响,结果表明：掺人废旧轮胎橡胶胶粉的混凝土的抗压强度、抗折强度会随橡胶掺量的增加而降低;折压比增加。     

不同粒径废玻璃粉对水泥胶砂力学性能的影响

采用3种粒径(20、200、2 000目)的废玻璃粉等体积取代水泥胶砂中的标准砂,体积取代率分别为5%、10%、15%、20%,研究玻璃粉粒径和掺量对水泥胶砂的抗压强度和抗折强度的影响,并对玻璃粉水泥胶砂强度随龄期的变化规律进行了分析讨论。结果表明:不同粒径玻璃粉水泥胶砂的强度随玻璃粉掺量的变化规律存在较大的差异;在玻璃粉掺量相同的情况下,掺入较大粒径玻璃粉的水泥胶砂强度明显降低,玻璃粉粒径越小,强度降低程度越小,当玻璃粉粒径达到微米级,水泥胶砂的抗压强度和抗折强度均显著提高;玻璃粉水泥胶砂的抗压强度随龄期增长,早期强度增加的较快,后期发育增速变缓,而抗折强度早期增长的幅度较大,后期发育比较平缓。     

土体热传导性能及其热导率模型研究

为研究不同土体的热传导特性变化规律,利用热探针测试了南京地区典型土体在不同含水量和干密度状态下的热阻系数,分析了含水量、干密度、饱和度以及矿物成分等因素对土体热阻系数的影响,研究了不同状态下土体热导率的预测模型,提出了适用于不同地区土体热阻系数估算的修正系数.结果表明:南京地区典型土体的热阻系数随含水量和干密度增加而减小,当含水量超过一定范围后,热阻系数趋于稳定;热阻系数与饱和度之间的关系表现出与其含水量之间相似的变化规律;土颗粒的热传导特性由其矿物成分决定,石英含量对土颗粒热传导特性有着显著影响;提出了可用于非饱和土热导率估算的修正归一化模型,该模型对于粗粒土具有较高的预测精度,细粒土则需考虑区域差别进行修正.     

橡胶混凝土配制方法试验研究

研究了橡胶粒,粉采用等体积取代细骨科、等体积取代粗骨料以及按水泥质景外掺3种方法配制的橡胶混凝士的和易性、含气量、抗压强度及劈拉强度.和易性受配制方法、橡胶粒径、橡胶掺量的共同影响.总的来说各种橡胶混凝土和易性均较好;含气量则是随着橡胶取代量的增加而增大,随着橡胶粒径的减小而增大;抗压强度随着取代量增加而减小,随着橡胶粒径的减小而减小:劈拉强度与抗压强度规律类似;等体积取代粗骨料的橡胶混凝土延性最好,而等体积取代细骨料的橡胶混凝土抗压和劈拉强度最高.     

高石粉含量人工砂在混凝土中的应用研究

通过高石粉含量人工砂的优选、高石粉人工砂混凝土力学性能和干缩性能的试验研究以及与大尺寸原级配混凝土的对比分析，证明了高石粉人工砂用于混凝土工程是可行的，它能提高混凝土力学性能，改善新拌混凝土和易性，提高混凝土抗裂能力．人工砂中石粉的最优含量为16％左右、混凝土干缩随石粉含量增加而增大，但骨料粒径与级配、试件尺寸大小等因素能改变、抑制和减小干缩率；在工程应用中，应加强对高石粉含量人工砂混凝土的早期养护，     

次轻混凝土匀质性影响因素研究

本文提出了用分层度评价次轻混凝土匀质性的方法。并研究了混凝土水胶比、轻集料体积掺量、砂率、轻集料粒径、纤维掺量、硅类掺量、增粘剂掺量对次轻混凝土分层度的影响。研究结果表明,轻集料的粒径是影响次轻混凝土分层度的主要因素,轻集的粒径应控制在4．75mm～9．5mm的范围内,采用低的水胶比并同时掺加适量的硅灰、聚合物纤维和增粘剂可以显著提高轻混凝土的匀质性。采用0．31的水胶比．掺加30％粒径为4．75mm～9．5mm的轻集料、8％的硅灰和0．3％的增粘剂,制备出分层度小于0．1的C50次轻混凝土。     

PVA可再分散性乳胶粉对混凝土电阻率和抗渗性影响

采用四电极法,研究了PVA可再分散性乳胶粉对混凝土电阻率和抗渗性的影响。结果表明:PVA可再分散性乳胶粉对混凝土的电阻率和抗渗性有明显的改善作用。随着乳胶粉掺量的增加,混凝土的电阻率增加,抗渗性能提高,但混凝土的抗压强度有所下降,当乳胶粉掺量为3%时,强度下降非常明显。综合考虑,1%～1.5%为PVA可再分散性乳胶粉在高阻抗高抗渗混凝土制备过程中的最佳掺量。     

温度和集料对混凝土ASR有效碱的影响规律

从碱硅酸反应(ASR)的化学本质出发,将有效碱进一步定义为扩散进入活性集料内并与活性SiO2发生化学反应的液相碱.在此基础上,以熔融石英玻璃为活性集料,研究养护温度、活性集料粒径和活性集料掺量(质量分数)对单颗活性集料内有效碱含量(质量分数)的影响;结合Fick第一定律和第二定律,建立了有效碱浓度的计算模型.结果表明:养护温度对单颗活性集料内有效碱含量影响显著;活性集料粒径对单颗活性集料内有效碱含量无显著影响;随着活性集料掺量的增加,单颗活性集料内有效碱含量呈现出一定的下降趋势;所建立的有效碱浓度计算模型可以有效反映养护温度、活性集料粒径和活性集料掺量对其的影响,对后续建模工作有一定的参考价值.