自密实铁尾矿砂混凝土工作性能试验研究

分别以20％、40％、60％以及80％的废料铁尾矿砂作为细集料取代天然砂配制自密实铁尾矿砂混凝土,并通过T500流动时间,SF,L-box,U-box,,J ring以及V-funnel等指标来评价拌合物的工作性能.试验结果表明,当铁尾矿砂掺量为20％～40％时,拌合物具有良好的工作性;当铁尾矿砂掺量超过60％时,拌合物的流动性和填充性明显降低.     

钢渣与废旧轮胎颗粒混凝土的强度与收缩变形性能

为研究钢渣部分或全部替代天然集料对混凝土基本力学性能和体积变形行为的影响,对使用不同种类集料混凝土的抗压强度、抗折强度、干缩变形和早期塑性开裂进行了试验研究。结果表明:钢渣取代天然集料将使抗折强度稍微降低而抗压强度有一定提高,也将显著改善混凝土的早期塑性开裂行为;废旧轮胎胶粉颗粒取代10%细集料能够显著降低全级配钢渣集料混凝土的膨胀、普通混凝土的干燥收缩,也将使混凝土的强度有所降低;弹性废旧轮胎胶粉颗粒的使用,可以改善钢渣混凝土的体积变形。     

变形钢筋与铁尾矿砂混凝土粘结性能试验研究

以铁尾矿砂代替天然河砂拌制混凝土,通过拔出试验研究变形钢筋与铁尾矿砂混凝土之间的粘结性能.制作12组铁尾矿砂混凝土拔出试件,分析其在不同混凝土强度等级(C20、C30、C40)和不同钢筋直径(12 mm、16 mm、20 mm、25 mm)下的平均粘结应力(τ)-滑移(s)曲线,在此基础上研究变形钢筋与铁尾矿砂混凝土的粘结性能,并与普通混凝土相对应的性能进行比较.试验结果表明,钢筋与铁尾矿砂混凝土的粘结性能略优于普通混凝土,铁尾矿砂可以替代普通河砂制作混凝土,所得结论为铁尾矿砂的工程应用提供理论参考.     

掺钢渣微粉混凝土耐久性的实验研究

经过磁选、热闷等工艺处理后的钢渣,其金属铁或铁的化合物、f-Ca O含量要减少很多,解决了钢渣易磨性和体积安定问题。用钢渣微粉取代部分水泥制备混凝土进行抗渗透、抗碳化和抗冻融实验。实验表明:随着钢渣粉掺量的增加,混凝土抗碳化效果得到提升;钢渣微粉掺量为20%时,混凝土抗渗透性(氯离子扩散系数、电通量)及抗冻性最佳。     

废弃混凝土再生利用的室内试验

为了研究再生集料的强度、含水率、取代率等因素对再生混凝土性能的影响,利用AutoPoreⅣ9510型光导材料细空隙测定仪等仪器分析了不同再生集料掺量下混凝土的微观构造及性能变化规律．研究表明,当再生集料的掺量不超过60%时,再生混凝土的坍落度、抗压强度等性能下降,通过适当调整再生混凝土的配比,可以满足水泥混凝土施工技术规范要求．     

混杂纤维混凝土早龄期抗裂性能试验研究

选取强度等级CF40和CF50混凝土,在混杂纤维混凝土配合比三元叠加法试验基础上确定配合比:在钢纤维体积分数固定为1%时,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5 kg/m3内按级差0.3 kg/m3取5个水平;在聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,钢纤维体积分数在0.5%～2.0%内按级差0.5%取4个水平,研究纤维的不同掺量对混凝土早龄期抗裂性能的影响以及试件裂缝形态的变化.结果表明,钢-聚丙烯纤维混杂具有耦合提高混凝土早龄期抗裂性能的作用,早龄期抗裂性能随纤维掺量的增加而提高;钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量存在合理有效值.纤维混杂可以协同阻裂和限裂,使混凝土裂缝由宽、长形态调整为细、短形态.     

改性铁尾矿砂力学性能室内试验研究

铁尾矿砂属于选矿后的废弃物,是工业固体废弃物的主要成分。目前铁尾矿砂在我国大都采用尾矿库集中堆放的处理方式,得不到有效处理。基于对铁尾矿砂的废料再利用理念,对添加固化剂的改性铁尾矿砂的物理力学性能进行了试验研究,研究了改性铁尾矿砂不同配合比对其物理力学性能的影响。通过对比各组试验的结果,研究改性铁尾矿砂强度变化规律。     

聚丙烯纤维对桥面铺装轻骨料混凝土性能影响

试验研究了聚丙烯纤维对桥面铺装轻骨料混凝土工作性能和强度的影响,探讨了对轻骨料预湿、掺入聚丙烯纤维及钢纤维与开裂时间、开裂面积、裂缝数量的关系.结果表明:聚丙烯纤维的掺入降低了轻骨料混凝土的流动性,当聚丙烯纤维掺量为1.2 kg/m3时,混凝土初始坍落度和扩展度仅为未掺聚丙烯纤维混凝土的69%和64%,当聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m3时,混凝土分层度较小;聚丙烯纤维在轻骨料混凝土中存在一个最佳掺量,当聚丙烯掺量为0.6 kg/m3时,混凝土28 d抗压强度变化不大,28 d抗折强度有一定提高.抗裂试验表明:对轻集料进行预湿处理和掺入纤维可以阻止和延缓混凝土早期塑性收缩产生的裂缝,提高混凝土的早期抗裂性能.     

超短超细钢纤维混凝土弯曲性能研究

为研究钢纤维混凝土(SFRC)的弯曲性能,对不同强度等级(普通混凝土-NC、高强混凝土-HSC)、不同纤维体积掺量和不同纤维长度的钢纤维混凝土梁进行四点弯曲试验。结果表明:纤维长径比越大纤维体积掺量越多,SFRC的极限承载力越大,荷载-挠度曲线也越饱满;增加纤维掺量可以提高SFRC的抗折初裂强度,且抗折初裂强度随纤维体积掺量的增加线性增加;HSC表现出很好的韧性,但HSC的弯曲韧度比却小于NC。     

多固废混凝土抗压性能及渗透性能试验

针对铁尾矿存量大、活性低及利用率低的问题,提出了通过制备铁尾矿-粉煤灰-矿渣粉三元体系掺合料的方式消纳铁尾矿.利用三元体系掺合料取代30%水泥,铁尾矿砂及铁尾矿废石取代天然骨料制备多固废混凝土,进行混凝土抗压强度和毛细吸水试验,并利用压汞和SEM测试了混凝土的微观结构.结果表明：随着铁尾矿比表面积增大,掺加掺合料的混凝土强度、渗透性能及孔结构均优于普通混凝土;灰色关联及SEM分析结果揭示了混凝土抗压性能及渗透性能的变化主要与掺合料中铁尾矿比表面积相关.     

尾矿砂钢纤维喷射混凝土在铁矿巷道中的应用

为了解决铁矿巷道开采过程中采用尾矿砂钢纤维喷射混凝土作为巷道单层衬砌的应用问题,以尾矿砂取代天然河砂作为细骨料配制钢纤维喷射混凝土,并对不同钢纤维掺量的喷射混凝土进行了抗压、抗折、劈拉等力学性能试验,得到了喷射混凝土的最优配比及钢纤维掺量对混凝土的影响.采用ANSYS对铁矿软弱岩层进行数值模拟分析,探讨了最佳衬砌厚度下巷道开挖后的计算结果,通过分析获得了尾矿砂钢纤维喷射混凝土的合理喷层厚度.结果表明,混凝土中钢纤维的掺入量为40 kg/m3时混凝土的力学性能达到最佳,并且混凝土的密实性、耐久性和质量稳定性亦有所加强,但抗压强度的提高不十分明显.     

再生细集料对水泥混凝土物理力学性能的影响

废弃混凝土通过一系列再生工艺可以得到再生混凝土细集料,将其部分或全部替代天然砂配制混凝土可以达到变废为宝的目的,但是再生混凝土细集料特殊的性质会使得掺再生细集料的混凝土性能与普通混凝土之间存在较大的差异。在研究再生混凝土细集料的粒径和物理特性对水泥混凝土物理力学性能影响的基础上,探讨再生混凝土细集料对混凝土的抗气渗性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能的影响。研究结果发现,再生细集料在破碎制备过程中产生了大量缺陷和粉料,采用一定量的再生细集料替代天然细集料配制混凝土,其物理力学性能、抗氯离子渗透性能和抗碳化能力均与基准混凝土有明显差异。如再生细集料最小粒径从0.16 mm及以下提高到2.36mm就可以明显改善混凝土物理力学性能。     

掺钢渣活性粉末混凝土的制备及其变形性能

进行了掺钢渣粉活性粉末混凝土配合比的正交设计试验,研究了钢纤维掺量与养护条件对掺钢渣RPC强度和体积变形的影响.结果表明:掺入总量为48%的钢渣粉、超细粉煤灰和硅灰,并以细河砂代替石英砂,同时掺入适量钢纤维,在0.18水胶比下制备了掺钢渣活性粉末混凝土(RPC200).经90℃热水养护72 h后,其抗压和抗折强度分别达152 MPa和27.9 MPa;钢纤维或热养护均有利于提高掺钢渣RPC的强度,且掺入钢纤维还能有效降低掺钢渣RPC的收缩率.     

CRC抗氯离子侵蚀研究及其使用寿命评估

将废旧汽车轮胎经过处理后得到的橡胶块和橡胶颗粒分别取代部分细集料配制成橡胶集料混凝土（简称CRC），考虑标准养护和自然养护2种条件，采用ASTMC1202法对不同橡胶掺量（最高掺量为细集料体积的55％）的CRC进行抗氯离子侵蚀试验研究。结果表明：与普通混凝土相比，CRC的抗氯离子侵蚀能力在许多情况下有不同程度的提高；标养条件下，B组（橡胶颗粒）CRC抵抗氯离子侵蚀的性能优于A组（橡胶块）CRC。此外，基于现有混凝土氯离子扩散模型对CRC结构在氯离子环境下的使用寿命进行了理论评估。     

活性粉体与高分散纤维抗裂剂对混凝土抗裂防渗性能的影响

将多种活性粉体与高分散纤维按一定比例复配制成抗裂剂掺入混凝土中,研究抗裂剂对混凝土拌合物性能、力学强度、早期抗裂性、抗渗性、干缩性等综合性能的影响,分析抗裂剂对混凝土抗裂防渗性能影响的机理。结果表明:活性粉体与高分散纤维抗裂剂可提高混凝土的综合性能,尤其是混凝土的抗裂性和抗渗性;每立方米混凝土拌合物中添加1 kg抗裂剂,混凝土早期裂缝降低率达85%、渗水高度下降65%,28 d及90 d干缩变形收缩率分别降低34%及30%;抗裂剂掺量增至1.5 kg,混凝土的性能改善效果反而下降;抗裂剂通过粉体的填充效应与纤维的桥接作用改善混凝土性能,其自身不参与水泥水化反应,但促进水泥水化,抗裂剂掺量过大会引起应力集中,致使混凝土性能提升效果减弱。     

橡胶粉掺量对水泥砂浆性能的影响

选用相同的水泥、水和细集料,通过调节橡胶粉的掺量,配制若干组橡胶粉水泥砂浆,并测定其流动性、强度、韧性及耐磨性能,研究橡胶粉掺量对水泥砂浆性能的影响。结果表明:水灰比相同、橡胶粉按体积比等量取代砂时,水泥砂浆流动度随着胶粉掺量的增大近似线形增加;随橡胶粉掺量的增加,水泥砂浆的7d、28d抗压强度和抗折强度均不断降低;在掺量小于30%之前,韧性和耐磨性能均呈线形增长趋势。     

PVA纤维及尾矿砂掺量对GTCC自愈合性能影响

针对最新开发的绿色韧性水泥基材料的自愈合性能,参考国内外水泥基复合材料的自愈合理论与试验研究,采用强度恢复法对经过预制裂纹处理、自愈合养护至不同龄期的试件进行抗压强度试验并计算其强度恢复率.分析不同纤维体积掺量及尾矿砂替代天然砂比率对该水泥基复合材料自愈合性能的影响规律.结果表明,利用尾矿砂部分替代细骨料可以提高GTCC的自愈合性能.在不影响GTCC抗压强度的前提下,合理使用PVA纤维可以提高材料的自愈合能力.     

镍渣砂混凝土路用性能研究

为了缓解我国砂石短缺的压力,实现镍渣的资源化利用,将镍渣砂替代部分机制砂作为细集料制备水泥路面混凝土,研究镍渣砂的掺量对水泥路面混凝土工作性能、力学强度、耐磨性能以及孔隙结构的影响。试验结果表明：复掺30%的镍渣砂可以改善机制砂路面混凝土的和易性,优化孔隙结构,降低孔隙率,提高路面混凝土的抗压强度、抗折强度以及耐磨性能;但是当镍渣砂掺量超过30%时,混凝土的保水性能变差,逐渐出现泌水现象,使得混凝土内部的有害孔及多害孔的数量增多,最可几孔径变大,孔隙率增大,从而使得混凝土的抗压强度与抗折强度降低,耐磨性能变差。因此,镍渣砂的掺量不宜超过细集料总量的30%。     

绿色混凝土早期抗裂性能研究

试验采用大掺量矿物掺和料以及聚羧酸高效减水剂,研究了绿色混凝土的早期抗裂性能.结果表明：随着胶凝材料用量的增加,裂缝面积及最大裂缝宽度增大;同胶凝材料用量时,单掺矿粉系列混凝土的开裂面积达到单掺粉煤灰系列的2～4倍,最大裂缝宽度约达到粉煤灰系列的2倍;提高水泥用量或复掺超细矿粉时,混凝土强度提高,但早期抗裂性能降低;复掺抗裂防水剂时,早期养护不充分条件下,混凝土的抗裂性能显著降低;早期养护对绿色混凝土的抗裂性能有较大的影响,实际生产中采用绿色混凝土,将表现出优异的抗裂性能.     

尾矿砂聚合物钢纤维混凝土的基本力学性能

针对尾矿砂聚合物钢纤维混凝土的基本力学性能,通过设置不同掺量组合,采用标准方法进行试验.结果表明,当尾矿砂替代率为50%、钢纤维掺量为1. 5%、聚灰比为10%时,尾矿砂聚合物钢纤维混凝土基本力学性能达到相对较高水平,抗压强度较素混凝土提高约15. 45%,抗折强度提高约36. 17%.该新型混凝土在加强混凝土抗压、抗拉和抗剪等力学性能,抗腐蚀和抗碳化等耐久性能的同时,有效解决了铁矿石在加工之后产生的废料所造成的环境污染问题,是一种高效环保的混凝土.