地聚合物耐高温性能研究进展探析

地质聚合物是一种由碱激发剂激发铝硅酸盐前驱体而成的新型环境友好型无机胶凝材料,其力学性能和耐久性能相比普通硅酸盐水泥更优异,被视作普通硅酸盐水泥的实用替代品。近年来,由于火灾频发,耐高温性能研究引起了广泛的关注。地聚物经过水化反应,得到的无定型态的硅铝网状三维凝胶网状结构,在高温作用下不易分解,因此相较于传统的硅酸盐水泥,拥有更优异的耐高温性能。为此,整理国内外相关研究,分析探讨地聚合物耐高温性能的影响因素、强度变化后的机理分析,以及提高地聚合物高温后力学性能的措施。在此基础上,提出研究展望,为地聚物水泥耐高温性能的进一步研究提供理论基础。     

粉煤灰混凝土的耐高温性能研究

为更全面地了解粉煤灰混凝土,研究了粉煤灰混凝土的耐高温性能,ansys软件模拟表明,粉煤灰混凝土与普通混凝土有相同的热传导性能;高温试验表明,相同等级的粉煤灰混凝土与普通混凝土的高温后的残余强度差异不超过5%,在耐高温研究方面可以用粉煤灰混凝土代替普通混凝土.     

纤维增强聚合物混凝土研究综述

混凝土存在抗拉强度低、抗裂性差和脆性大等缺点,目前多采用钢筋混凝土、预应力混凝土、自应力混凝土、钢丝网水泥、纤维增强混凝土以及聚合物混凝土等方式增强其韧性等.文章主要探讨了不同应用类型纤维增强聚合物混凝土的组成、结构与性能特点等.     

玄武岩纤维混凝土耐高温性能研究综述

介绍了玄武岩纤维（BF）对混凝土高温损伤的抑制机理,从力学性能、质量损失、微观结构方面综述了玄武岩纤维混凝土（BFRC）的耐高温性能,并基于BFRC存在的主要问题对其未来研究方向进行了展望。     

新型地聚合物基轻质耐高温混凝土的研究

利用由碱激发偏高岭土得到的地聚合物与轻集料陶砂制备出的地聚合物基轻质混凝土具有很好的力学性能和耐高温性能;试验测试了其28d抗压强度和经950℃高温煅烧后的强度损失率,并利用SEM分析了地聚合物-陶砂界面结构在高温前后的变化情况.研究结果表明:当胶砂比合适时,地聚合物基轻质耐高温混凝土具有较高的强度、良好的耐高温性能和密度小等优点,可用于具有火灾隐患或长期处于高温工作环境的建筑工程中.     

纤维聚合物增强筋在土木工程中的应用

纤维聚合物增强筋(FRP筋)具有轻质、高强、耐腐蚀、无磁性等优异性能,近年来已开始应用于桥梁、码头、机场、雷达站及岩土工程中,引起了国内外土木工程界的极大关注。本文介绍了FRP筋这一新型材料的主要性能及在国內外土木工程的应用。     

玻璃粉-粉煤灰基地聚合物混凝土力学及微观性能研究

研究了玻璃粉的粒径和取代率、复合碱激发剂的模数和浓度对玻璃粉-粉煤灰基地聚合物混凝土（GAGC）力学性能和微观结构的影响。结果表明：随着玻璃粉取代率的增加,GAGC的抗压强度呈先增大后减小的趋势,最佳取代率为40%;随着玻璃粉粒径的增大,GAGC体系中的凝胶体和团簇结构减少,微观结构由密实转为松散,力学性能降低,最优粒径为（10±2）μm;随着复合碱激发剂模数和浓度的增大,GAGC的抗压强度呈先增大后减小的趋势,最佳模数和浓度分别为1.5和1.4 mol/kg。     

定向钢纤维增强地质聚合物复合梁的抗弯性能

为研究定向钢纤维层厚度对地质聚合物复合梁抗弯性能的影响,制备了不同纤维层厚度的地质聚合物复合梁,并进行了三点弯曲试验.结果表明:复合梁的断裂能随钢纤维层厚度增加而提升,其抗折强度随着钢纤维层厚度的增加呈现先增后减的变化趋势.为深入探讨地质聚合物复合梁钢纤维层厚度与其抗折强度的关系,建立了定向钢纤维增强地质聚合物复合梁受弯承载力简化计算分析模型,通过在模型中引入定向钢纤维增强地质聚合物的抗压强度各向异性测试结果,并以定向钢纤维抗拉强度影响系数(βtu)为变量,对比计算分析了复合梁受弯承载力及界限钢纤维层厚度,发现当βtu≈3时,计算结果与试验结果较为吻合.     

高温后纤维矿渣微粉混凝土抗压强度

通过纤维矿渣微粉混凝土高温后的抗压试验,分析了温度、矿渣微粉置换水泥率、纤维类别和掺量、混凝土基体强度等级等对混凝土高温后抗压强度的影响.结果表明:随着温度的升高,高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度以及高温后与常温下抗压强度比均不断降低,且400℃后降低幅度急增;矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤维的掺入在不同程度上提高了高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度.在试验研究的基础上,建立了考虑温度、矿渣微粉置换水泥率、钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量共同影响的高温后纤维矿渣微粉混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度的计算模型,为纤维混凝土结构的抗火设计及灾后处理提供了理论依据.     

粉煤灰地聚合物混凝土的制备、特性及机理

利用粉煤灰作为配制地聚合物的一种基本Si-Al质材料，以强度为指标寻求最佳地聚合物配比；为优化养护制度，采用了标准养护、蒸汽养护、压蒸养护3种养护制度，从中选出了最有利于发挥胶凝材料活性的养护制度．实验表明，当粉煤灰掺量为30％，80℃下蒸养8h时抗压和抗折强度达到最优，分别为32．2和7．15MPa．将最优的地聚合物胶结材制成混凝土，并对其抗氯离子渗透、抗冻融性能进行了研究，发现其具有非常优异的耐久性．利用红外、X射线衍射对地聚合物的形成机理及结构本质进行的分析发现，地聚合物在合成过程中SiO4对应的1086cm^-1红外振动峰向低波数偏移，6配位Al也转化为4配位，最终形成无定形态的结构物质．     

钢纤维增强粉煤灰自密实混凝土力学性能

采用粉煤灰取代40％水泥来制备粉煤灰自密实混凝土(SCC),研究其工作性、基本力学性能和轴压变形性能随钢纤维体积分数的变化规律.结果表明:粉煤灰SCC的工作性随钢纤维体积分数的增加而降低,当钢纤维体积分数大于0.75％时,粉煤灰SCC的工作性降幅最大;钢纤维体积分数对粉煤灰SCC抗压强度的影响不明显,但能够显著改善其劈...     

福塔纤维沥青混凝土高温性能研究

为了改善沥青混凝土的高温性能,在其中添加了由芳纶和聚丙烯两种纤维混合而成的福塔(FORTA AR)纤维.使用APA(沥青路面分析仪)分析了芳纶和聚丙烯这两种纤维在改善沥青混凝土高温稳定性方面的作用;使用环境扫描电子显微镜观察了沥青混合料中纤维的变化情况,从而进一步解释了纤维改善沥青混合料高温性能的机理.     

电石渣-脱硫石膏-钢渣改性粉煤灰地聚物协同增强机理

以电石渣、脱硫石膏和钢渣掺量为影响因素,改性粉煤灰地聚物7、28 d抗压强度为响应值,使用响应面法(RSM)研究各种固体废弃物的交互作用对改性粉煤灰地聚物强度的影响规律,并通过水化热、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析其增强机理.结果表明：经RSM优化设计后的电石渣、脱硫石膏和钢渣的最佳掺量分别为6.34%、1.60%和29.47%,改性粉煤灰地聚物7、28 d抗压强度分别达到18.10、29.92 MPa;电石渣和钢渣通过增强体系碱性,加快Si和Al的溶解,促进水化硅铝酸钙(钠)的生成,提高改性粉煤灰地聚物各龄期的强度;脱硫石膏通过提高Ca²⁺和SO₄^2-含量,生成钙矾石晶体,提高改性粉煤灰地聚物的早期强度;随着养护龄期的延长,改性粉煤灰地聚物中凝胶逐渐增多,可填充微小孔隙,使结构变得更加密实,因此强度得到提高.     

掺粉煤灰、矿渣的钢纤维混凝土性能研究与应用

结合厦门至昆明国家重点公路干线的建设,配制了一批C40普通混凝土和钢纤维混凝土,进行全面系统的试验研究与对比分析。研究了钢纤维掺量、粉煤灰和矿渣对钢纤维混凝土强度性能的影响。试验结果表明:C40钢纤维混凝土的钢纤维最佳掺量为1.0%~1.4%;掺入粉煤灰、矿渣后,使混凝土的孔隙率减小、界面改善、泌水性降低并易于施工;同时,混凝土的抗拉强度得到明显提高。     

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

高延性偏高岭土-粉煤灰基地聚合物的制备及拉伸性能

在水玻璃和氢氧化钠配制而成的碱激发剂作用下,以粉煤灰为主要原材料,偏高岭土为辅助材料,共同制备了高延性偏高岭土-粉煤灰基地聚合物(MFA-EGC),并研究了其单轴拉伸性能.结果表明:MFA-EGC试件经单轴拉伸后具有良好的多缝开裂特性,裂缝分布均匀,裂缝间距为2～5mm,残余裂缝平均宽度约为25μm;最优配比试件3,7,28d抗拉强度分别为3.2,3.7,3.8MPa,极限拉伸应变可高达6.8%,6.4%,5.2%,初裂强度分别为1.4,1.5,1.9MPa;3种因素对MFA-EGC试件抗拉性能的影响程度依次为养护温度偏高岭土掺量PVA纤维掺量.通过三点弯曲和单裂缝拉伸试验计算出的MFA-EGC应变硬化性能(PSH)指数与由单轴拉伸试验得到的极限拉伸应变变化趋势相吻合,由此很好地解释了这一材料的高延性机理.     

低温养护下钢纤维—聚丙烯腈纤维混凝土力学性能试验研究

为了研究不同类型混凝土在低温下的力学性能,采用对比试验的方法,研究低温环境下素混凝土、聚丙烯腈纤维混凝土、钢纤维混凝土和钢纤维—聚丙烯腈纤维混凝土的抗压、抗弯以及断裂能量等力学性能,结果表明,钢纤维—聚丙烯腈纤维混凝土的各项力学性能相对比较优越,并在此基础上分析了钢纤维与聚丙烯腈纤维的抗裂和抗冻机理。