冻融作用下煤矸石陶粒混凝土劣化规律及寿命预测

通过对不同煤矸石陶粒掺量(0、20%、40%、60%)的混凝土进行快速冻融循环试验,探究了冻融循环后煤矸石陶粒混凝土的表面劣化、质量损失率和相对动弹性模量的变化规律,以不同冻融循环次数下煤矸石陶粒混凝土的动弹性模量为损伤变量,建立了煤矸石陶粒混凝土冻融损伤劣化模型,并对其在自然冻融环境下的寿命进行了预测。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,煤矸石陶粒混凝土的抗冻性能逐渐降低,但降低幅度有所不同;随着煤矸石陶粒取代率的增加,混凝土的抗冻性能呈现先下降后提高再下降的趋势;建立的煤矸石陶粒混凝土冻融损伤劣化模型与试验结果符合较好,具有较高的精度;当煤矸石陶粒掺量为40%时,混凝土的抗冻性能效果最佳,抗冻耐久性寿命最长。     

900密度等级渣土陶粒的制备及性能研究

为促进工程渣土的进一步研究应用并结合绿色高强陶粒的需求现状,通过研究原料、焙烧温度、配比优化对渣土陶粒堆积密度的影响,确定渣土陶粒最佳烧制工艺,并对最佳烧制工艺条件下制备的渣土陶粒进行表观密度、筒压强度、1 h吸水率、烧失量等物理性能和微观结构研究。研究结果表明:当工程渣土掺量为80%~83%,粉煤灰掺量为17%~20%,焙烧温度1170~1180℃时,均能制备出900密度等级的渣土陶粒;制备的渣土陶粒呈浅棕色,表面光滑且有完好的釉质层,内部疏松多孔,呈蜂窝状,最大孔径在100μm左右,且有少量的连通孔。     

冻融损伤下煤矸石陶粒混凝土毛细吸水性能研究

通过冻融循环和毛细吸水试验,研究了冻融损伤和煤矸石陶粒取代率对混凝土毛细吸水性能的影响,并建立了考虑冻融损伤的煤矸石陶粒混凝土初始毛细吸水率预测模型。结果表明:煤矸石陶粒掺量对混凝土的吸水性具有明显影响,在冻融循环次数一定时,未掺煤矸石陶粒的混凝土吸水量最少,其次为煤矸石陶粒取代率为40%的混凝土。随着冻融次数的增加,煤矸石陶粒混凝土与普通混凝土的初始吸水率均增大,但二次吸水率变化趋势不同,煤矸石陶粒混凝土总体为先下降后趋于稳定,普通混凝土总体呈增加趋势。通过回归分析建立了考虑冻融损伤的煤矸石陶粒混凝土初始毛细吸水率预测模型,模型计算结果与实测结果符合较好。     

掺碎石陶粒多孔混凝土基本性能试验研究

以黏土陶粒、碎石、水泥、Zs-1外加剂等为主要原料,制备了一种高性能陶粒多孔混凝土,通过试验分析了骨料粒径、碎石掺量对陶粒多孔混凝土孔隙率、透水系数、强度等性能的影响,并对其破坏形态、破坏机理进行了分析。结果表明:纯陶粒骨料多孔混凝土的孔隙率为23%~27%,透水系数为6.3~7.1,强度为1~3 MPa在不显著降低孔隙性能的前提下,掺入碎石能有效提高其强度至15 MPa以上;多孔混凝土的强度和孔隙率随骨料粒径的增大而小幅提高,且碎石掺量越大提高效果愈明显。与纯陶粒混凝土相比,碎石掺量为40%~60%、骨料粒径为20~25 mm时,多孔混凝土的强度提高了7倍,而孔隙率仅仅降低了4.2%,此时混凝土基本性能相对最优。     

多孔生态混凝土抗冻耐久性能试验研究

鉴于目前多孔生态混凝土抗冻性能相关研究较少使用慢冻法作为试验方法,使用慢冻法作为试验方法对聚丙烯腈纤维和硅灰掺合料掺量对多孔混凝土抗冻性能的影响进行试验研究,测定不同硅灰取代量或聚丙烯腈纤维掺量的多孔混凝土基本性能,并进行抗冻性试验测定其在冻融循环过程中强度损失率、质量损失率变化情况。试验结果证明,硅灰掺量为10%时能一定程度提高多孔生态混凝土强度,同时对抗冻性能改善效果最好,抗冻性能表现最为稳定;聚丙烯腈纤维掺量为1%时对多孔生态混凝土抗冻性能改善效果最好,且聚丙烯腈纤维掺入不会影响多孔生态混凝土基本性能。     

煤矸石混凝土抗冻性能试验研究

用煤矸石陶粒、陶砂以不同比例取代普通混凝土粗、细骨料配制了轻骨料混凝土,通过正交试验及极差分析法,研究了煤矸石陶砂、陶粒掺量的不同对轻骨料混凝土的抗冻性能的影响,得出了不同取代率下的最优配合比。研究结果表明,陶砂对混凝土性能影响最为显著,随着陶砂掺量的增加,轻骨料混凝土抗冻性能"先提高,后降低,再提高",陶粒掺量在0~60%阶段抗冻性能逐渐降低,在60%~90%掺量阶段抗冻性呈现提高的趋势,30%掺量以内的粉煤灰对混凝土抗冻性影响最小,并随着粉煤掺量的增加轻骨料混凝土抗冻性能有所增加。各因素影响煤矸石混凝土抗冻性能的大小程度依次为:煤矸石陶砂影响大于陶粒影响,粉煤灰影响最小。100次冻融循环后抗冻性能较好的为第6组即A2B2C4(陶粒30%,陶砂30%,粉煤灰30%)、第9组A3B1C3(陶粒不掺,陶砂60%,粉煤灰20%)。     

氯盐环境下聚丙烯纤维陶粒混凝土冻融损伤模型试验研究

研究了聚丙烯纤维掺量为0、0.8、1.0、1.2 kg/m~3的陶粒混凝土冻融后的抗冻性能及力学性能。结果表明:随着冻融循环次数增加,纤维陶粒混凝土的相对动弹性模量、抗压强度、劈裂抗拉强度均逐渐降低,掺加聚丙烯纤维可有效提高陶粒混凝土的抗冻性能;从相对动弹性模量、抗压强度指标分析,纤维掺量为1.0 kg/m~3时陶粒混凝土的抗冻性能较好;从劈裂抗拉强度指标分析,纤维掺量为0.8 kg/m~3时陶粒混凝土具有较好的延性;根据抗冻性能衰减规律建立了纤维陶粒混凝土的指数型冻融损伤模型,利用实验数据拟合得到了不同纤维掺量的冻融损伤方程。     

陶粒泡沫混凝土配合比设计及保温性能模拟研究

研究了陶粒、膨胀珍珠岩、粉煤灰以及发泡剂掺量对陶粒泡沫混凝土干密度、抗压强度、导热系数及软化系数的影响。通过正交试验确定了各组分的最佳掺量。结果表明,当陶粒掺量为35%、膨胀珍珠岩掺量为0.07%、粉煤灰内掺掺量为20%、泡沫剂掺量为2%时,抗压强度最高,其他指标满足要求。利用ADINA Thermal对普通混凝土墙体和正交试验最优组陶粒泡沫混凝土墙体保温性能进行模拟,通过对比表明,陶粒泡沫混凝土的保温性能能很好地满足外墙保温的要求。     

渣土对C30混凝土力学性能的影响

针对地铁盾构出来的渣土大量堆砌、利用率低、附加值低现状,本试验将渣土作为矿物掺合料,研究了渣土掺量(0、5.0%、10.0%和15.0%)对C30混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:(1)C30混凝土初始坍落度和坍落度损失均随着渣土掺量的增加而逐渐降低;(2)掺有不同渣土掺量的C30混凝土抗压强度均低于基准组抗压强度,当渣土掺量为水泥掺量的10.0%时,发现其28 d抗压强度与基准组抗压强度相近;(3)不同渣土掺量的C30混凝土28 d微观结构表明,随着渣土掺量的增加,C30混凝土微观结构逐渐疏松,孔隙逐渐增多。     

陶粒泡沫混凝土的正交试验研究

陶粒泡沫混凝土是指将陶粒和泡沫两种物质同时应用于混凝土中,二者的结合可以弥补各自应用于混凝土中的缺点。采用正交试验方法,以抗压强度为考察指标,研究了陶粒泡沫混凝土的可行性。试验结果表明,影响泡沫混凝土强度的主次顺序是粉煤灰掺量、陶粒掺量、泡沫剂的体积。陶粒掺量为30%,泡沫剂的体积比为1.2,粉煤灰掺量为15%时,该配合比得到的陶粒泡沫混凝土抗压强度最高,7 d强度为3.79 MPa,28 d强度为7.57 MPa。同时,陶粒泡沫混凝土中粉煤灰的使用是必不可少的,它可以弥补由于掺入陶粒导致的混凝土强度下降。     

钢结构装配式住宅用陶粒混凝土轻质板材力学性能研究

针对钢结构装配式住宅使用的陶粒混凝土轻质板材存在开裂,抗折强度偏低的问题,采用正交试验设计方法研究了水胶比、陶粒、粉煤灰和聚炳烯纤维四个不同的因素对陶粒混凝土板材力学性能的影响。试验结果表明,纤维的掺量是影响陶粒混凝土板材力学性能的最主要因素,纤维掺入后有效的提高了陶粒混凝土板材的抗折强度和抗压强度,陶粒混凝土板材的最优试验方案为水胶比为0.35,粉煤灰掺量为30%,陶粒和聚丙烯纤维掺量分别为530 kgm3和0.5 kgm3,满足了工程要求。     

大掺量粉煤灰混凝土在海水中冻融循环后的试验研究

为研究粉煤灰混凝土的抗冻性能,研究了水胶比为0.35,粉煤灰掺量为52%的大掺量粉煤灰混凝土在海水中的抗冻性能,利用混凝土快速冻融试验机,对海水中粉煤灰混凝土分别进行了0、100、200、300、400次快速冻融循环试验,并对冻融循环后的混凝土进行了单轴压力学性能试验。测得了冻融循环后混凝土的质量损失,动弹性模量以及单轴抗压强度。根据试验结果,系统地分析了冻融循环次数对大掺量粉煤灰混凝土单轴抗压强度的影响。结论表明:随冻融循环次数的增加,海水中大掺量粉煤灰混凝土的单轴强度逐渐降低,并具有一定规律性。这些结论可以为粉煤灰混凝土在寒冷地区海工混凝土构筑物的应用提供理论依据。     

轻骨料混凝土抗冻性的试验研究

抗冻性是混凝土耐久性的重要指标之一,陶粒和浮石本身轻质、多孔及易吸水的特点,在一定程度上也影响了混凝土的抗冻性。今通过试验分析陶粒和浮石两种轻骨料在冻融循环过程中质量、强度和吸水率的变化规律,研究其作为轻骨料混凝土的抗冻性。试验发现,陶粒、浮石骨料由于轻质多孔的特点改善了混凝土的抗冻性能,其抗冻性能均优于普通混凝土。     

掺加陶粒的玻化微珠保温混凝土试验研究

在玻化微珠保温混凝土试验的基础上,通过正交试验分析了玻化微珠掺量、玻化微珠密度、陶粒掺量、水泥强度、水泥用量、砂子用量、外加剂等7个因素对玻化微珠陶粒保温混凝土抗压强度、导热系数的影响.结果表明,在玻化微珠保温混凝土中掺加陶粒来配制玻化微珠陶粒保温混凝土可行,其最大抗压强度为45.58 MPa,最小导热系数为0.159 W/(m·K).     

受冻融影响的纤维陶粒混凝土高温后力学性能试验研究

试验首先对无纤维、塑钢纤维(HPPF)和聚丙烯腈纤维(PANF)三组陶粒混凝土进行冻融循环作用,然后分20,200,400,600,800℃五个温度水平进行高温作用,研究受冻融影响高温作用下,未掺纤维和掺入不同纤维的陶粒混凝土力学性能变化规律。试验结果表明:纤维的掺入能够对陶粒混凝土中裂缝的产生和扩展起到一定阻止作用,使陶粒混凝土的抗冻性能得到改善,有效缓解混凝土脆性破坏特征;未经冻融作用时,掺入HPPF,PANF后,在20~400℃范围内,陶粒混凝土的立方体残余抗压强度均高于无纤维掺入的陶粒混凝土,在20~200℃范围内,可明显地提高陶粒混凝土的残余劈裂抗拉强度;冻融循环作用后,无纤维陶粒混凝土的残余抗压强度和残余劈裂抗拉强度都明显高于其他二者;冻融循环作用后,在20~400℃三组陶粒混凝土的棱柱体残余抗压强度值明显减小。     

PVA纤维增强CL15陶粒混凝土力学性能试验研究

在CL15陶粒混凝土基础上,分析0%、10%、20%、30%和40%五种粉煤灰掺量,0kg/m~3、0.5kg/m~3、1kg/m~3、1.5kg/m~3、2kg/m~3五种PVA纤维掺量对陶粒混凝土抗压强度和抗弯拉强度的影响。试验结果分析,陶粒混凝土随着粉煤灰掺量的增加,陶粒混凝土强度先增大后减小,陶粒混凝土中粉煤灰的最优掺量为20%,不宜超过40%。PVA纤维可以有效提高陶粒混凝土的力学性能,尤其是抗弯拉强度。但是纤维掺量过大也会大幅降低陶粒混凝土强度,甚至低于设计要求,纤维的建议掺量为1.0~1.5kg/m~3。     

废轮胎橡胶粉陶粒混凝土基本力学性能研究北大核心

通过正交试验方法,研究了水泥用量、橡胶集料用量(体积取代率)、陶粒用量对废轮胎橡胶粉陶粒混凝土28 d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及表观密度的影响规律。试验结果表明:废橡胶粉的掺量对废轮胎橡胶粉陶粒混凝土抗压强度影响显著,水泥用量和陶粒用量对其影响次之;废轮胎橡胶粉陶粒混凝土抗压强度总体上随废橡胶粉掺量的增加而逐渐减少;水泥用量对废轮胎橡胶粉陶粒混凝土的劈裂抗拉强度影响显著,并且随水泥用量的增加废轮胎橡胶粉陶粒混凝土的劈裂抗拉强度先减小后增大,废橡胶粉掺量和陶粒用量对其影响很小;其表观密度分别随水泥用量和陶粒用量的增加而增加,但总体上随废橡胶粉掺量的增加而减少。     

轻骨料混凝土抗渗性能研究

采用粉煤灰及预湿和绝干两种陶粒所配制的轻骨料混凝土的力学性能和抗渗性试验,结果表明:预湿陶粒对混凝土的自养护能力优于干陶粒混凝土,对掺粉煤灰混凝土的后期强度发展尤为有利,超过28d龄期时,掺粉煤灰陶粒混凝土的力学性能和抗渗性能均高于未掺加粉煤灰混凝土,最佳掺量为20%.     

圆钢管微膨胀陶粒混凝土短柱轴压极限承载力计算公式

以陶粒混凝土中的膨胀剂掺量(0、4%、8%、12%)和钢管壁厚(含钢率)为变量,制作了12组(24根)短柱,进行了轴压试验。结果表明:在本试验的膨胀剂掺量范围内,圆钢管微膨胀陶粒混凝土短柱试件的轴压承载力随膨胀剂掺量的增大而逐渐提高;根据试验结果建立了考虑膨胀剂掺量的受圆钢管约束微膨胀陶粒混凝土的强度准则计算公式,进而推导出了考虑膨胀剂掺量的圆钢管微膨胀陶粒混凝土短柱的极限承载力公式。     

基于外围护结构的陶粒发泡混凝土正交优化设计及其传热模拟

研究制备了陶粒发泡混凝土,选择养护制度、陶粒掺量、陶粒筒压强度3个因素,采用正交试验分析各因素对陶粒发泡混凝土性能的影响。通过Ansys仿真模拟软件对陶粒发泡混凝土砌块进行三维稳态模拟,以及对岩棉、EPS、陶粒发泡混凝土3种结构的外墙进行二维稳态传热模拟研究。试验结果分析可知,影响因素由大到小为：陶粒掺量>陶粒筒压强度>养护温度。通过传热模拟分析可知,陶粒掺量为30%的情况下,砌块的热流量最低,保温隔热性能较好。外墙传热模拟可知,3种方案的传热系数模拟值分别为0.28、0.23、0.36 W/(m²·K),陶粒发泡混凝土墙体具有良好的保温隔热性能。