轻质粉煤灰泡沫混凝土的制备及性能研究

将粉煤灰部分替代水泥,采用化学发泡方法制备轻质粉煤灰泡沫混凝土(FAFC),研究了发泡剂(H₂O₂)、稳泡剂(硬脂酸钙)和粉煤灰对FAFC干密度、抗压强度和导热系数的影响,并对FAFC的孔隙结构进行了表征。结果表明：随着H₂O₂掺量的增加,FAFC的干密度、抗压强度和导热系数降低,孔隙率和孔径增大。硬脂酸钙可以优化FAFC的孔隙结构,当其掺量为1.8%时,可以制备出轻质、保温、高强的FAFC。随着粉煤灰掺量的增加,FAFC强度逐渐降低,孔隙率先增大后减小,干密度和导热系数先减小后增大,粉煤灰掺量40%时FAFC的干密度和导热系数最小。     

偏高岭土对路基填料泡沫轻质土性能的影响研究

泡沫轻质土作为一种新型的轻质填料,目前被广泛用于软土地基处理、道路加宽与桥台台背回填等方面。为了改善泡沫轻质土的性能,采用偏高岭土等量取代水泥,通过正交试验提出了偏高岭土泡沫轻质土最优配合比,并通过试验探讨了不同胶凝材料用量、偏高岭土掺量以及水胶比对轻质土抗压强度的影响规律,进一步对其干缩、干湿循环、抗冻性能及微观形貌进行了试验研究,最后确定了其初步最佳配合比。结果表明:泡沫轻质土抗压强度影响因素的显著性大小为:偏高岭土掺量胶凝材料用量水胶比;随水胶比的增大,其各龄期干缩率减小,而其干湿循环及冻融循环后的抗压强度损失率逐渐减小;随偏高岭土掺量增加,其各龄期干缩率先减小后增大,当其掺量为20%时干缩率最小,而其干湿循环及冻融循环后的抗压强度损失率逐渐增大;综合各性能得到偏高岭土泡沫轻质土最佳配合比为:水泥∶偏高岭土∶发泡剂∶水=1∶0.25∶0.025∶0.69。随着偏高岭土掺量的增加,试件内部偏高岭土易发生团聚、大气泡数量增加,导致结构密实度较差,不利于强度的发展。     

组成对泡沫混凝土性能影响研究

本文研究了发泡剂用量、粉煤灰掺量、水胶比、膨胀珍珠岩外加量对泡沫混凝土性能的影响,研究结果表明:试样的密度、导热系数随着发泡剂用量增大而降低,强度却先降低、后增大,发泡剂用量在0.6%较适宜;试样的密度、导热系数随着粉煤灰掺量增大而小幅降低,强度先增大、后减小,粉煤灰的适宜掺量为35%;试样的密度、导热系数降低随着水胶比增大而减小,强度却是先增加,然后较大幅度下降,水胶比0.45较适宜;试样的强度随着膨胀珍珠岩用量增大先增加、后下降,3%较适宜。     

粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响

采用相同水灰比、相同砂率,以粉煤灰为单一变量,通过10组掺加粉煤灰的混凝土进行试验,得出粉煤灰对混凝土抗压强度的影响。试验结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,对混凝土的早期强度影响不大,后期强度出现波动,先增加后减小;当粉煤灰掺加量为30%时,混凝土的后期强度最大。     

大掺量磷石膏泡沫轻质土的制备

为推动固废在泡沫轻质土中的应用,以水泥、矿粉、磷石膏为原料制备大掺量磷石膏泡沫轻质土,研究磷石膏掺量对泡沫轻质土流动性能、力学性能、抗冻性能与耐水性能的影响。试验结果表明：随着磷石膏掺量增加,泡沫轻质土的流动性能、力学性能和抗冻性能逐渐下降,耐水性能先上升后下降。考虑到经济效益,磷石膏的最佳掺量为50%,此时泡沫轻质土28 d抗压强度与抗折强度分别为2.29、0.95 MPa,水软化系数为0.88,冻融循环后质量损失率和抗压强度损失率分别为1.52%、24%。     

不同加载条件下泡沫轻质土力学特性试验研究

通过对湿重度分别为5.5 kN/m³和6.0 kN/m³的泡沫轻质土进行不同约束边界的无侧限抗压强度试验及三轴剪切试验,研究了泡沫轻质土在不同加载方式、加载边界条件下的强度力学特性。试验结果表明：在不同摩擦边界条件下,泡沫轻质土无侧限抗压强度试验其应力-应变曲线均出现软化特性,在无摩擦条件下,由于接触面与试样间的套箍约束作用较弱,其无侧限抗压强度极限值降低,峰值强度对应的应变减小;湿重度为6.0 k N/m³的泡沫轻质土比湿重度为5.5 kN/m³的泡沫轻质土配合比中增加约9.4%的水泥掺量,而强度增加约42%,水泥掺量和气泡群量的改变会对泡沫轻质土强度有显著影响。     

广州南沙地区软土采用水泥和粉煤灰固化试验研究

通过室内试验,研究广州市南沙地区软土采用水泥和粉煤灰加固力学特性。考虑水灰比、水泥粉煤灰混合固化剂掺量、粉煤灰掺量的变化对固化土无侧限抗压强度的影响,建立固化土强度-龄期一系列函数公式。研究显示:水泥起到提高固化土强度的主要作用,粉煤灰的掺量应有所限制;对于不同的混合固化剂配比,有各自的最佳水灰比。水灰比小于0.5,加大混合固化剂掺量不能显著提高固化土强度。广州南沙软土采用水泥粉煤灰搅拌桩加固,混合固化剂掺量取15%~18%,粉煤灰掺量取20%~30%,水灰比取0.53左右,比较合理。     

粉煤灰复合膨胀珍珠岩对泡沫混凝土性能影响研究

为探究泡沫混凝土在粉煤灰、膨胀珍珠岩和发泡剂的不同掺量条件下对其干密度、28d抗压强度、导热系数等性能的影响，分别以0～60%粉煤灰掺量、0～20%膨胀珍珠岩掺量及1%～4%发泡剂掺量为参数展开试验，并在此基础上，进行泡沫混凝土墙和砖砌体墙热工性能分析。依据试验结果得出：随着粉煤灰掺量的增加，泡沫混凝土的干密度和28d抗压强度先增加到一定阶段后逐渐降低，而导热系数和吸水率逐渐减小；在不断增加膨胀珍珠岩掺量或发泡剂掺量的过程中，泡沫混凝土干密度、28d抗压强度和导热系数随之逐渐降低，而吸水率逐渐增大；烧结多孔砖墙的实测传热系数约为泡沫混凝土墙的1.6倍。     

泡沫轻质混凝土渗透性试验研究

渗透性是影响混凝土材料耐久性的重要因素。以普通硅酸盐水泥为胶凝材料,采用物理发泡技术预制泡沫制备泡沫轻质混凝土,通过改进的渗透试验方法,研究了密度与泡沫轻质混凝土渗透性能的相关性,并探讨了水灰比和玻璃纤维、粉煤灰、硅粉等外加剂对泡沫轻质混凝土抗渗性的影响。结果表明:泡沫轻质混凝土的渗透时间随着密度的增大而延长;随着水灰比的增大,呈现出先延长后缩短的现象;3种外加剂对低密度泡沫轻质混凝土抗渗性能的改善效果并不明显,但在合适掺量范围内,可显著提高较大密度(700和1000 kg/m3)泡沫轻质混凝土的抗渗性能。     

水灰比对磷渣粉煤灰泡沫混凝土性能影响的研究

研究了水灰比对磷渣粉煤灰泡沫混凝土流动性、干密度、强度、干缩性能和吸水率的影响。结果表明,磷渣粉煤灰泡沫混凝土随着水灰比从0.35增加到0.55,泡沫混凝土的流动度增大,干密度先减小再增大,7d和28d的抗折、抗压强度先升高后降低,吸水率先降低后增大,收缩值先减小后增加。当水灰比为0.40时,泡沫混凝土的流动度、干密度、7d和28d的抗压强度、抗折强度、吸水率和收缩值等性能均达到最佳值。     

地聚合物基陶粒泡沫混凝土孔结构调控及性能研究

选用矿渣和粉煤灰为原料,陶粒为轻集料,水玻璃为碱激发剂,采用物理发泡法,通过碱激发方式制备地聚合物基陶粒泡沫混凝土(GCFC),研究泡沫掺量、陶粒掺量及陶粒等级对GCFC性能的影响,探究了GCFC孔结构的变化趋势。结果表明：当陶粒掺量为30%、陶粒等级500 kg/m³时,随着泡沫掺量增加,当泡沫掺量1.0倍时,比强度达到峰值10 273 N·m/kg,导热系数为0.109 W/(m·K);当泡沫掺量1.2倍、陶粒等级500 kg/m³时,随着陶粒掺量增加,GCFC比强度先增大后减小,掺量为30%时比强度达到峰值9 902 N·m/kg,导热系数为0.097 W/(m·K)。当泡沫掺量小于1.2倍,经20次冻融循环后GCFC的质量损失率和冻后强度满足标准要求;GCFC冻后强度与陶粒等级成正比关系。GCFC孔结构的圆度值随泡沫掺量的增加而变大,当泡沫掺量超过1.2倍后,圆度值增加速度加快;当陶粒掺量逐渐增大时,平均圆度值先降低再升高,陶粒掺量为30%时平均圆度值下降至最低为1.42。     

聚羧酸高效减水剂对泡沫混凝土性能影响试验研究

以普通硅酸盐水泥为胶凝材料,掺入聚羧酸高效减水剂,采用物理发泡技术制备泡沫混凝土,研究了聚羧酸高效减水剂掺量对泡沫混凝土抗压强度、弹性模量、流值、气孔结构的影响。结果表明:在水灰比不变的条件下,泡沫混凝土的流值随着聚羧酸减水剂掺量的增加而增大,较小的掺量即可使泡沫混凝土获得较大的流值;聚羧酸高效减水剂可显著改善泡沫混凝土的气孔结构,使得气孔细小且分布较均匀,孔壁结构完整;随着水灰比的减小,聚羧酸减水剂掺量的增加,泡沫混凝土的抗压强度和弹性模量均呈现出先增大后减小的趋势,当水灰比为0.5,聚羧酸减水剂掺量为0.08%,较未掺减水剂试样的抗压强度提高44.1%。     

耐碱玻纤和粉煤灰对轻质混凝土强度及冻融耐久性的影响研究

以陶粒为粗骨料制备了轻质混凝土试件,研究了耐碱玻纤、粉煤灰增强材料对轻质混凝土的力学性能及冻融耐久性的影响。结果表明,随着耐碱玻纤掺量的增加,同一龄期轻质混凝土试件的抗压强度、抗拉强度先增大后减小;过高的耐碱玻纤掺量不利于强度的增长,且耐碱玻纤对试件抗拉强度的影响大于抗压强度,其最优掺量为0.6 kg/m^3;掺入适量的粉煤灰(≤15%)能提高轻质混凝土的强度,提升幅度与掺量成正比,但掺量较大时对强度不利;与未掺耐碱玻纤的试件相比,当耐碱玻纤掺量低于0.6 kg/m^3和1.0 kg/m^3时,能分别提升试件的相对动弹性模量和降低质量损失率,改善幅度与耐碱玻纤的掺量正相关;粉煤灰掺量低于15%时有利于提高试件的冻融耐久性,但掺量较高(≥20%)则会降低试件的冻融耐久性指标。     

高强高性能混凝土的配制试验研究

高强高性能混凝土材料是保证大型工程修建的前提和基础。以52.5硅酸盐水泥、硅粉、天然砂、鹅卵石及减水剂为原材料,进行高强混凝土的配制试验,并对各原材料掺量影响混凝土强度的影响规律进行分析。试验表明:随着硅粉掺量的增加,混凝土强度整体呈增加的趋势;随着鹅卵石掺量增加混凝土强度呈先增大后减小的趋势;随着减水剂掺量增加混凝土强度呈先增大后减小的趋势。高强混凝土的最佳配方为水灰比0.45、水泥掺量31%、硅粉掺量8%、天然砂掺量40%、鹅卵石掺量21%、减水剂掺量0.4%。     

聚丙烯纤维增强磷渣粉煤灰泡沫混凝土性能的试验研究

以复合硅酸盐水泥为胶凝材料,用磷渣粉和粉煤灰取代部分水泥,用磷石膏作为激发剂,以化学发泡法制备泡沫混凝土。探讨了聚丙烯纤维长度、掺量对泡沫混凝土强度和收缩值的影响。结果表明:随着聚丙烯纤维长度的增加,泡沫混凝土7 d、28 d的抗折、抗压强度及收缩值先增加后减小,在聚丙烯纤维长度为9 mm时,抗折和抗压强度都达到最大,而收缩则最小;随着聚丙烯纤维掺量的增加,泡沫混凝土的7 d、28 d抗压、抗折强度先增加后稍有降低,收缩先减小后略有所增大;当聚丙烯纤维掺量为0.25%时,抗压、抗折强度都达到最大值,收缩最小。     

高韧性轻质硫铝酸盐水泥基发泡保温材料的制备及性能研究

为制备较高韧性的轻质水泥基发泡保温材料,研究了粉煤灰掺量、粉煤灰激活剂掺量、轻骨料比率及聚乙烯醇纤维掺量等对发泡体系性能和微观结构的影响。试验结果显示,粉煤灰能明显降低发泡体系的温度和干密度,当其掺量大于30%时,试件早期强度大幅降低,因此粉煤灰掺量应小于30%;粉煤灰激活剂能明显提高试件的早期强度,当其掺量为2.5%时,效果最佳;随轻骨料比率增大,干混体系空隙率先减小后增大,导热系数逐渐减小,当轻骨料比率为24%时,空隙率最小而导热系数趋于稳定;聚乙烯醇纤维能明显改善试件的韧性和表面微观形貌,综合考虑纤维掺量不应大于1%。     

初始干密度及掺砂比对膨胀土抗剪强度指标影响

研究了风化砂改良膨胀土对抗剪强度及其指标的影响。通过改变风化砂的掺量,研究了风化砂对膨胀土物理性质的影响。试验表明,随着掺砂比例的增加,最佳含水率逐渐下降,渗透系数逐渐增大,说明风化砂能有效降低膨胀土的塑性指数,增大膨胀土的透水性能,使之更适合用作公路路基填料。通过研究风化砂掺入比例及初始干密度对膨胀土抗剪强度指标c、φ值及抗剪强度的影响,可以得出:在掺砂比例一定时,改良膨胀土的粘聚力随着初始干密度的增大而增大,内摩擦角随着初始干密度的增大先增大后减小再增大,抗剪强度值总体逐渐增大;在初始干密度一定时,改良膨胀土的粘聚力随着掺砂比例的增大而减小,内摩擦角随着掺砂比例的增大先增大后减小,抗剪强度总体变化趋势减小。当初始干密度为2.0 g/cm³,掺砂比例为30%时,抗剪强度达到最大值。     

寒冷地区混凝土路面砖的力学及耐久性能研究

采用正交试验法研究了防水剂掺量、减水剂掺量、聚丙烯纤维掺量和水胶比对混凝土路面砖力学、抗冻及抗盐冻性能的影响。结果表明：随着防水剂掺量的增加,试件的抗折强度先增大后减小,强度损失率和单位面积质量损失减小;随着减水剂掺量的增加,试件的抗折强度增大,强度损失率和单位面积质量损失减小;随着聚丙烯纤维掺量的增加,试件的抗折强度增大,强度损失率和单位面积质量损失减小;随着水胶比的增加,试件抗折强度先增大后减小,强度损失率先减小后增大,单位面积质量损失增大;综合考虑力学性能、抗冻性能和抗盐冻性能,推荐混凝土路面砖的防水剂掺量为2.0%、减水剂掺量为2.0%、聚丙烯纤维掺量为0.5%、水胶比为0.25。     

建筑废弃物再生集料泡沫混凝土的配合比设计研究

通过正交试验研究硅酸盐水泥掺量、建筑废弃物再生集料掺量、水灰比3个因素对建筑废弃物再生集料泡沫混凝土强度的影响。结果表明,影响建筑废弃集料泡沫混凝土28 d无侧限抗压强度的主次顺序为:建筑废弃物再生集料掺量硅酸盐水泥掺量水灰比,最佳配合比为水泥405 kg/m~3,建筑废弃物再生集料607.5 kg/m~3,水243 kg/m~3,聚羧酸高效减水剂1.22 kg/m~3,其28 d无侧限抗压强度为4.85 MPa,流动度为170 mm,性能符合CJJ/T 177—2012《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》的要求。     

电石渣固化软土的强度特性研究

本文采用电石渣、矿渣、粉煤灰为主要固化剂组分,测试电石渣单独固化土以及电石渣与矿渣、粉煤灰共同固化土的强度特性,检测电石渣固化土的效果。结果表明:采用电石渣单独固化土,固化土强度随电石渣掺量增加呈现先增大后减小的趋势,电石渣掺量为20%时,固化土强度最高。适量增加土样的含水率有利于增加电石渣固化土的强度。当电石渣掺量为15%时,土样含水率增加5%,固化土强度最佳;当电石渣掺量为20%和25%时,土样含水率增加3%,固化土强度最佳。电石渣激发矿渣和粉煤灰共同固化土效果显著,电石渣与矿渣、粉煤灰之间都存在一个最佳配合比,矿渣:电石渣=9:1,粉煤灰:电石渣=8:2是最佳配合比。