高性能混凝土复合剂性能及应用研究

采用电镜扫描及能谱分析混凝土复合剂的组成,测试了复合剂减水率、强度和复合剂配制混凝土的工作性、力学性能及耐久性,并对使用该复合剂的大体积矿井建设混凝土温度分布进行了ANSYS模拟.结果表明,复合剂为富含SiO2、Al2O3矿物材料和有机物的复合物.复合剂掺量为10%时,配制的混凝土坍落度达到195 mm,1 d、3 d抗压强度可分别达到28 d的48%、78%.渗水高度比基准混凝土降低了49.7%,28 d声速提高了6.2%,回弹值提高了10.3%,孔隙率降低了54.7%,大体积混凝土1 d最高温度达到38℃,7 d时达到46℃,28 d下降到21℃.     

外加剂及其相互作用对水泥胶砂试件抗折强度的影响

通过正交设计,采用L3427正交表格,进行了27组试验,检测了水泥胶砂试件1d和28d的抗折强度;并采用极差、方差、影响率、试验水平分析和多重比较T法的分析方法,研究了外加剂及其相互作用对水泥胶砂试件抗折强度的影响情况.结果表明,对1d抗折强度有特别显著影响的因素是水泥用量,有显著影响的因素是膨胀剂、增粘剂以及水泥与膨胀剂和水泥与增粘剂之间的交互作用;对28d抗折强度有特别显著影响的因素是水泥用量、速凝剂及增粘剂,有显著影响的因素是水泥与增粘剂之间的交互作用.外加剂之间的交互作用可以忽略不计.     

粉煤灰对高性能混凝土工作性的影响研究

研究了粉煤灰掺量对混凝土工作性的影响,研究结果表明,在40%掺量范围内,随着粉煤灰掺量的增加混凝土的流动性增大,掺入粉煤灰能明显改善混凝土坍落度的经时损失。还分析了粉煤灰对混凝土工作性的影响机理。     

煤矿岩巷钢纤维混凝土抗折性能试验与模拟研究

进行了不同钢纤维掺量下的钢纤维混凝土抗折强度试验。结果表明钢纤维混凝土抗折强度随钢纤维掺量的增加几乎成线性增长。运用有限元软件ANSYS进行钢纤维混凝土梁非线性分析,采用Solid65单元和Concrete材料以及相应的本构模型和破坏准则模拟钢纤维混凝土抗折全过程,可取得令人满意的结果。     

某电解锰渣免烧砖抗压和抗折强度研究

用某些固体废弃物制备免烧砖是实现固体废弃物大宗利用的重要途径,为确定贵州某电解锰厂电解锰渣制备免烧砖的可能性,在进行了浸出毒性分析的基础上,研究了渣泥质量比、骨料掺量、水固质量比及成型压力对免烧砖抗压强度和抗折强度的影响。结果表明：随着渣泥质量比的增大,试块的抗压、抗折强度均先上升后下降,高点在渣泥质量比为5时;随着骨料掺量的增大,试块的抗压、抗折强度均先增大后减小,高点在骨料添加量为30%时;随着水固质量比的增大,试块的抗压、抗折强度先增大后减小,高点在水固质量比为0.30时;成型压力从1.0 MPa提高至2.0 MPa,试块7 d和28 d的抗压、抗折强度都显著上升,继续提高成型压力,试块7 d和28 d的抗压、抗折强度上升幅度趋缓。当渣泥质量比为5,骨料添加量为30%,水固质量比为0.3,成型压力为2 MPa时,电解锰渣免烧砖7 d的抗压、抗折强度分别达到10.63 MPa和2.21 MPa,28 d的抗压、抗折强度分别达到 14.89MPa和2.48 MPa,达到国家普通砖的强度标准。     

短切玄武岩纤维对磷石膏抗折强度影响研究

研究了掺加短切玄武岩纤维对磷石膏抗折强度的影响,分析了短切玄武岩纤维增强磷石膏的机理,通过SEM手段对玄武岩纤维-磷石膏界面进行了研究。结果表明,短切玄武岩纤维增强磷石膏效果明显,随着短切玄武岩纤维掺量的增加,增强效果趋于稳定,长度为6 mm短切玄武岩纤维比12 mm纤维效果更好。6 mm短切玄武岩纤维掺量为1.6%时增强效果趋于稳定,2 h和绝干抗折强度分别达到7.5 MPa和15.2MPa,相较空白组提高115%和85%。经过盐酸刻蚀处理后的6 mm短切玄武岩纤维增强效果更好,在最佳掺量1.4%时,原料遇水后2 h和绝干抗折强度分别达到8.3 MPa和17.0 MPa,较空白组提高137%和107%。短切玄武岩纤维磷石膏复合材料的破坏形式主要是基体断裂和纤维拔出,玄武岩纤维与磷石膏结合机理主要是磷石膏基体和短切玄武岩纤维之间的机械锁合和化学结合。     

配合比因素对高性能混凝土强度的影响研究

文章采用正交试验方法对高性能混凝土强度的影响因素进行了深入研究。研究结果表明：水胶比、粉煤灰取代率是影响混凝土的主要因素，砂率对混凝土的强度影响不大，但影响混凝土的流动性。     

粉煤灰掺量对高性能混凝土强度、碱度及抗碳化性能的影响研究

粉煤灰是高性能混凝土的主要掺合料之一,其掺量直接影响到高性能混凝土的强度、碱度和抗碳化性能。在此方面目前研究较少。文章仅就大掺量粉煤灰与高性能混凝土强度、碱度、碳化的关系进行了研究。试验结果表明,随粉煤灰的掺量的增大,混凝土的强度降低、碱度降低,但在50％掺量时混凝土碱度依然为12．32,50％掺量时混凝土碳化深度为0。     

喷射钢纤维混凝土性能试验研究

 通过不同的配合比和掺入不同体积率的钢纤维混凝土来进行对比,利用抗压、劈裂抗拉和抗折试验分析钢纤维混凝土的性能。结果表明,水灰比为0.5的钢纤维混凝土抗压、抗折、抗拉强度分别比未加钢纤维混凝土提高了10.3%、9.6%和33.5%,水灰比为0.6的钢纤维分别提高了33.8%、10.8%和8.4%;而对于不同掺量的比较中,掺量较高的混凝土强度提高要高一些。由此可见,在不同的水灰比和不同的掺量下对混凝土的性能会产生不同的影响,但总体看来钢纤维能够提高喷射混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度等性能,能够为地下工程提供更好的支护作用。     

石粉含量对中低强度机制砂混凝土性能的影响

通过大量室内试验，并采用相关试验分析方法，研究了不同石粉含量对机制砂混凝土工作性、抗压强度、干缩性能等三大重要性能的影响，总结出了石粉含量对机制砂混凝土工作性、抗压强度、干缩性能的影响的一些规律，为配制中低强度机制砂混凝土时如何选择合理的石粉含量提供一些参考和理论依据。     

低水泥及低胶凝材料用量高强高性能混凝土配制研究

选用JQ-HPC80型井筒专用高性能混凝土外加剂,配制出了低水泥及低胶凝材料用量的高强高性能混凝土,混凝土强度可达到90MPa以上,完全能满足目前煤矿井壁施工需求。重点介绍了高强高性能混凝土配制所用的各种原材料及其性能指标,配合比设计及工作性能、力学性能试验情况。     

纤维增强氯氧镁水泥砂浆弯曲韧性研究

为提高基准氯氧镁水泥砂浆强度,同时改善其弯曲韧性,将聚丙烯纤维和钢纤维以单掺和混掺两种方式掺入氯氧镁水泥砂浆中,测试了砂浆试块的抗折抗压强度,对其进行弯曲试验,绘得荷载-挠度曲线图。结果表明：掺入聚丙烯纤维和钢纤维一方面能提高基准氯氧镁水泥砂浆强度,当单掺0.5%聚丙烯纤维或单掺1%钢纤维或混掺1%钢纤维和0.75%聚丙烯纤维时,对镁水泥砂浆强度提高幅度最大;另一方面能改善基准镁水泥砂浆的抗弯拉韧性,当单掺0.75%聚丙烯纤维或单掺1%钢纤维或混掺1%钢纤维和0.75%聚丙烯纤维时,对镁水泥砂浆韧性改善效果最好。对比发现钢纤维比聚丙烯纤维对基准镁水泥综合性能提高效果好。     

炭纤维涂敷TiO2增强羟基磷灰石复合材料的力学性能研究

采用溶胶-凝胶法在炭纤维表面涂覆TiO2薄膜,通过球磨混合均匀、热压烧结制备炭纤维增强羟基磷灰石复合材料,用三点弯曲法测试复合材料的弯曲强度。结果表明,球磨时间影响羟基磷灰石中炭纤维的长度及其分布,球磨时间以2.5 h为宜。表面涂层TiO2的炭纤维增强羟基磷灰石的弯曲强度比未涂层的高,尤以用丙酮除胶、盐酸与水量比例为1.0∶8进行TiO2涂层,得到的炭纤维增强羟基磷灰石的弯曲强度最高。在炭纤维表面均匀涂覆一层厚度合适的TiO2薄膜有利于提高炭纤维增强羟基磷灰石复合材料的力学性能。     

废玻璃粉-尾矿砂混凝土的强度试验研究

将特细尾矿砂和磨细废玻璃粉混合物用于C30混凝土的细骨料,废玻璃粉按照0、10%、20%、30%、40%、50%和60%等质量代替尾矿砂,制作了8组共计72个普通砂和废玻璃粉-尾矿砂细骨料二种混凝土标准抗压试件,养护7 d、28 d、90 d后分别测试它们的抗压强度。结果表明,全部用特细尾矿砂作为混凝土细骨料,混凝土和易性和强度等性能均不如普通中粗砂混凝土;废玻璃粉的添加能够提高尾矿砂混凝土的强度,但是,混凝土的强度增长与废玻璃掺量为非线性关系。当废玻璃粉掺量在20%~30%时,尾矿砂细骨料混凝土各龄期强度即可达到普通中粗砂混凝土各龄期强度值;磨细至一定粒径以下的废玻璃粉具有较高的火山灰活性是混凝土强度提高的内因。研究对固体废弃物的再利用具有参考价值。     

聚合物改性煤矸石粉煤灰混凝土性能研究

为探讨聚合物对大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的影响,制备不同掺量苯乙烯、191#UP和196#UP 3种聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土试件,进行抗压强度、抗折强度、碳化性能试验研究。结果表明,3种聚合物的加入均提升了混凝土试件抗压强度,且应控制掺加191#UP和196#UP的量在10%左右;掺加3种聚合物的混凝土试件抗折强度都有明显提高,折压比也呈增长趋势,测得掺191#UP和196#UP混凝土的韧性比掺苯乙烯的性能优越;混凝土试件的碳化深度随着聚合物掺量的增加而逐渐减小,说明聚合物可以改善混凝土的碳化性能,并且随着聚合物的增加,改善效果越明显。试验表明,适量掺入聚合物可以改善大掺量煤矸石粉煤灰混凝土的抗压强度、抗折强度及碳化性能,这为聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的应用提供了试验依据。     

混凝土井壁受盐害侵蚀后的强度损伤试验研究

井壁混凝土结构在地下复杂环境中易受复合盐害侵蚀。为了研究混凝土受盐害溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度的变化规律,设计制作了C70标号的高强混凝土试块,配置了3种不同浓度的复合盐害溶液,测定试块经过多次复合盐害溶液浸泡后的抗压强度和抗折强度。试验结果表明:高强井壁混凝土在清水和复合盐害溶液浸泡后,抗压强度和和抗折强度的变化趋势不一样。在清水环境中,两者基本都是上升的趋势,抗压强度在初期其强度上升比较快,到后期逐渐趋于稳定,抗折强度在第6个月到第7个月之间有突变。在复合盐害溶液中,抗压强度和抗折强度整体上符合先增大后减小的变化趋势。腐蚀溶液浓度越大,后期下降的趋势越快。抗折强度的变化规律比抗压强度的变化规律复杂。     

冻结井壁高强高性能混凝土配合比设计及应用

顾桥煤矿二水平延深工程新建进风井和回风井2个井筒,均采用冻结法凿井,冻结深度分别为472和464m。2个井筒在300m深以下均要穿过多个厚膨胀粘土层。根据2个井筒深部厚膨胀粘土层段内层井壁耐久性和防裂、抗渗要求,确定了井壁高强高性能混凝土配制思路。采用全计算方法,设计了高强高性能混凝土配合比参数。合理选择了原材料,通过试验,优选了C60、C65和C70高强高性能混凝土配合比,并应用于井壁施工,取得了良好的效果。     

矿用高性能聚合物改性混凝土的应用研究

为了解决普通混凝土在井巷施工和使用过程中存在脆性大、柔性不足等问题,研制出一种矿用高性能聚合物改性混凝土.通过正交试验研究了聚丙烯酸乳液和苯丙乳液,聚灰比、水灰比、减水剂掺量和砂率对混凝土力学性能的影响,确定了矿用高性能聚合物改性混凝土的配合比,并进行了井下试验,分析了该混凝土修补巷道裂缝的机理.结果表明:聚丙烯酸酯乳液对混凝土有更好的改性作用.与普通混凝土相比,研制的聚合物改性混凝土抗折强度提高了39.3%,劈裂抗拉强度提高了53.1%,黏结强度提高了73.0%,抗渗性提高了83.3%.     

高强混凝土梁柱节点受剪承载力设计的研究

以近些年来国内外的高强度混凝土梁柱节点试验资料为依据提出了高强混凝土梁柱节点核心区受剪承裁力的试验回归公式.以供高强混凝土节点设计的参考.     

低水泥高掺量钢渣碱激发混凝土的试验研究

通过改变钢渣粉、矿渣粉等矿物掺合料的比例,研究碱激发大掺量钢渣混凝土的力学性能,并采用X射线衍射和扫描电镜等测试手段对其微结构进行分析。结果表明,激发剂与减水剂、胶凝体系、粗细骨料之间在合理加料、搅拌顺序下,和易性满足要求同时可以制备出钢渣掺量达60%、矿渣掺量为15%、硅灰掺量为5%、水泥掺量仅为20%、强度等级可达C30的混凝土;微观分析表明,优化后的混凝土胶凝体系28 d水化产物结构致密,且孔隙较少,后期强度发展较好。