钢渣混凝土压敏性研究及机理分析

为了确定钢渣混凝土是否具有感知应力的功能,研究了钢渣混凝土在不同荷载条件下的电阻变化规律,即压敏性.通过模拟试验测试了不同加载速率、循环加载、突然加载和卸载等加载条件下钢渣混凝土的压敏性.结果表明,随着钢渣掺量的增加,钢渣混凝土的压敏效应更加明显;压力较小时,电阻率随压力增大而迅速降低;压力增大到一定程度后,电阻率下降十分缓慢;压力达到极限荷载时,电阻率迅速升高;在循环加载情况下,第一次加载循环时钢渣混凝土电阻变化率高于第二次加载循环时的变化率.钢渣混凝土成本很低,制备方法简单,与碳纤维增强水泥一样具有良好的压敏性,因此具有较好的应用前景.     

轴向压力作用下钢渣混凝土的压敏性研究

在不同加载速率、突然加载和卸载以及三向约束等加载条件下,钢渣混凝土具有良好的导电性和压敏性;随着钢渣掺量的增加,钢渣混凝土的压敏效应更加明显;施加压力较小时,电阻率随压力增大而迅速降低;压力增大到一定程度后,电阻率下降十分缓慢;压力达到极限荷载时,电阻率迅速升高;受到三向约束时,钢渣混凝土仍然具有压敏特性,相对于单轴受?其压力敏感性较低.     

磁选粉煤灰对CFRC压敏性的影响

改善碳纤维增强水泥(CFRC)的压敏性有助于提高其感知应力应变的能力。采用两电极法研究了磁选粉煤灰部分取代水泥对CFRC压敏性的影响,分析了磁选粉煤灰掺量、铁氧化物含量等因素影响CFRC压敏性的规律及机理。结果表明,碳纤维质量掺量≤0.8%时,用铁氧化物含量达到30%的磁选粉煤灰取代20%～30%的水泥来制备CFRC时可以显著改善CFRC的压敏性;碳纤维质量掺量为1.2%时,掺加磁选粉煤灰不利于提高CFRC的压敏性;磁选粉煤灰对采用最大长度为3和5mm的碳纤维制备的CFRC的压敏性具有显著改善效果。掺加适量磁选粉煤灰使CFRC在碳纤维掺量较低时仍然可以获得良好压敏性,并显著降低CFRC的制备成本。     

导电掺和料形态与水泥基材料压敏性的相关性

研究了含有碳纤维、石墨、钢纤维的水泥基材料的导电性及其在压应力作用下电阻率的变化规律;探讨了掺有导电掺合料的水泥石电阻率的变化机理。研究表明,水泥基材料具备压敏效应的前提条件是其导电网络达到渗流区,而碳纤维由于长径比大、密度小,极小掺量即可使水泥石进入渗流区,产生压敏效应。      

钢渣混凝土研究现状分析

目前钢渣的综合利用已经成为一个热点问题,本文主要论述了钢渣在混凝土中的研究意义,具体阐述了钢渣混凝土的发展概况、研究现状及实际工程应用状况等问题,提出了复合掺合料配比及掺量问题、钢渣钝化问题、安定性不良问题、钢渣细度问题等在钢渣混凝土研究中亟待解决的问题,指明了钢渣混凝土的应用前景。     

钢渣粗骨料混凝土的试验研究

本文以设计强度C30作为混凝土的设计强度等级,以钢渣作为粗骨料替代品为基础,对比研究了钢渣全部取代碎石所配制的混凝土（钢渣粗骨料混凝土）和普通混凝土的力学性能和耐久性;结果表明：相较于普通混凝土,钢渣混凝土具有较好的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗冻性扣抗碳化。     

量子隧道效应压敏复合材料

为探讨镍粉-水泥基复合材料的压敏性及其产生机理,首先验证了采用埋入式环状四电极进行镍粉-水泥基复合材料电阻测试的可行性,然后探讨了镍粉-水泥基复合材料的伏安特性,最后研究了一次加载至破坏时和弹性加载阶段镍粉-水泥基复合材料的电阻率变化规律.研究结果表明:基于埋入式环状电极的四电极法适用于镍粉-水泥基复合材料压敏性的测试;在测试电流＜10mA时,镍粉-水泥基复合材料的伏-安特性为线性,隧道导电具有欧姆特性;镍粉-水泥基复合材料一次加载至破坏,电阻率变化率最大达70%,弹性阶段电阻率变化率可达60%以上,量子隧道效应是致使其具有优异压敏性能的原因.     

水泥基碳纤维复合材料压敏性的研究

研究了在不同压力下掺有碳纤维的特制水泥试块的电阻率.结果表明,随着压力的增大,电阻率变化存在可逆感应阶段、平衡阶段和剧增阶段,反映了试块内原有缺陷裂纹的闭合张开、新裂纹的萌生和裂纹的扩展破坏,并从导电机理上进行了分析.碳纤维水泥试块的这种特性,使其可作为一种本征智能材料,用于混凝土大坝等工程的无损检测.     

镀铜钢纤维增强废弃陶瓷粉超高性能混凝土的压敏性研究

镀铜钢纤维具有良好的电学性能、力学性能和电导率,而废弃陶瓷粉具有内养护作用和低碳属性。在镀铜钢纤维分散良好的情况下,两者的协同作用易在混凝土基体中形成良好且化学稳定的增强、增韧和导电网络。采用均匀筛入法分散镀铜钢纤维,制备了镀铜钢纤维增强废弃陶瓷粉超高性能混凝土并研究了其压敏性能。研究结果表明,在不同镀铜钢纤维掺量、不同加载幅值和不同加载速率下,镀铜钢纤维均可提高废弃陶瓷粉超高性能混凝土的压敏性能,2.50%(体积分数)的镀铜钢纤维增强废弃陶瓷粉超高性能混凝土的电阻率变化率和应力/应变灵敏度相比于对照组分别提升了650.0%、614.3%和1 223.0%。相比纤维掺量和加载速率,加载幅值对压敏性能的影响最大。且由力-电模型表明,废弃陶瓷粉超高性能混凝土在循环荷载的电阻率变化率和应力/应变之间均服从指数函数关系,拟合度均在0.90以上。因此,通过测试镀铜钢纤维增强废弃陶瓷粉超高性能混凝土的电阻率即可实现混凝土结构的应力/应变监测。     

钢渣在水泥和混凝土中资源化利用的研究进展

简要介绍了钢渣的化学成分、矿物组成和胶凝性能,并对钢渣活性激发方式作了分析.综述了国内外钢渣在水泥和混凝土领域的研究现状,认为钢渣作为矿物掺合料是实现钢渣资源化利用的最重要途径,同时提出了钢渣在水泥和混凝土领域今后的研究发展方向.     

钢渣沥青混凝土的疲劳性能及应变分析

本文采用等体积代换法设计钢渣沥青混凝土配合比,应用间接拉伸疲劳试验对比了钢渣沥青混凝土与普通沥青混凝土的疲劳性能,通过数字图像相关(DIC)方法研究了两种沥青混凝土在疲劳过程中的应变变形积累。试验结果表明,采用钢渣代替天然集料后,显著提高了沥青混凝土的抗变形能力和抗疲劳性能,以细钢渣代替天然细集料的性能提升效果最为显著。     

钢渣粉性能优化及制备无熟料混凝土的试验研究

为提高固体废弃物综合利用率,通过钢渣分段除铁优化试验和钢渣粉对无熟料混凝土抗压强度影响试验,研究以钢渣-矿渣-脱硫石膏作为胶凝材料制备无熟料全固废混凝土。结果表明,经分段磁选可获得金属铁含量低于0.5%的高性能钢渣粉;当钢渣粉比表面积为640m~2/kg,m(钢渣)∶m(矿渣)=1∶2.5时,无熟料混凝土同时获得较优的3d和28d强度。XRD、TG-DSC、IR和FE-SEM分析表明,在脱硫石膏的激发作用下钢渣和矿渣可以相互促进水化,水化产物以AFt(钙矾石)和C-S-H(水化硅酸钙)凝胶为主。早期钢渣水化促进矿渣的解聚并结合脱硫石膏生成AFt网状结构,随着水化反应的进行胶凝体系生成的C-S-H凝胶充填于AFt网络中使硬化浆体结构致密从而保证强度的增长。     

掺矿渣活性粉末混凝土配制技术的研究

活性粉末混凝土(RPC)是一种超高性能的水泥基材料.本文在传统RPC配制技术的基础上,掺入矿渣组分,配制出新型的混凝土材料,并对该混凝土的力学性能、配合比以及养护条件等进行系统的研究.实验显示,该种混凝土具有较高的力学性能;存在一个最优配合比;热养护有助于改善RPC的微观结构,提高其力学性能.材料的微观结构致密,其CH的含量因二次火山灰反应已经很低.     

钢渣细度和掺量对钢渣复合水泥力学性能的影响

为找出在钢渣复合水泥中钢渣的最佳细度和最佳掺量,从钢渣的粉磨时间、掺量、不同助磨剂的作用和水泥配比等方面研究钢渣细度及掺量对复合水泥力学性能的影响,分析各个影响因素的作用。结果表明,随着磨细钢渣粒度的减小,钢渣复合水泥的抗折、抗压强度会有不同程度的提高;磨细钢渣的掺量为10%和20%时,钢渣复合水泥的力学性能较好,抗折、抗压强度甚至超过纯水泥;当掺量为30%和40%时,复合水泥力学强度下降幅度较大,3 d抗折强度不符合国家标准规定。     

有机仿钢纤维和钢纤维对钢渣混凝土性能的影响

研究有机仿钢纤维和钢纤维对含钢渣的硅酸盐水泥混凝土力学性能的影响规律,从而选出最佳掺量,并对其作用机理进行探讨。利用水银压入测孔仪和电化学分析仪,对养护28 d混凝土中的水化产物组成及其水化混凝土孔结构及分布、微观结构进行测试分析。结果表明:添加钢渣能够降低水泥混凝土的早期强度,但随着时间的延长,添加适量钢渣可以提高混凝土结构的致密性,提高后期强度。添加适量钢纤维和仿钢纤维亦可提高混凝土的力学性能。钢渣、钢纤维和仿钢纤维的最佳掺量分别为:w(钢渣)=30%,φ(钢纤维)=1.0%,φ(仿钢纤维)=0.7%。     

钢渣粉的胶凝性能及活化研究进展

通过分析与水泥熟料具有相似矿物组成和化学成分的钢渣的成分和晶体结构特点,阐明钢渣中富含硅酸二钙、硅酸三钙等矿物是钢渣具有潜在胶凝活性的主要原因,并归纳总结钢渣胶凝活性的评价方法,重点介绍目前钢渣的活化方法及活化研究进展,指明钢渣活化应向复合激发方向发展。     

碱激发矿渣混凝土的力学性能

文章对碱激发矿渣混凝土(AASC)的强度发展、劈拉强度、弯曲强度、弹性模量、泊松比和应力应变关系开展了试验研究和讨论,并将其与硅酸盐水泥混凝土(OPCC)进行对比,分别提出了AASC的劈拉强度、弯曲强度、弹性模量与抗压强度之间的关系模型。结果表明,相同抗压强度下,AASC的劈拉强度与OPCC基本接近,弯曲强度则高于OPCC;氢氧化钠激发矿渣混凝土的弹性模量与抗压强度的关系与OPCC基本一致,水玻璃激发矿渣混凝土的弹性模量则低于同抗压强度OPCC的弹性模量。此外,从加载过程中泊松比的变化发现,即使应力水平达到0.6,AASC的泊松比仍然保持稳定,导致其泊松比突变的应力临界水平出现在0.8左右。     

钢渣的表面改性研究

用硬脂酸在行星磨中对钢渣进行表面改性研究,并用平均粒径和活化指数作为表征参数。研究了不同条件下的改性钢渣活化指数的变化,探索了最佳改性条件。发现当硬脂酸用量为0.5%,粉磨20min时活化指数最大。通过红外光谱分析其改性机理,发现硬脂酸是以化学键与钢渣颗粒结合。     

改性剂对钢渣助磨效果的研究

研究了不同改性剂对钢渣的助磨效果以及钢渣颗粒密度随时间的变化规律,通过扫描电镜观察了钢渣颗粒的形貌变化。研究发现,所选改性剂对钢渣有良好的助磨效果,当使用3mgLYF粉磨1h时粉磨效率最高。密度随时间呈现三段规律变化,钢渣颗粒的形貌随时间延长也由不规整变得规整。     

钢管高强混凝土核心柱轴心受压复合刚度研究

本文在对12根柱试件在弹性阶段的轴压复合刚度的试验研究的基础上,参考大量文献、规程,分别计算核心钢管混凝土和外围钢筋混凝土复合刚度,进行叠加得到钢管高强混凝土核心柱复合刚度,所得结果与试验结果较为～致。