麦秸秆纤维混凝土抗氯离子渗透性能研究

通过正交优化设计试验与数学建模,采用电通量法评价麦秸秆纤维混凝土的抗氯离子渗透性能。研究表明:水胶比对麦秸秆纤维混凝土抗氯离子渗透性能的影响最大,麦秸秆纤维掺量影响较大,矿物掺合料掺量影响较小。制备最佳抗氯离子渗透性能的麦秸秆纤维混凝土组合为水胶比0.40、矿物掺合料掺量20%、麦秸秆纤维掺量0.1%,此时麦秸秆纤维混凝土的6 h电通量为782.68 C,具有较强的抗氯离子渗透性能。麦秸秆纤维混凝土氯离子扩散电通量Q与水胶比X_1、矿物掺合料掺量X_2及麦秸秆纤维掺量X_3之间的数学模型为:Q=848.2667X_1-34.2333X_2-2320X_3+453.5289,可较准确地预测相同条件下麦秸秆纤维混凝土的6 h电通量。     

三相导电混凝土强度及导电性能试验研究

为优化碳纤维-钢纤维-石墨三相导电混凝土中三种导电材料的组成比例,试验研究了三种材料掺量以及石墨细度对混凝土抗压强度和导电性能的影响,并通过灰关联分析得出三种材料对导电性能影响的显著程度。结果表明,碳纤维掺量越大,混凝土导电性能越好,当碳纤维掺量大于0.8%时,电阻率趋于稳定,当碳纤维掺量为0.4%时强度最大,初步确定碳纤维掺量为0.4%;电阻率与碳纤维掺量之间呈对数规律变化;养护龄期越长,导电性能越差,当龄期超过21d后,导电性能趋于稳定;石墨颗粒越细混凝土强度越低,导电性能越好,其中石墨细度为400目和600目时导电性能极为接近;随着石墨掺量的增大,抗压强度和电阻率逐渐减小,当石墨掺量超过8%时,导电性能趋于稳定。综合确定碳纤维、钢纤维和石墨掺量分别为0.5%、0.8%和5%时,混凝土导电性能最好,同时具有较高的强度;三种导电材料对混凝土导电性能影响的显著程度是:碳纤维石墨钢纤维。     

煤沥青碳纤维增强混凝土的性能研究

本文对煤沥青碳纤维增强混凝土的抗弯冲击性能和轴拉性能进行了试验研究。随着纤维掺量的增加,混凝土冲击性能显著提高,纤维体积掺量为0.076%时,改性煤沥青碳纤维混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数分别比素混凝土提高1458%、1462%;当掺量大于0.076%时,冲击韧性不再明显提高。当纤维体积掺量为0.1%时,纤维混凝土的抗拉强度比基准混凝土提高11%,极限拉伸应变提高24%,断裂能提高47.8%。试验证明,碳纤维具有良好的阻裂性能,可增强硬化混凝土的抗裂性能。     

秸秆灰对混凝土性能的影响及应用展望

试验研究了秸秆灰对混凝土性能的影响。秸秆灰能够在一定程度上提高普通混凝土早期强度,但对后期强度影响较小,在混凝土中的最佳掺量为5%,在混凝土中的掺量宜在10%以下;秸秆灰不宜在高强混凝土中使用。秸秆灰中钾、钙、钠、镁、磷元素含量较大和未燃烧的固定碳一起作用会加速混凝土坍落度损失;"盐析"现象会使混凝土表面出现一层薄膜,硬化后期产生一层"白斑",致使混凝土质量降低。     

碳纤维混凝土路面的力学性能

通过对28d龄期下碳纤维混凝土抗压强度和劈拉强度的试验研究,可知碳纤维掺量对混凝土力学性能具有较大影响.结果表明:与基准混凝土相比,小掺量时碳纤维对混凝土的改性主要表现在对强度的提高上;较大掺量(体积率大于0.3%)时碳纤维可极大提高混凝土的变形性能,改善其韧性和塑性.因此,在碳纤维混凝土的路面工程应用中应根据实际需要选择合适的掺量,从而取得较好的工程效果.     

可再分散乳胶粉与硅灰改性水泥基透水混凝土性能对比研究

采用硅灰和可再分散乳胶粉对透水混凝土进行改性,研究了两者对透水混凝土浆体扩展度、力学性能、透水性能和抗冻性能的影响。结果表明,硅灰会提高浆体的黏度、降低浆体的扩展度,提高透水混凝土的力学性能和抗冻性能,但会降低其透水性能,脆性增大,推荐硅灰掺量为2%～4%;可再分散乳胶粉会改变浆体黏度,调节透水混凝土浆体的工作状态,降低透水混凝土强度,改善透水混凝土的脆性,推荐可再分散乳胶粉的掺量为2%～4%,可以获得较好的综合性能。     

泡沫混凝土改性试验与分析

为分析发泡剂掺量、粉煤灰掺量对试件抗压强度、吸水率、导热系数、干密度的影响,开展了泡沫混凝土的配制和粉煤灰改性试验。结果表明,随发泡剂掺量增加,泡沫混凝土试件的强度、吸水率、干密度呈下降趋势,发泡剂掺量为1.25%时,泡沫混凝土试件的导热系数为0.210 5 W/(m·K)、吸水率为18.3%,均达到最低值;随粉煤灰掺量增加,改性试件的强度下降、吸水率提高,导热系数和干密度均先升后降;粉煤灰掺量低于30%时,微集料效应明显;若提高粉煤灰掺量,会形成更多水化物,使导热系数下降。复合改性时,掺加碳纤维可提高试件强度,但若掺量过多,则会导致强度逐步下降;导热系数随碳纤维掺量的增加逐步下降。改性前后,各组试件的性能均满足规范要求。     

矿物掺合料改性再生混凝土性能试验研究

为了研究单掺矿物掺合料(粉煤灰、硅灰)对再生混凝土性能的影响,以再生骨料替换率(25%、50%、75%)、粉煤灰掺量(10%、15%、20%)、硅灰掺量(6%、8%、10%)为变量设计了再生混凝土配合比,并取普通混凝土作为对照组,分析了不同掺量下的粉煤灰和硅灰对再生混凝土工作性能和抗压强度的影响规律。研究结果表明,单掺粉煤灰或硅灰都能在一定程度上改善混凝土拌合物的和易性,但当再生骨料替换率为75%时,坍落度不再受矿物掺合料掺量的影响。基于矿物掺合料具有良好的火山灰效应和填充效应,单掺粉煤灰或硅灰均可提高再生混凝土的抗压强度,但当粉煤灰掺量大于20%时,水化产物数量减少反而降低了其抗压强度。     

钢渣-碳纤维复相导电混凝土耐久性试验研究

对混凝土中掺加不同体积百分含量的碳纤维、不同掺量和不同细度的水淬钢渣对混凝土的抗渗性能、抗冻性能等耐久性及干缩变形特性的影响进行了研究。结果表明:超细钢渣和碳纤维在一定掺量范围内可提高混凝土的抗渗性能和抗冻性能;在渣灰比相同的情况下,抗渗性能随钢渣细度的增大逐渐提高;钢渣-碳纤维复合导电混凝土的干缩值要略大于普通混凝土。     

纳米碳纤维改性混凝土的力学性能及微观机理

采用不同掺量的纳米碳纤维制备混凝土,测试了纳米碳纤维改性混凝土的抗压强度、抗折强度和劈拉强度,并对其改性机理进行了探究。结果表明,适量的纳米碳纤维能够提高混凝土的力学性能。当掺量为0.3%时,纳米碳纤维改性混凝土的力学性能最优,其抗压强度、抗折强度和劈拉强度相较于素混凝土分别提高了9.2%、13.2%和17.5%。SEM测试结果表明,纳米碳纤维能够在混凝土内部形成立体网状结构,改善混凝土的微观形貌特征,增强混凝土的韧性和整体性,填充混凝土内部的孔隙缺陷,细化孔径分布,消耗混凝土破坏时的部分断裂破坏能。     

硅灰对塑性混凝土工作性能和强度的影响

通过工作性能及抗压、劈拉、抗折强度试验,分析了硅灰对塑性混凝土工作性能和强度的影响。结果表明:塑性混凝土坍落度、扩展度和泌水率随硅灰掺量增加而减小;为提高塑性混凝土强度,硅灰的最佳掺量为30%左右;相同掺量下,硅灰提高塑性混凝土强度由大到小依次为劈拉强度、抗压强度、抗折强度。     

改性秸秆纤维对水泥砂浆韧性的影响研究

以麦秸秆纤维和PVA(聚乙烯醇)为水泥砂浆的改性剂,研究了其对混凝土韧性的影响。结果表明,掺加麦秸秆纤维及PVA可以提高水泥混凝土的韧性。在单掺2.5%纤维或单掺0.38%PVA的情况下,水泥砂浆的压/折强度比分别较基准试件降低13.6%和11.9%。在复掺的情况下,麦秸杆纤维最佳用量为水泥量的1.5%,PVA最佳用量为纤维量的12.5%,此时,其压/折比的期望值为4.5,较普通水泥砂浆的降低23.7%。麦秸杆纤维和PVA共混掺入法较预涂掺入法好。掺加PVA使麦秸杆纤维与水泥混凝土之间的黏结力增强,有利于纤维对混凝土的增强增韧作用的发挥。     

掺秸秆灰、钢渣等再生骨料混凝土性能研究

采用正交设计方法,以取代率为25%的再生骨料混凝土的抗压强度和劈裂强度为考核指标,分析了秸秆灰、石墨烯、玄武岩纤维和钢渣的掺量对再生骨料混凝土抗压强度和劈裂强度的影响,试验结果表明：钢渣D、石墨烯B、秸秆灰A对再生混凝土抗压强度的影响基本一致,在试验范围内,随着各掺量的增加,再生混凝土强度先增加后减小,各因素在二水平附近时为最佳掺量;随着玄武岩纤维C掺量的增加再生骨料混凝土抗压强度呈现逐渐增长的趋势。钢渣D、石墨烯B对早期的劈裂强度影响较大,随着各掺量的增加,再生混凝土劈裂强度先增加后减小;随着玄武岩纤维C掺量的增加再生骨料混凝土劈裂强度呈现逐渐增长的趋势。通过方差和极差分析综合考虑：在秸秆灰掺量为5%、石墨烯掺量为1.8%、玄武岩纤维掺量为0.3%、钢渣掺量为15%的情况下,对应再生混凝土7 d、28 d抗压强度指标相对较高(25.27 MPa、34.28 MPa)以及7 d、28 d劈裂强度最高(5.91 MPa、6.91 MPa),在全部试验组合中为最佳配比为A2B3C1D2。     

再生骨料混凝土改性研究

本文采用单因素试验方法,以再生骨料混凝土的抗压强度为指标,分析了秸秆灰的掺量对再生骨料混凝土抗压强度的影响.结果表明:在试验范围内,随着秸秆灰掺量的增加,再生混凝土抗压强度先增加后减小,在6％左右时为最佳掺量.     

半干法脱硫灰对混凝土性能的影响

研究了半干法脱硫灰对混凝土工作性、力学性能、收缩性能以及抗冻性的影响。结果表明,半干法脱硫灰作为混凝土矿物掺合料,可以改善新拌混凝土坍落度,减少坍损,同时可以改善混凝土收缩性能和抗冻性能;半干法脱硫灰对混凝土强度发展的改善不明显;随着半干法脱硫灰掺量的增加,混凝土的收缩率呈现出先降低后增大规律。当半干法脱硫灰掺量低于6%时,混凝土收缩率表现为随着掺量的增加而降低;当掺量为6%时,降低效果最为明显。混凝土抗冻性能随着半干法脱硫灰掺量的增加,呈现出先提高后减小的规律,当掺量低于6%时,混凝土的抗冻性能随着掺量的增加而逐渐得到改善,其中尤以6%掺量改善效果最佳。     

聚合物改性混凝土抗碳化性能试验研究

为研究不同聚合物掺量对混凝土抗碳化性能的影响,选择后掺法制作了聚灰比分别为0、5%、10%、15%、20%的5组混凝土试件,采用快速碳化试验测定不同碳化龄期时各组试件的碳化深度,并根据碳化深度经典模型建立了适用于聚合物改性水泥混凝土碳化深度模型;通过电镜扫描从微观角度分析碳化对聚合物改性混凝土的影响。经过试验得:当聚合物掺量在15%~20%时对混凝土的抗碳化性能改善效果最好。     

火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响

为了研究不同配合比的火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响，通过正交试验对比分析了改性和未改性再生粗骨料的吸水率、表观密度和压碎指标，探讨了改性再生粗骨料对混凝土力学性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。结果表明：与未改性再生粗骨料相比，改性再生粗骨料的吸水率和表观密度增大，压碎指标减小；在火山灰浆液中掺入30%复合掺合料后，随着复合掺合料中粉煤灰掺量的增加，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；在火山灰浆液中掺入适量稻壳灰后，再生混凝土的抗压强度提高，氯离子扩散系数减小；在火山灰浆液中掺入适量分散剂后，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；综合考虑再生混凝土的力学性能和抗氯盐侵蚀性能，火山灰浆液的最佳配合比为矿粉掺量30%、稻壳灰掺量3%、不掺粉煤灰和分散剂。     

三相导电沥青混合料的制备及性能研究

为制备性能良好的导电沥青混合料,以石墨、碳纤维和钢渣为导电材料,研究3种材料掺量及组合对混合料路用性能和导电性能的影响,并通过灰关联度分析得出影响导电性能的最重要因素。结果显示,石墨的加入使混合料的路用性能急剧降低,当石墨掺量为12%~20%时,电导率随石墨掺量的增多大幅升高,当石墨掺量大于20%时,电导率的提高幅度有限;复相导电混合料的路用性能随碳纤维掺量的增多呈现先提高后降低的趋势,存在最佳碳纤维掺量,碳纤维的掺入大幅提高了混合料的导电性能,当碳纤维掺量大于0.3%时,导电性能趋于稳定;钢渣的掺入提高了三相导电混合料的高温稳定性和水稳定性,降低了低温抗裂性,当石墨、碳纤维和钢渣掺量分别为20%、0.35%和100%时,混合料的导电性能最佳,且具有良好的路用性能;3种材料对混合料导电性能影响的显著程度为:碳纤维石墨钢渣。     

矿物掺合料和引气剂对混凝土抗盐冻性能影响的研究

我国北方地区钢筋混凝土桥梁结构存在明显的盐冻病害现象,采用在混凝土中单掺引气剂、单掺硅灰、单掺粉煤灰、双掺硅灰和粉煤灰及双掺并掺引气剂的方法,提出了引气剂及矿物掺合料的最优掺量。结果表明,对C30、C40强度等级混凝土而言,掺加引气剂对混凝土抗盐冻性能的影响较水灰比更为显著,0.02%和0.03%掺量的引气剂能有效提高混凝土的抗盐冻性能;混凝土抗盐冻性能随硅灰掺量的增加呈先增强后减弱的趋势,硅灰的较优掺量为5%～10%。     

活性掺合料改善地下工程结构混凝土性能研究

研究了普通混凝土、矿粉混凝土、硅灰混凝土以及复掺矿粉、硅灰混凝土的坍落度、抗压强度和抗渗、抗硫酸盐侵蚀性能。试验结果表明,矿物掺合料可以明显改善混凝土的性能,掺合料种类和掺入比例直接决定了混凝土性能的改善效果;且复掺矿粉、硅灰混凝土的性能优于单掺矿粉、单掺硅灰组;当矿粉掺量20%、硅灰掺量5%时,混凝土的抗压强度、抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能最好。