美国开发回收的碳纤维铺路材料技术

<正>2018年3月14日,美国华盛顿州立大学(WSU)宣布该校研究者开发的一项最新的研究成果,能够在处理雨水径流环境问题的同时解决高科技废物利用难题。WSU研究者证实,添加了回收的碳纤维复合材料的人行道材料能够显著提高雨水的渗透性。WSU解释说,与目前多数道路和停车场所使用的非渗透性铺路材料不同,透水性混凝土允许雨水自由透过并渗入地下。由于人们越来越担心城区出现洪水     

磨细高炉矿渣对海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能的影响

以天然海水为介质研究了掺加磨细矿渣的海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能,通过研究水胶比、矿渣和引气剂掺量等因素对混凝土抗冻性和抗氯离子渗透性能的影响.并与普通混凝土进行对比.结果表明:矿渣虽然能提高混凝土的抗氯离子渗透性能但不能提高混凝土的抗冻性;随水胶比减小,矿渣混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性能同时得到提高;矿渣只有与引气剂共同使用,才能同时有效提高混凝土海水环境中的抗冻性和抗氯离子渗透性.以常用抗冻性和氯离子渗透性指标的比值(R)可以反映海工混凝土的耐久性优劣,电子显微镜分析结果与R的评价结果吻合较好.     

玻璃粉对掺矿粉和掺粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性的影响

为了保护环境减少污染,降低二氧化碳排放量,提高混凝土抗氯离子渗透性,展开玻璃粉对掺矿粉与掺粉煤灰混凝土的影响试验研究。对实验中胶凝材料,选用矿物掺合料,分别设计不同的掺合料取代等质量水泥,设计了不同的试验条件,对于水泥取代率、水胶比和龄期差异化试验条件下,对比NEL法测定混凝土的抗氯离子扩散系数。通过对比相关系数,发现玻璃粉、粉煤灰、矿渣粉、煤矸石粉,均有良好火山灰活性,掺入这些优质矿物掺合料,能够有效降低混凝土的氯离子扩散系数,改善混凝土的孔隙结构增强渗透性,在30%取代率时抗氯离子渗透性最优;取代率在40%以内,这几类矿物掺合料等质量取代水泥混凝土,所得抗压强度、劈裂抗拉强度密切相关水胶比;表明具有可行性,能够优化混凝土力学性能。     

不同复合矿物掺合料对混凝土长期性能的影响差异

本实验将矿渣、粉煤灰、钢渣、石灰石粉复合组成6种复合矿物掺合料,研究加入复合矿物掺合料混凝土的后期抗压强度、劈裂抗拉强度和抗氯离子渗透性,分析不同复合矿物掺合料对混凝土长期性能的影响差异.研究结果表明:矿渣与粉煤灰、钢渣、石灰石粉复合使用可以提高混凝土后期力学性能和抗氯离子渗透性,粉煤灰与钢渣、石灰石粉复合使用可以提高混凝土720 d抗氯离子渗透性,钢渣石灰石复合使用对混凝土长期性能有着不利影响,矿渣与粉煤灰复合使用对混凝土长期性能提高最明显.     

海工工程混凝土耐久性设计研究

在分析大型海工工程对混凝土耐久性设计要求的基础上,通过对水泥、矿粉、粉煤灰、硅灰等材料的Cl-初始固化力测定及其在混凝土中Cl-渗透性实验,研究了原材料本身及其在硬化体中对混凝土渗透性的影响。结果表明:(1)原材料对Cl-的初始固化能力依次为:水泥>粉煤灰>硅灰>矿粉;(2)矿物掺和料能改善混凝土硬化体结构,有利于提高混凝土的抗渗性。随着粉煤灰、矿粉、硅灰等矿物掺和料掺量的提高,混凝土抗渗能力提高;而复掺能够达到强度、工作性和抗渗透性的综合最佳效应。     

含钢渣的复合矿物掺合料对胶凝材料及混凝土性能的影响

通过测量胶凝材料的水化热、硬化浆体的孔隙分布、混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度、氯离子渗透性、干燥收缩以及碳化深度,探讨了含钢渣复合矿物掺合料的水化特性及对混凝土性能的影响.结果表明,与粉煤灰相比钢渣活性低,可降低混凝土的干燥收缩值,但对混凝土的孔隙分布、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性和抗碳化性能均有不利影响,而当钢渣与矿渣复合使用时可表现出与粉煤灰相近甚至更为良好的效果.     

辅助性胶凝材料对混凝土渗透性的影响

本文通过不同细度粉煤灰-矿渣、粉煤灰-石粉、矿渣-石粉的复合,制备出不同粒度分布的复合辅助性胶凝材料,研究了复合辅助性胶凝材料的掺入对混凝土渗透性能的影响。试验结果表明:粉煤灰与石粉复合制备的辅助性胶凝材料,以及矿渣与石粉复合制备的辅助性胶凝材料,对混凝土28d渗透性能均有一定的降低作用,而粉煤灰与矿渣复合制备的辅助性胶凝材料在一定粉磨细度下,可提升混凝土的渗透性能。与粉煤灰相比,矿渣粉磨细度越细对混凝土渗透性能影响越显著。     

不同材料改性混凝土的性能研究及现状分析

传统水泥混凝土由于存在抗拉强度低、脆性大、凝结硬化较缓慢、干缩量大等缺点,不能够满足当前实际工程对其力学性能的要求.当前,国内外研究者通过矿物添加剂、聚合物、纤维等材料,对普通混凝土进行改性研究,提高其综合性能,并取得了显著效果.论文从以上三个方面系统总结了国内外对混凝土改性研究的成果,全面分析改性混凝土的改性机理及其对混凝土性能的影响,认为改性材料的选择与材料的经济性、试验工艺、改性效果等有关,聚合物乳液和纤维材料是目前研究最为广泛的材料;对混凝土改性应当重视提高改性材料与骨料之间的粘结力及其在混凝土中的均匀分散度;现有聚合物改性机理模型虽然在不断完善,但还不能完全解释可溶性聚合物对混凝土的改性机理;目前具有巨大前景的石墨烯、石墨烯纤维以及纳米碳纤维材料对混凝土的改性性能有待进行进一步研究.     

采用GFRP配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响

桥梁面板是桥梁结构的主要构件,对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用。然而随着使用年限的增加,混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响。近年来,玻璃纤维增强复合筋材(GFRP Bars)因具有高强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可。非线性有限元分析的结果表明,由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的GFRP筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似,证实了GFRP筋代替钢筋的可行性。在分析混凝土的碳化机理和GFRP的材料属性后发现,由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低,在碳化发生以后GFRP筋混凝土桥梁面的耐久性能不仅没有下降反而有所提高。     

矿物掺合料对混凝土中氯离子渗透性的影响

采用可蒸发水含量法、氯离子渗透快速实验法,研究了粉煤灰、硅灰、粉煤灰与硅灰复合掺入及不同龄期等条件制备的混凝土的孔结构、结合氯离子性能及渗透性的变化规律,探讨了掺粉煤灰、硅灰混凝土的孔结构、结合氯离子性能对其氯离子渗透性的影响.结果表明:粉煤灰、硅灰对混凝土的孔结构、结合氯离子性能及氯离子渗透性均存在不同程度的影响.对于掺粉煤灰、硅灰的混凝土,在胶凝材料水化前期,主要是混凝土的孔结构变化引起其6h库仑电量下降;而在胶凝材料水化中后期,主要是混凝土孔结构变化与混凝土对氯离子的结合共同作用导致其6h库仑电量降低.混凝土的孔结构改善及其对氯离子的结合是导致混凝土中氯离子渗透性降低的重要原因.     

糠酮灌浆材料在混凝土路面裂缝修补中的应用探讨

糠酮灌浆材料具有较高的渗透性和优良的力学性能,已在某些大型工程中获得应用。分析了糠酮灌浆材料的作用机理和特征,结合混凝土路面裂缝修补材料的特性指出糠酮灌浆材料的不足之处,探讨了高渗透性灌浆材料在混凝土路面裂缝修补工程中的应用前景。     

采用GFRP配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响

桥梁面板是桥梁结构的主要构件,对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用.然而随着使用年限的增加,混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响.近年来,玻璃纤维增强复合筋材(GFRP Bars)因具有高强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可.非线性有限元分析结果表明,由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的GFRP筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似,证实了GFRP筋代替钢筋的可行性.在分析混凝土的碳化机理和GFRP的材料属性后发现,由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低,在碳化发生以后GFRP筋混凝土桥梁面的耐久性能不仅没有下降反而有所提高.     

喷射混凝土渗透性、孔结构和力学性能关系研究

以喷射混凝土衬砌隧道结构为研究背景,开展喷射混凝土渗透性、孔结构及力学性能试验,采用AutoClam、非稳态氯离子快速测定法(RCM)、直线导线-线性回归法(ASTM C457)、压汞测孔法等,对喷射混凝土渗透性(透气性、透水性和氯离子迁移)、孔结构(砂浆孔结构和表面孔结构)及力学性能(抗压强度和劈裂抗拉强度)进行测试,研究喷射混凝土配合比对喷射混凝土能性的影响以及三者之间的相互关系.结果表明,喷射混凝土水胶比、粉煤灰及钢纤维对其渗透性、孔结构参数和力学性能具有直接影响,低水胶比、高钢纤维掺量对喷射混凝土性能的提高有利,粉煤灰可促进喷射混凝土性能优化,但过高的掺量会造成性能劣化.通过分析喷射混凝土渗透性、孔结构和力学性能之间的关系,认为喷射混凝土孔结构组成决定其渗透性和力学性能,随着孔隙率的增大,喷射混凝土渗透性提升、力学性能下降,孔隙率与渗透性及抗压强度之间呈指数关系.     

水泥基材料气体渗透性研究进展

综述了水泥基材料气体渗透机理、渗透性测试原理与方法以及气体渗透性的预测模型。气体在水泥基孔隙材料中的渗流过程包括粘性流动、边界滑流以及Knudsen扩散。水泥基材料的透气性测试分为常压流量法、变压流量法以及变压压力法。水泥基材料通过物理孔隙结构和孔隙含水率影响气体渗透性。现有文献表明:气体渗流规律缺少关于对纳米尺度上Knudsen扩散对整体渗流总体贡献的定量研究,使气体渗透性与材料微观结构的模型的适用性受到影响;常压流量法物理原理明确,是实验室测量气体渗透性的标准方法,其他方法需要与之比对来确定其有效性;水泥基材料孔隙结构影响气体渗透性的关键参数是孔隙率和渗流特征尺寸,相关模型对水泥净浆适用性较好,但对砂浆和混凝土较差;水泥基材料孔隙含水率与气体渗透性的关系可通过Van-Genuchten-Mualem模型来表达,但模型参数离散性较大。     

复掺技术在冬施商品砼中的应用研究

在冬季施工过程中由于传统混凝土自身特性可能会出现早期结构强度不够的情况,影响到后续施工进行。为缓解由于温度低给混凝土凝结过程所带来的影响,施工人员会向其加入外加剂来加快混凝土凝结速度。除此之外,研究人员已从混凝土材质自身出发,通过分析混凝土的凝结过程和各材料滴混入连接过程的影响因素,试图找出能够有效提高混凝土在冬季施工中的应用效果的措施和办法,复掺技术被认为能够有效解决冬季施工中商品混凝土存在的固有问题。本文根据商品混凝土中掺合料的使用环境以及商品混凝土在实际施工过程中出现的一些问题进行介绍,在介绍的过程中穿插对商品混凝土复掺技术的一些理解。通过举例的形式,让读者能够更加明确详细的来了解加入了复掺技术的商品混凝土与普通混凝土相比存在哪些方面的差异。对于加入复掺技术的商品混凝土优点进行介绍,并对其所产生的原因进行分析。     

浅谈海绵城市理念下的水泥路面应用研究

为了解决城市道路排水问题,研究了建设海绵城市的意义及排水水泥路面及透水水泥路面的应用意义,并对其特点进行了分析。相较于传统的水泥混凝土路面材料,排水水泥混凝土路面采用的是由特殊级配组成、少砂或无砂并且空隙率较大的混凝土,使雨水从面层透过基层,通过排水设施从基层排除;透水水泥混凝土路面是能让雨水暂时贮存及向基层渗透的结构体。同时指出排水水泥路面及透水水泥路面环境和社会效益突出,推广应用前景良好。     

水泥筒形圆库内结块的原因分析及防范措施

对混凝土结构的水泥圆库在水泥存储过程中产生结块的原因进行分析，包括雨水进入和非雨水造成两种形式。讨论了雨水进库的各种可能，并提出了相应对策；同时针对存放造成的结块，分析了其机理，并提出了因结块造成出库困难的解决方案。     

废轮胎胶粉的表面氧化改性及在橡胶粉改性沥青中的应用研究

采用废轮胎橡胶粉改性沥青铺路在国外已广泛使用超过30年,而在我国则刚刚起步。由于其能够提高沥青的高温稳定性、低温抗裂性、抗老化和耐久性,     

高渗透环氧浆料获成功应用

中科院广州化学研究所研制的YDS高渗透环氧树脂灌浆材料在广西龙滩水电站F60断层的补强工程中获得成功应用。YDS系列高渗透性化学灌浆材料是在该所的专利产品“中化-798”应用基础上开发出的第3代产品，可用于渗透性极差的软弱基础和不合格混凝土的固结补强。也适用于混凝土微细裂缝的处理、低渗透性软弱基础的原位加固补强、混凝土屋顶的防渗漏、各种材质管道及其与混凝土接触面的防渗漏、混凝土梁／柱裂缝的修复补强等，应用效果良好，比“中化-798”性能更优、成本更低。目前YDS灌浆材料已在中科院广州化学研究所形成规模化生产能力。     

不同含气量对-3℃养护环境下混凝土渗透性能的影响

在-3 ℃养护环境下,采用加速渗透法中的ASTM C1202直流电量法,就28 d时不同含气量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响进行了试验研究.研究结果表明:含气量越大越能够提高混凝土抗氯离子渗透试验中的初始电流,最大电流增量及氯离子迁移电量,与标养下抗氯离子渗透性规律不同;含气量越大越能够降低混凝土的抗压强度,与标养下混凝土抗压强度规律相同.-3 ℃养护条件对混凝土的抗压强度影响较大,而对混凝土的渗透性能影响更大,即对混凝土的耐久性影响更大.