铁尾矿-钢渣集料混凝土力学性能及体积稳定性试验研究

采用铁尾矿砂取代河砂充当混凝土细集料、钢渣取代碎石充当混凝土粗集料配制铁尾矿-钢渣集料水泥混凝土,并对混凝土强度、早期抗裂性能和长期体积变形等性能进行试验研究。结果表明:铁尾矿砂充当细集料不利于混凝土强度,而当钢渣以小掺量加入铁尾矿砂混凝土时,可以减弱铁尾矿砂对混凝土强度的劣化效应;适当掺量铁尾矿砂可以抑制由钢渣引起的混凝土膨胀变形,从而提高钢渣混凝土的早期抗裂性能与体积稳定性。     

橡胶集料混凝土物理力学性能研究

为了探讨橡胶集料混凝土的物理力学及收缩性能,寻求改善橡胶集料混凝土强度的方法,采用常规的普通混凝土物理性能实验方法研究了橡胶掺量对混凝土强度的影响,比较了不同橡胶集料混凝土的收缩情况,考察了可再分散胶粉对混凝土性能的影响.结果表明掺入橡胶的水泥混凝土强度降低,收缩量较大,可再分散胶粉有利于提高混凝土的抗折和劈裂强度.     

钢渣细骨料泡沫混凝土的制备及性能

以钢渣作为细骨料,采用不同粒径、取代量的钢渣制备钢渣泡沫混凝土(SSFC)。根据自然养护7 d SSFC的无侧限抗压强度,得出制备SSFC的最优配比;基于正交试验分析钢渣粒径、钢渣取代量、水胶比三因素对SSFC抗压强度的影响程度;在此基础上,探讨钢渣取代量对SSFC导热性、抗折强度、吸水率等力学性能的影响,分析不同钢渣取代量下SSFC的微观结构。结果表明：制备SSFC的最优配比为钢渣粒径1.18 mm、钢渣取代量(质量分数,下同)20%、水胶比0.45;三因素对SSFC抗压强度的影响程度为钢渣取代量>钢渣粒径>水胶比;随钢渣取代量的增加,SSFC的导热性和吸水率逐渐减小、抗折强度先增后减,钢渣取代量为20%时SSFC抗折强度最大,这是因为20%钢渣取代量下的SSFC平均孔径最小、孔隙分布最均匀。     

高掺量废旧橡胶改性环氧树脂混凝土力学性能与路用性能

为了提高废旧橡胶掺量和探讨废旧橡胶改性环氧树脂混凝土作为路面铺装材料的可行性,采用废旧橡胶等体积替代砂石集料制备了高掺量(0~50%)废旧橡胶改性环氧树脂混凝土(waste rubber modified epoxy concrete,REC),考察了REC的孔隙率、力学性能和路用性能.结果表明,随着橡胶掺量增大,REC孔隙率先增大后趋于稳定;抗压强度和抗折强度均呈近似线性降低,抗压极限应变和抗折极限应变在掺量低于40%时均基本保持稳定而折压比缓慢增大,在掺量高于40%后三者显著增大;抗压应力-应变曲线趋于平缓,柔性因子增大;高温稳定性、低温稳定性和抗滑性能均增强;耐冻融性能均优良,但水稳定性降低明显.建议REC作为路面铺装材料时橡胶掺量20%为宜,此时具有较好的力学性能和路用性能:抗压强度为33.5 MPa,抗折强度为23.6 MPa;车辙试验:永久变形为0.48 mm,动稳定度达70 000次/mm;低温弯曲试验:抗折强度为17.0 MPa,破坏应变为3.1×10-3;水稳定性试验:浸水马歇尔残留稳定度为75.67%;抗滑试验:摆值(British pendulum number,BPN)值为48;冻融试验:300次冻融循环无裂缝或材料破落,无质量损失.考虑REC水稳定性能一般,建议尽量避免用于水损害严重的地区.     

钢渣粉基沥青混合料的性能评价与提升机理

针对沥青混合料在服役阶段的水损害和疲劳开裂等病害,采用钢渣粉和钢渣集料分别替代矿粉和天然集料制备性能优异的沥青混合料,评价静水和水敏感性测试仪(moisture induced stress tester, MIST)模拟动水环境下的水敏感性、疲劳耐久性能和高低温性能。分析钢渣粉的化学组成、矿物组分、微观形貌和粒径分布并揭示对混合料性能提升机理。结果表明:与矿粉对照组相比,钢渣粉沥青混合料具有更优的抗动水损害性能和长期抗冻融损害能力。钢渣粉的加入可增大沥青混合料的动稳定度、弯拉应变和疲劳寿命,改善高温稳定性、低温抗裂性和疲劳抵抗能力。钢渣粉和钢渣集料均可提升混合料的性能指标,且两者复掺时提升效果更显著。钢渣粉中含有的碱性和弱水化活性的硅酸二钙矿物组分能有效提升与沥青的吸附性和化学键结合力,增强集料和沥青间的黏结强度。钢渣粉颗粒表面的微米级孔隙和絮状结构是沥青混合料的高温抗变形性能和耐久性增强的重要因素。     

矿渣微粉掺量对混凝土收缩开裂的影响

收缩开裂是现代混凝土劣化的重要原因.采用改进的椭圆环收缩开裂试验、自由收缩和抗折强度试验,以及不同养护条件下混凝土抗压强度对比试验来综合评价矿渣微粉掺量对混凝土收缩开裂的影响.结果表明,矿渣微粉掺量为40%～50%时,胶砂初始开裂时间明显增长,混凝土自由收缩减小,混凝土早期收缩开裂性能显著改善,混凝土抗压强度达到最高;标准养护条件比干燥养护条件对矿渣微粉混凝土强度的发展更有利.     

橡胶集料塑性混凝土的抗压强度特性

采用橡胶集料等质量取代砂的方法,通过均匀试验设计,研究了多种因素影响下的橡胶集料塑性混凝土的抗压强度特性。对试验结果进行二次响应曲面回归分析,得出橡胶集料塑性混凝土抗压强度及弹性模量的回归方程;通过对几种橡胶集料塑性混凝土抗压强度尺寸效应试验结果的分析,探讨了橡胶集料塑性混凝土在自然养护条件下抗压强度的尺寸效应规律。结果表明:橡胶集料掺量、水泥掺量、减水剂掺量及水胶比与橡胶集料塑性混凝土强度及弹性模量之间存在明显的回归关系,且橡胶集料掺量与强度及弹性模量之间是负相关关系;得到了自然养护条件下橡胶集料塑性混凝土立方体边长与强度换算系数及标准棱柱体与标准立方体抗压强度的换算系数。     

废弃混凝土用作再生路面的试验研究

结合湖北省宜昌市东山大道改建项目,将废弃的混凝土面板破碎加工成再生集料,并将再生集料全部替代天然集料用于混凝土生产中.检测分析再生集料的颗粒级配、压碎值、针片状颗粒含量、表观密度和吸水率等工程性质指标,在此基础上通过对不同养护龄期下再生混凝土的抗压强度和抗折强度进行测试,以此分析其力学性能.结果表明,采用废弃混凝土面板再生粗、细集料配制的混凝土强度能达到轻交通等级公路面层对强度的要求;再生集料的压碎值、颗粒级配及坚固性等主要指标均达到水泥混凝土路面材料的要求,吸水率和细集料的含泥量偏大,通过预吸水和筛洗可使其达到路面材料的要求;再生混凝土的坍落度偏小,保水性及和易性较好,能满足现场施工要求;再生混凝土的强度随着龄期的增加逐渐增大,且增大趋势逐渐变缓;再生混凝土的破坏特征与普通混凝土相似,但再生混凝土的抗压强度增长值与龄期的对数不成正比例关系.     

天然与再生集料透水混凝土对比试验

为了开发具有可接受的透水性和强度的透水混凝土,使用天然和再生集料,采用最佳的混合比例制备透水混凝土,对透水混凝土进行孔隙率、渗透系数、抗压及抗弯强度试验,研究了再生集料对总孔隙率、强度和渗透性的影响.同时,在混合料中引入了丁苯橡胶类可再分散性聚合物粉末(RPP)和胶乳(Latex)以提高其强度特性.试验结果表明:掺加再生集料的透水混凝土总孔隙率比采用天然集料的透水混凝土孔隙率要高;无论何种集料类别,聚合物改性剂的添加使得总孔隙率略有降低;使用再生集料透水混凝土的抗压强度低于使用天然集料的透水混凝土;然而,当使用聚合物改性剂时,采用天然和再生集料透水混凝土的抗压强度分别提高57%和79%;再生集料及最佳聚合物掺量的使用可以生产出具有足够排水和强度特性的透水混凝土.     

聚丙烯纤维对桥面铺装轻骨料混凝土性能影响

试验研究了聚丙烯纤维对桥面铺装轻骨料混凝土工作性能和强度的影响,探讨了对轻骨料预湿、掺入聚丙烯纤维及钢纤维与开裂时间、开裂面积、裂缝数量的关系.结果表明:聚丙烯纤维的掺入降低了轻骨料混凝土的流动性,当聚丙烯纤维掺量为1.2 kg/m3时,混凝土初始坍落度和扩展度仅为未掺聚丙烯纤维混凝土的69%和64%,当聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m3时,混凝土分层度较小;聚丙烯纤维在轻骨料混凝土中存在一个最佳掺量,当聚丙烯掺量为0.6 kg/m3时,混凝土28 d抗压强度变化不大,28 d抗折强度有一定提高.抗裂试验表明:对轻集料进行预湿处理和掺入纤维可以阻止和延缓混凝土早期塑性收缩产生的裂缝,提高混凝土的早期抗裂性能.     

Recycling of industrial waste and performance of steel slag green concrete

Workability and mechanical properties of steel slag green concrete with different types of steel slag and different dosages of admixtures were investigated. The effectiveness of steel slag powder on suppressing alkali aggregate reaction (AAR) expansion was assessed using the method of ASTM C441 and accelerated test method. Experimental results show that mechanical properties can be improved further due to the synergistic effect and mutual activation when compound mineral admixtures with steel slag powder and blast-furnace slag powder are mixed into concrete. In addition, about 50% decrease in expansion rate of mortar bars with mineral admixtures can be achieved in AAR tests. Mineral admixtures with steel slag powder as partial replacement for Portland cement in concrete is an effective means for controlling expansion due to AAR.     

Methods for improving volume stability of steel slag as fine aggregate

Suitable methods for enhancing the volume stability of steel slag utilized as fine aggregate were determined. The effects of steam treatment at 100 ℃ and autoclave treatment under 2.0 MPa on the soundness of steel slag sand were investigated by means of powder ratio, linear expansion, compressive and flexural strength. DTA, EDX, XRD and ethylene glycol methods were employed to analyze both the treated slags and susceptible expansion grains. Experimental results indicate that powder ratio, content of free lime and rate of linear expansion can express the improvement in volume stability of different treated methods. Steam treatment process cannot ultimately prevent specimens from cracking and decrease of strength, but mortar made from autoclave treated slag keeps integration subjected to hot water of 80℃ until 28 d and its strength do not show significant decrement. The hydration of over-burn free lime and periclase phase are the main cause for the disintegration or crack of untreated and steam treated steel slag＇s specimens. Autoclave treatment process is more effective than steam treatment process on enhancement of volume stability of steel slag.     

Effect of crushed air-cooled blast furnace slag on mechanical properties of concrete

Morphology characteristics of mix aggregates with crushed air-cooled blast furnace slag(SCR) and crushed limestone(LCR) with 5-20 mm and 20-40 mm gradation were represented by numerical parameters including angularity number(AN) and index of aggregate particle shape and texture(IAPST).The effect of mix aggregates containing SCR on compressive strength and splitting tensile strength of concrete was investigated.Fracture characteristics of concrete,interfacial structure between aggregates and matrix were analyzed.The experimental results show that porous and rough SCR increases contact area with matrix in concrete,concave holes and micro-pores on the surface of SCR are filled by mortar and hydrated cement paste,which may increase interlocking and mechanical bond between aggregate and matrix in concrete.SCR can be used to produce a high-strength concrete with better mechanical properties than corresponding concrete made with LCR.The increase of AN and IAPST of aggregate may enhance mechanical properties of concrete.     

粉煤灰与再生骨料对自密实再生混凝土的影响

为了分析自密实再生骨料混凝土与自密实天然骨料混凝土的力学性能差异,以粉煤灰掺量与再生骨料特性为研究因素进行对比试验.结果表明:粉煤灰掺量为25%时,自密实再生混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度最大,但拉压比最小;提高再生骨料的原生混凝土强度使自密实再生混凝土的劈裂抗拉强度和拉压比均增大,但轴心抗压强度几乎无变化;当粉煤灰掺量低于50%时,再生骨料的原生混凝土强度对自密实再生混凝土的立方体抗压强度几乎无影响.     

矿渣微粉掺量对混凝土力学性能的影响

通过对不同水胶比的矿渣微粉混凝土力学性能进行试验研究,分析了矿渣微粉掺量对混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度以及静力抗压弹性模量的影响.试验结果表明,矿渣微粉掺量对混凝土力学性能影响显著,随着矿渣微粉掺量增加,混凝土7 d强度指标有降低趋势,但90 d强度增长较快,适宜掺量可达30%.     

自密实再生骨料混凝土的基本力学性能

为了揭示以100%再生骨料作为粗骨料的自密实再生骨料混凝土(RA-SCC)的基本力学性能,以及比较其与天然骨料混凝土(NA-C)、天然骨料自密实混凝土(NA-SCC)之间的力学性能差异,进行了混凝土抗压强度等级为C30～C50的力学试验研究.结果表明:与NA-C和NA-SCC相比,RA-SCC的拉压比更小、脆性更大,而棱柱体强度与抗压强度的比值略有提高; RA-SCC的抗折强度与抗压强度的比值与NA-SCC基本相同,但显著低于NA-C; RA-SCC的弹性模量小于NA-C和NA-SCC.     

粒化高炉矿渣代砂混凝土性能的试验研究

试验利用粒化高炉矿渣取代部分砂(特细砂)作为细骨料拌制混凝土,以不同的矿渣代砂率为主要变量,对10组不同配合比混凝土的流动性,立方体抗压强度进行研究。试验结果表明,混凝土的流动性随矿渣代砂率的增加逐渐降低,混凝土立方体抗压强度随矿渣代砂率的增加先增大后减小,矿渣的最优代砂率为60%;矿渣细骨料对混凝土后期强度的增长有促进作用。同时拟合出适合于矿渣代砂混凝土抗压强度的预测模型。     

Mechanical and frost-resistance properties of rural area building waste hollow bricks

Serving as recycled coarse aggregate, the pretreated rural building waste was added into the concrete hollow bricks in the varying replacement of 0, 20%, 40%, 60%, 80% and 100%. By testing its compressive strength, flexural strength, mass and strength loss after freeze-thaw cycles, the impact of the different replacement on mechanical and frost-resistance properties of concrete hollow bricks was presented through SEM analysis. The experimental results show that, with the increase in recycled coarse aggregate replacement rate, the mechanical and frost-resistance properties show a downward trend; when the replacement rate is 40%, 28 d compressive strength and flexural strength of concrete hollow brick demonstrate the good peak value which meet the requirement of the national standard for ordinary small concrete hollow bricks; the interfacial structures of the pretreated recycled concrete is more complicated than those of concrete made of natural aggregate, but the former enjoys better interface bonding and tight structure.     

包浆再生粗骨料对自密实混凝土力学性能及抗冻性的影响

通过自密实包浆再生骨料混凝土力学性能及快速冻融循环试验,从试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及冻融后试件的质量损失率、抗压强度损失率及相对动弹性模量角度研究了再生粗骨料包浆对自密实再生混凝土性能的影响,结合SEM电镜试验从微观上分析了骨料包浆对混凝土抗冻性能的改善机制.结果 表明:普通混凝土和再生混凝土的劈裂抗拉强...