燃煤矸石喷射混凝土界面结构分析与性能研究

通过自燃煤矸石骨料压碎值、吸水率、粒径分布测定和混凝土抗压强度试验研究了矸石骨料替代天然骨料及碱性拌合水对喷射混凝土抗压强度的影响,并利用SPSS软件对实验数据进行分析。结果表明：骨料类型对混凝土强度影响不显著;碱性拌合水有助于矸石混凝土3 d、28 d强度的提高,而对1 d及石子混凝土各龄期强度影响不明显。SEM观察和分析表明：矸石疏松多孔、易吸水、粗糙的表面特征有利于水泥砂浆的附着,有效降低了高拌合水量下界面处的水灰比,减少了对强度不利的界面过渡区的厚度;碱性的矿井水有助于激发自燃煤矸石中活性SiO₂和Al₂O₃的溶出,这些活性物质与界面处聚集的Ca(OH)₂发生反应产生凝胶,提高了界面过渡区的密实度。     

石灰石粉对混凝土界面过渡区黏结强度的影响

本试验研究了石灰石粉对混凝土中骨料与水泥石界面过渡区(ITZ)黏结强度的影响规律。结果表明:随石灰石粉掺量增加,混凝土界面过渡区的黏结强度先增大后降低。石灰石粉掺量为10%时,晶核效应及填充效应对界面过渡区的改善作用提高了界面黏结强度。当石灰石粉掺量为20%、30%时,单位体积水泥含量与界面处水化产物量减少,导致界面黏结强度降低。     

煤矸石混凝土抗氯离子渗透实验研究

为了解煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能,以自燃煤矸石为粗、细集料,42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料并掺入粉煤灰,制备煤矸石混凝土试件,进行抗氯离子渗透实验,研究了水胶比、粉煤灰掺量以及抗压强度对煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：非稳态条件下煤矸石混凝土氯离子渗透深度随水胶比增加而加深,呈正相关,氯离子渗透深度增长速度在水胶比0.42~0.48时较快,在水胶比0.48~0.56时缓慢;氯离子迁移系数与水胶比呈正相关,与粉煤灰掺量呈负相关;氯离子迁移系数随抗压强度增大而减小,呈负相关,负相关显著性强弱表现为粉煤灰掺量0%<粉煤灰掺量20%<粉煤灰掺量40%。掺入粉煤灰可以改善煤矸石混凝土耐久性能。     

铁尾矿骨料制备透水混凝土的试验研究

基于铁尾矿骨料性质研究了铁尾矿骨料单粒级配和双粒级配(4.75～9.5 mm与9.5～16 mm)对透水混凝土力学性能的影响以及铁尾矿透水混凝土的微细观特性。试验采用28∶100的水灰比制备孔隙率为20%的透水混凝土试件,对透水混凝土试件的抗压强度和连通孔隙率进行了测试,并通过光学显微镜和扫描电镜观察了其宏观胶结面和界面过渡区。结果表明：单粒级铁尾矿透水混凝土有其最佳粒径范围,与石灰岩骨料相比,当铁尾矿骨料粒径大于9.5 mm时,透水混凝土抗压强度较高;双粒级铁尾矿透水混凝土粒径之比为3∶7时性能最佳,抗压强度为18.1 MPa,孔隙率为22.2%;与对照组相比,铁尾矿透水混凝土界面过渡区密实度较差、微细裂缝较多,但与硬化水泥浆体机械咬合作用较好。     

干湿循环作用下煤矸石及其与水泥石之间界面的耐久性研究

为掌握干湿循环作用下煤矸石骨料的性能劣化规律，采用室内模拟试验方法，选取了太原、长治、榆林、许昌四个地区的煤矸石为研究对象，通过宏观和微观测试手段，研究了水、硫酸盐溶液浸泡和干湿交替作用下，煤矸石的强度劣化以及煤矸石-水泥石界面过渡区结构的演变。结果表明：水、硫酸盐溶液对煤矸石有显著的侵蚀作用|水浸泡和干湿交替条件下，四种煤矸石的软化系数仅为0.3～0.4之间，明显低于石灰石骨料|硫酸盐溶液干湿循环作用下，煤矸石强度下降率可达80%|水、硫酸盐溶液的干湿条件下，煤矸石-水泥石界面过渡区也受到显著的劣化作用效应，具体表现为骨料与水泥石之间的缝隙变宽、粘结不紧密、靠近过渡区的骨料受破坏等。     

荷载作用下聚丙烯纤维砼的抗氯离子渗透研究

工程实际中,混凝土构件通常都承受一定荷载,考察预加荷栽下混凝土的氯离子渗透性状,能更加真实地反映实际结构中混凝土的抗氯离子渗透性能,对工程结构在使用中的耐久性评估非常重要.对比了预加和不预加荷载以及纤维掺加与否的条件下混凝土的氯离子迁移电量.     

计算机模拟技术在混凝土随机骨料模型上的应用与研究

混凝土是由粗骨料、水泥砂浆及界面粘结带组成的复合材料.依据富勒抛物线和蒙特卡罗方法,利用计算机生成混凝土随机骨料分布模型,进而可对复杂的力学行为进行计算机的模拟计算,该模型为混凝土结构的模拟分析和计算提供了平台.     

不同取代方式下煤矸石对低强度混凝土强度的影响

以3种煤矸石取代骨料的方式配置低强度混凝土,研究了煤矸石掺量、类型对低强度混凝土坍落度、力学强度等性能的影响规律,并采用岩石点荷载测试和光学显微镜、扫描电镜等方法分析了煤矸石作为骨料对低强度混凝土强度的影响机理。结果表明:煤矸石对低强混凝土的强度影响不仅与取代方式有关,同时也取决于煤矸石的种类;煤矸石取代间断级配粗骨料30%以上时,混凝土抗压强度最大降低为24.9%;煤矸石全取代粗细骨料,混凝土强度会降低40%～60%;在煤矸石已取代连续粗骨料的前提下若继续取代细骨料,抗压强度会继续下降27%,劈裂抗拉强度会下降24.1%。煤矸石对低强度混凝土的强度降低效应主要是自身强度低以及界面过渡区(煤矸石-水泥)薄弱;为缓解因煤矸石取代所造成的强度"弱"化,可适当通过掺入粉煤灰的方法来改善。     

再生碎砖混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

通过6组54个试块,对再生碎砖混凝土的强度和氯离子抗渗性能进行了试验研究,分别研究了粉煤灰取代率和再生粗骨料是否筛分对再生碎砖混凝土的强度和渗透性能的影响。试验结果表明:再生碎砖混凝土的抗压强度随粉煤灰取代率的提高而降低;再生碎砖混凝土的氯离子抗渗性能与粉煤灰取代率并不是单调变化的规律;再生粗骨料是否筛分对混凝土的抗压强度影响不大,但是对其氯离子抗渗性能影响较大,并使用最小二乘法对低强再生碎砖混凝土粉煤灰最佳取代率进行了优化设计。计算出了低强再生碎砖混凝土粉煤灰最优替代率,供今后研究参考。     

沸石粉和玻璃粉复合对混凝土性能的影响

研究了复掺沸石粉和玻璃粉对混凝土抗压强度、干燥收缩、抗碳化和抗氯离子渗透性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和压汞仪分析混凝土的微观结构。结果表明,复掺沸石粉和玻璃粉会降低混凝土的早期抗压强度和干燥收缩,后期能有效提高混凝土的抗压强度、抗碳化和抗氯离子渗透性能,其增强效果随沸石粉掺量提高而提高。复掺沸石粉和玻璃粉能提高混凝土的密实度,降低孔隙率,改善骨料与水泥基体的界面结构,从而提高混凝土的综合性能。     

原材料对耐久性混凝土电通量指标的影响

耐久性是评价高性能混凝土的重要指标,而混凝土的抗氯离子渗透能力即电通量最能直接反应混凝土的耐久性.影响混凝土电通量的因素很多,对混凝土的抗氯离子渗透能力的影响因素做了试验研究.     

规则齿咬合新旧混凝土界面受剪力学模型与承载力计算

不同研究机构在试验结果基础上提出的凿毛新旧混凝土界面的受剪承载力计算公式存在较大差异,由于目前对其剪切滑移受力机理的认识仍不够深入,故以最简单的规则齿咬合凹凸界面为研究对象,在分析界面受力特征和剪切滑移规律基础上,提出了齿剪断、界面钢筋剪断、界面钢筋拉断、齿滑脱4种可能的破坏形态;建立了规则齿咬合接触面力学模型和齿的受力状态方程;根据材料力学剪应力分布规律,定义了齿协同工作系数,推导出规则齿咬合接触界面的受剪承载力表达式。结合水平约束条件下的规则齿咬合新旧混凝土界面剪切试验,引入混凝土剪切强度系数,提出界面受剪承载力计算建议公式。     

煤矸石掺再生骨料制备C30混凝土的试验研究

用煤矸石和建筑垃圾作为粗骨料按不同比例掺和后代替混凝土中部分碎石粗骨料,通过控制不同掺量配制混凝土试件,在相同湿度,不同温度的环境下养护,并通过3因素3水平的正交试验确定最佳配合比。测得7d、28d混凝土抗压强度,通过对强度进行极差和方差分析,探索各因素对制备混凝土抗压强度的影响。结果表明,每立方米混凝土中掺入20%的煤矸石粗骨料、20%的建筑垃圾再生粗骨料代替部分碎石粗骨料,且在20℃环境中养护,为最佳方案。为了进一步验证该配合比制备的混凝土满足耐久性要求,选取3组试件进行抗硫酸盐侵蚀对比试验,结果表明,制备混凝土试件抗压耐蚀系数大于规范规定的75%,满足要求。     

粗骨料嵌锁型混凝土的细观断裂机理研究

粗骨料形成的骨架对混凝土的宏观力学性能,特别是断裂性能有重要影响。基于细观力学和断裂力学,对粗骨料嵌锁型混凝土的力学性能和断裂特性进行了理论模拟和实验研究。通过理论计算,建立了粗骨料嵌锁型混凝土的断裂机理。同时,通过试验测试不同粗骨料增加率的嵌锁型混凝土的力学性能,并且结合压汞法测孔试验,分析粗骨料体积对嵌锁型混凝土力学性能和断裂特性的影响。最后,通过对比分析理论计算与实验结果之间的误差,建立了粗骨料嵌锁型混凝土的断裂机理。结果表明:混凝土的力学性能和断裂特性随着粗骨料体积的增大均呈现先增加后减小的趋势,当粗骨料体积增加一定量时,混凝土的抗压强度、抗折强度和断裂能得到显著提高。通过理论计算发现,当粗骨料增加率小于20%时,随着粗骨料体积的增大,抗压强度和弹性模量模拟结果与试验结果的计算误差逐渐趋于稳定,断裂能的模拟结果和试验结果具有相同的变化规律。故所提出的细观力学计算模型,对于预测粗骨料嵌锁型混凝土的断裂特性具有较高的精度。     

云南石门坎水电站混凝土骨料碱活性特征研究

云南省石门坎水电站挡水建筑物为混凝土双曲拱坝,坝体主要由C9025W8F100和C9020W8F100三、四级配混凝土组成。采用多种方法检测混凝土骨料碱活性,判定骨料具有碱活性反应。参照工程配合比,并添加掺合料配制混凝土,进行碱活性反应抑制试验,评价掺合料的抑制效果。通过计算,估算混凝土安全使用时效。     

以铁尾矿为主的多元固废混凝土抗压性能与微观结构研究

为实现铁尾矿、煤矸石等固废再利用,降低混凝土水泥用量,并缓解铁尾矿单独作为混凝土掺合料对抗压性能的不利影响,以铁尾矿-煤矸石-粉煤灰为复合掺合料,考察了复合掺合料掺量和配比对混凝土抗压强度及微观结构的影响。结果表明:(1)复合掺合料的掺入降低了混凝土的抗压强度,掺量为20%时对后期抗压强度影响较小,28 d抗压强度可达42.1 MPa,达到C40混凝土标准;掺量为30%时28 d抗压强度最高可达38.4 MPa。(2)铁尾矿材料活性较低,单独作为掺合料劣化了混凝土抗压性能,但其具有填充效应以及分散作用;粉煤灰和煤矸石都具有一定的火山灰活性,粉煤灰活性较高且具有滚珠效应,对混凝土抗压强度的贡献高于煤矸石;铁尾矿与粉煤灰、煤矸石协同作用缓解了铁尾矿单独作为掺合料对混凝土抗压性能的劣化,最优掺入比例为1∶2∶2。(3)掺量为20%的复合掺合料促进了界面过渡区附近的水泥水化,但劣化了整体孔结构,掺量为30%的复合掺合料优化了混凝土孔结构,明显降低了界面过渡区的孔隙率,但对水泥水化产生了消极影响。研究结果表明,复合掺合料改变了界面过渡区的孔隙率和水化进程,平衡界面过渡区的孔结构和水化进程是提高混...     

测定煤矸石骨料混凝土性能的试验分析

为探讨煤矸石作为骨料制备混凝土的可行性,采用煤矸石和碎石分别作为骨料制备混凝土试件进行干燥收缩性能和抗冻性能的对比分析。结果表明,煤矸石骨料混凝土的干燥收缩率比碎石混凝土大,主要由于煤矸石骨料吸水率较大;不同骨料混凝土的早期干燥收缩率都较大,当龄期超过120d后趋于稳定;在常用水灰比下,煤矸石骨料混凝土的抗冻性能指标满足要求,但煤矸石骨料混凝土的质量损失率较碎石混凝土有所增大,主要因为煤矸石骨料中的孔隙水产生较大冻胀应力。利用煤矸石制备混凝土可行。     

混凝土氯离子渗透性试验方法综述

混凝土结构钢筋锈蚀主要是因氯离子由外部环境渗入混凝土中引起的.混凝土氯离子渗透性与暴露于氯化物环境的构筑物耐久性密切相关.文中简要介绍和评述混凝土氯离子渗透性的试验方法.     

无砂高强透水性混凝土路面砖研究

文章根据我国无砂透水性混凝土开发和应用的现状,对无砂透水性混凝土抗压强度、透水性进行了试验研究,分析了混凝土抗压强度和透水系数与水灰比、骨料粒径的关系,提出了强度高达C50,透水系数为2.89mm/s的透水性混凝体最优配比方案。     

矸石-废弃混凝土胶结充填材料配比的试验研究

为解决充填开采原材料不足的问题,以废弃混凝土为骨料制备胶结充填材料。系统研究了废弃混凝土细骨料和粗骨料对充填材料流动性能及力学性能的影响,确定了废弃混凝土细骨料和粗骨料在充填材料中的添加比例,最后运用响应面分析法得出了矸石-废弃混凝土胶结充填材料的合理配比。结果表明:1)随着废弃混凝土细骨料替代率的增加,充填材料扩展度大体呈增长趋势,坍落度先略有减小后基本稳定,而随着废弃混凝土粗骨料替代率及水泥掺量的增加,充填材料坍落度及扩展度在逐渐减小,充填材料抗压强度随水泥掺量的增加而增大,随废弃混凝土骨料替代率的增加呈先增大后减小的变化趋势;2)废弃混凝土细骨料或粗骨料可分别替代充填材料中30%~70%的细矸石或粗矸石;3)试验条件下矸石-废弃混凝土胶结充填材料合理配比为:废弃混凝土细骨料替代率、粗骨料替代率及水泥掺量分别为37%,49%,156 kg/m~3。