钢渣泡沫混凝土的保温性能及三相导热系数模型

将细钢渣作为泡沫混凝土集料,开展钢渣泡沫混凝土导热系数及其影响因素试验研究,并分析建立气孔率、干体积密度与导热系数的关系.基于现有混凝土两相保温系数模型,结合钢渣泡沫混凝土组成结构特点,通过嵌套使用优化的两相导热系数模型推导建立了钢渣泡沫混凝土三相导热系数模型,并结合试验数据通过拟合与线性回归得到三相导热系数模型中的修正系数.利用并联模型、串联模型、Maxwell-Eucken模型等与相关试验数据进行比较,并对钢渣泡沫混凝土三相导热系数模型精度进行了评价分析.相关研究结果表明,通过调整钢渣粒径、掺量和发泡剂的用量,能够配制出干体积密度和导热系数满足要求的钢渣泡沫混凝土;不同配合比钢渣泡沫混凝土的导热系数,可以通过推导建立的三相导热系数模型进行较为准确地预测.     

500密度等级轻质陶粒混凝土的实验研究

为研制一种轻质、保温、节能等多功能的建筑墙体材料,着重研究了陶粒的粒径及掺量、粉煤灰用量、泡沫掺量等因素对轻质陶粒混凝土强度、容重以及导热系数等性能的影响.研究结果表明：掺入一定量的陶粒可以提升抗压强度,降低表观密度和坍落度;掺入一定量的粉煤灰可以提高混凝土抗压强度,对表观密度和坍落度影响较小;泡沫掺量对混凝土的抗压强度、表观密度、坍落度和导热系数影响较大.最终确定5～10 mm陶粒粒径,30%陶粒掺量,20%粉煤灰掺量和30%泡沫掺量为最佳配比,此时其抗压强度为3.7 MPa,坍落度为87 mm,表观密度为545 kg/m3,导热系数为0.106 W/（m·K）.     

玄武岩纤维掺杂混凝土材料特性的研究

玄武岩纤维能有效改善混凝土材料的性能,但其对混凝土性能的影响规律业界还存在一定分歧.以抗压和抗折强度作为力学指标,以抗氯离子渗透性能和早期收缩应变作为耐久性指标,探究不同玄武岩纤维掺量和规格对混凝土强度与耐久性的影响规律,分析短切玄武岩纤维掺杂混凝土材料的各项性能.研究结果表明,短切玄武岩纤维对混凝土抗压强度的提高不明显,但对抗折强度则随掺量的增加提高显著;纤维的体积分数为0. 12%时,混凝土抗折强度提高约25%;长度较长及长径比较大的玄武岩纤维对混凝土抗折强度有更好的提高效果.玄武岩纤维的掺入会使混凝土抗渗性能略有下降,但也能有效降低混凝土的收缩应变,掺入玄武岩纤维后,混凝土28 d收缩应变降低约15%.     

玄武岩纤维掺量对混凝土弹性模量和抗压强度的影响

为了深入了解玄武岩纤维掺量对混凝土弹性模量产生的影响效应,试验研究了不同玄武岩纤维掺量对混凝土弹性模量和抗压强度的影响,拟合分析了弹性模量与抗压强度的关系,并建立了相应的数学模型。结果表明:玄武岩纤维掺量对混凝土弹性模量和抗压强度均有显著的影响;在体积掺量0.4%范围内,纤维微筋网的增强效应明显,混凝土弹性模量和抗压强度均随玄武岩纤维掺量的增加而增大;纤维掺量超过0.4%以后,纤维微筋网对流动性的阻滞作用凸显,弹性模量和抗压强度均随掺量的增加而下降;玄武岩纤维混凝土弹性模量与抗压强度存在显著的幂函数关系,且在显著性水平α=0.05时其显著相关。     

纤维混凝土动态压缩力学性能的SHPB试验研究

采用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了四个不同纤维体积掺量的碳纤维混凝土(CFRC)、玄武岩纤维混凝土(BFRC)在多个应变率条件下的动态压缩力学性能,并对两种纤维混凝土的冲击力学性能进行了对比分析.结果表明,CFRC和BFRC的强度随应变率的增加而近似呈线性增长,强度增强因子随应变率的增加呈对数增长,表现出明显的应变率相关性;纤维体积掺量0.1%的玄武岩纤维混凝土的强度最高,纤维体积掺量0.3%碳纤维混凝土的韧度最好;相同应变率范围内,碳纤维混凝土的韧度优于玄武岩纤维混凝土.     

聚丙烯纤维增强泡沫混凝土性能研究

利用体积法计算出不同干密度聚丙烯纤维增强泡沫混凝土的配合比,制备出聚丙烯纤维增强泡沫混凝土。研究不同等级干密度对其力学性能、保温性能和干燥收缩性能的影响,并在良好保温性能、强度与较低干收缩条件下,探讨聚丙烯纤维增强泡沫混凝土的最优干密度。结果表明:干密度等级越高的聚丙烯增强泡沫混凝土力学性能好,干燥收缩值变化较小,但其导热系数较大,保温性能差。具有良好保温性能、强度与较低干收缩聚丙烯纤维增强泡沫混凝土的最优干密度为800-900 Kg/m3。     

泡沫混凝土保温板力学与热工性能实验研究

泡沫混凝土保温板具有良好的耐火性能、保温隔热性能。本文针对掺合料粉煤灰和硅灰的用量,制备压缩和导热系数测试试件,通过系列实验,绘制了该板材的应力应变曲线,得出了压缩和拉伸弹性模量,分析了不同掺合料掺量对导热系数的影响,得出了泡沫混凝土保温板抗压强度和导热系数随时间、配合比、水侵蚀软化等的影响因素,在粉煤灰和硅灰掺量占水泥用量的5%和25%时,抗压强度适中,导热系数满足要求,优选配合比的泡沫混凝土保温板90天龄期抗压强度在0.491MPa～0.641MPa之间,弹性模量在24.55MPa～39.05MPa之间,复现性较好。     

泡沫混凝土收缩性能试验研究

为提高泡沫混凝土的抗裂性能,对不同水胶比、不同纤维和轻骨料掺量、不同干密度等级的泡沫混凝土材料进行了收缩试验,分析了影响泡沫混凝土收缩的主要因素.研究结果表明:在满足施工性能的基础上减少水胶比、添加纤维和轻骨料对减少泡沫混凝土收缩效果明显.     

泡沫混凝土孔结构与导热性能的关系研究

采用光学显微镜及图像处理与分析软件相结合和导热系数测定仪对泡沫混凝土的孔结构与导热性能的关系进行了实验研究。结果表明,泡沫混凝土导热系数随着干密度的减小而降低,存在着k=e3.93-35 601.21/(φ+4 810.97)的关系;泡沫混凝土的导热系数随着孔隙率的增大而降低,有着k=e-23.33+20 395.74/(φ+916.1)的关系;泡沫混凝土内部的连通孔与不规则球体孔导致实际的导热系数高于理论值;随着发泡剂掺量的增大,泡沫混凝土平均孔径逐渐增大;平均孔径的增大会消弱孔隙率对导热系数的影响,但由于孔隙率的影响占主导作用,导热系数依然呈下降趋势。因此对于泡沫混凝土在分析孔径对导热系数的影响时应同时考虑孔隙率的影响。     

玄武岩-PVA混杂纤维混凝土力学性能研究

采用4种掺量的玄武岩纤维(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%)和聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纤维(0.10%、0.20%、0.30%、0.40%),通过单掺及正交混杂增强C60基准混凝土实验,研究玄武岩纤维、PVA纤维、混杂纤维的组成和掺量对基准混凝土流动性和力学性能的影响。结果表明:纤维单掺和混杂掺入的混凝土坍落度都随着纤维总掺量的增加而降低;玄武岩纤维、PVA纤维和混杂纤维虽不能显著提高混凝土的抗压性能,但可以明显改善其抗折强度,混杂纤维对混凝土抗折性能的增强作用尤为明显;PVA纤维相比玄武岩纤维在混杂纤维混凝土抗折强度上表现出更好的增强作用;当0.1%玄武岩纤维和0.2%PVA纤维混杂时,混杂纤维增强混凝土的抗折强度最高,较基准混凝土的抗折强度提高了29.1%。     

玄武岩纤维贫混凝土力学性能研究

从贫混凝土基层的复合式路面的使用状况来看,反射裂缝的问题比较突出.玄武岩纤维贫混凝土是一种能有效减弱或者避免贫混凝土产生反射裂缝的新型混合料.通过一系列室内试验,对玄武岩纤维贫混凝土的抗压强度、抗弯拉强度、抗冲击能力以及静力抗压弹性模量等力学性能进行了系统研究.得出玄武岩纤维最佳掺量为混合料总质量的2.0‰,最佳掺量范围为3～6 kg/m3.掺入玄武岩纤维后,能大幅提高贫混凝土的早期抗压、抗弯拉强度,且28 d龄期的纤维贫混凝抗压强度和抗弯拉强度也较一般贫混凝土提高了20%以上;可使贫混凝土具有良好的抗冲击性能,较普通贫混凝土提高了近1/3倍;可提高贫混凝土材料的静力抗压弹性模量,但提升幅度不大.     

玄武岩纤维再生混凝土及其轴压短柱力学性能分析

随着再生混凝土研究和应用的不断深入,研究再生混凝土的力学性能及其结构的耐久性问题显得尤为重要.纤维再生混凝土可显著提高再生混凝土的力学性能,为其在土木工程上的应用提供了重要的理论依据和参考价值.通过对再生粗骨料基本物理和力学性能参数的研究,讨论了不同玄武岩纤维掺量对3种再生骨料取代率(0%,50%,100%)下再生混凝土的物理和力学参数的影响,对比分析了再生混凝土轴压短柱在不同纤维掺量下的力学性能.研究结果表明,玄武岩纤维对再生混凝土的增强效果要优于对普通混凝土的增强效果,说明玄武岩纤维可用于增强再生混凝土及其短柱的力学性能.     

玄武岩纤维增强聚合物混凝土基本力学性能试验研究

通过混凝土拌合物工作性能和基本力学性能试验,研究了不同掺量的玄武岩纤维和聚合物乳液在单掺、复掺情况下对混凝土工作性能、抗压强度和抗折强度的影响规律.结果表明:玄武岩纤维和聚合物乳液单掺时,随着玄武岩纤维或聚合物乳液掺量的增加,混凝土的7 d龄期抗压强度均略微降低,28 d龄期抗压强度提高不明显,抗折强度均有显著提高;在玄武岩纤维和聚合物乳液掺量匹配时,玄武岩纤维增强聚合物混凝土具有良好的工作性能和优异的抗折强度.     

短切BFRC复合建筑材料增强增韧机理分析

为了研究玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)力学特性及纤维对混凝土的增强增韧作用,通过理论分析和电镜扫描细观分析方法,对直掺法和预处理法两种制备工艺制作的BFRC进行力学性能和受力机理研究.试验结果表明:纤维自身几何特性、力学性能、体积掺率、纤维与混凝土界面的粘结力是影响纤维混凝土增强增韧效果的重要因素;电镜扫描细观分析方法是研究复合材料性能机理的一种有效手段;预处理法工艺制备的纤维混凝土内部孔隙率、纤维分散性以及与混凝土的粘结状况等均优于直掺法.     

Fabrication and thermal properties of a new heat storage concrete material

A new type heat storage concrete material used in solar thermal power was fabricated by using aluminates cement to be the gelatinizer, and using high heat capacity materials, such as basalt and bauxite, as aggregate, and adding high heat conductivity graphite and high efficient water reducing agent. The experimental results show the addition of graphite can improve the thermal conductivity of the concrete, the value of thermal conductivity is about 2.34 W/mK which means the obtained concrete storage material has excellent thermal properties, and it is expected to be a good heat storage material used in solar power.     

Fatigue properties of special kind of reinforced concrete composite beams

The special reinforced concrete composite beam consists of a steel fiber reinforced self-stressing concrete composite layer and a reinforced concrete T-beam, and constructional bars are set up at their bonding interface. Fatigue properties of the composite beam under the action of negative moment were experimentally studied. Through inverted loading mode the load-bearing state of a composite beam was simulated under the action of negative moment. With the ratios of constructional bars being 0, 0.082% and 0.164% respectively as parameters, the effects of constructional bars on the properties of composite beam, such as fatigue life, crack propagation, rigidity loss as well as damage behavior of bonding interface, were studied. The mechanism of the constructional bars on the fatigue properties of the composite beams and the restriction mechanism of crack widths and rigidity loss were analyzed. The test results show that the constructional bars can enhance the shear resistance of the bonding interface between composite layer and old concrete beam and restrict expanding of steel fiber reinforced self-stressing concrete, which are beneficial to synergistic action of composite layer and old concrete beam, to reducing the stress amplitude of bars and the crack width of composite layer, and to increasing the durability and fatigue life of the composite beam.     

改善新老混凝土界面粘结性能的措施研究

通过16组共48个100mm×100mm×100mm四种纤维混凝土与既有混凝土粘结的立方体试件劈拉试验,研究了新混凝土中纤维种类、纤维掺量对粘结试件劈拉性能的影响。结果表明各种纤维的加入总体上均有利于新老混凝土粘结性能的提高。效果最佳的是碳纳米管,其次是聚丙烯腈纤维,然后是玄武岩纤维和钢纤维。然后通过64组共192个100mm×100mm×100mm纤维增强聚合物改性混凝土与既有混凝土粘结的立方体试件劈拉试验,研究了新混凝土中纤维种类、纤维与聚合物掺量组合对粘结试件劈拉性能的影响。苯丙乳液的复合掺入总体上可进一步提高新老混凝土的粘结劈拉强度。各种纤维与苯丙乳液复掺时,均存在一个苯丙乳液掺量的最佳值。     

生态纤维混凝土的收缩性能试验研究

高性能混凝土低水胶比和掺加矿物掺合料的特点使得混凝土收缩加剧并且引起早期裂缝问题.采用粉煤灰和硅灰作为纤维混凝土的掺合料,通过混凝土配合比的正交试验,利用极差和方差分析,研究了水胶比、砂率、硅灰掺量、生态纤维掺量和粉煤灰掺量对混凝土7,28 d抗压强度的影响.分析了粉煤灰采用超量取代的方法对混凝土的影响.在保证混凝土抗压强度的基础上,优选混凝土配合比,进行混凝土干燥收缩试验.试验结果表明,生态纤维对混凝土强度影响不明显,与矿物掺合料复掺可显著抑制混凝土的干燥收缩.     

聚丙烯纤维混凝土早期塑性开裂特征及分形评价

目的研究了聚丙烯纤维对混凝土塑性开裂特征的影响,为改善混凝土塑性开裂提供理论依据.方法采用平板约束法,研究不同掺量、不同长度的聚丙烯纤维对混凝土塑性开裂特征的影响,并应用分形理论,计算了聚丙烯纤维混凝土塑性开裂的分形维数.结果聚丙烯纤维的掺入阻碍了裂缝的产生和发展,且随着体积掺量的增加、长度的增长阻裂效果增强;裂缝分形维数的发展随着纤维掺量的增加、长度的增长而减缓,裂缝复杂化程度减缓.结论聚丙烯纤维能有效地延缓裂缝的产生和发展;应用分形理论分析评价混凝土早期塑性开裂特征是十分有效的.