氧化石墨烯沙漠砂水泥基复合材料力学性能研究

通过正交试验,分析了氧化石墨烯(GO)掺量、沙漠砂替代率、水灰比和胶砂比对GO-沙漠砂水泥基复合材料28 d的抗压强度、抗折强度和稠度值的影响趋势.在正交试验基础上,进一步揭示沙漠砂替代率和GO掺量对复合材料7d、28 d抗压强度和抗折强度的影响规律.试验研究表明:随着GO掺量的增加,水泥基复合材料抗折和抗压强度先提高后降低,且对于抗压强度增强效果略超过抗折强度.当GO掺量为0.03wt％时,GO-沙漠砂砂浆试块抗压强度和抗折强度达到最大值;随着沙漠砂替代率增加,GO-沙漠砂砂浆试块抗折和抗压强度呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率为50％时,氧化石墨烯沙漠砂砂浆试块抗压强度和抗折强度均达到最大值;但沙漠砂替代率为100％时,掺量为0.03wt％的GO-全沙漠沙水泥基材料强度提升最高,且28 d抗压、抗折强度可达标准砂试块强度.通过SEM对GO增强沙漠砂水泥基复合材料微观结构进行表征,发现GO能够优化水泥水化产物的微观结构形态,并且与沙漠砂活性材料产生正相关作用,从而形成更加致密均匀的结构改善沙漠砂水泥基复合材料的宏观性能.     

掺粉煤灰水泥胶砂的正交试验研究

采用正交试验方法,研究了粉煤灰掺量、细度和Na2SO4掺量对水泥胶砂试块抗折、抗压强度影响规律。结果表明:粉煤灰掺量对水泥胶砂试块的7d抗折、抗压强度影响最显著;粉煤灰掺量和粉煤灰细度对28d抗折、抗压强度影响都比较显著;而Na2SO4掺量对7、28d抗折、抗压强度影响不大。     

醇类助磨剂对水泥强度影响的试验研究

以甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇等几种羟基化合物作为水泥助磨剂,对其掺量在0.01%～0.04%下时对水泥强度的影响进行了试验研究。结果表明,助磨剂中的碳链长短、羟基数量等都对水泥强度有着显著的影响。相同掺量下,当碳链长度为2时,除28d抗压强度外,各龄期抗折抗压强度均随着羟基助磨剂掺量的增加而呈现下降趋势,当碳链长度为3时,0.02%掺量下,随着官能团数量的增加,水泥3d抗折强度呈现“U”型增长,7d和28d抗折强度呈现倒“U”型降低;0.04%掺量下,随着官能团数量的增加,水泥3d、7d抗折强度,3d抗压强度呈现“U”型增长,7d和28d抗折强度均随着羟基官能团的增加而降低。     

浇筑用聚丙烯混凝土的性能研究

以废塑料聚丙烯(PP)为增强填料,部分替代混凝土中天然砂组分,制备PP混凝土材料。分析PP的用量对复合材料导热系数、抗压强度以及抗折强度的影响,探究高温条件下PP用量与抗压强度之间的关系。结果表明:随着PP用量的增加,复合材料的导热系数呈现下降趋势,具有较好的保温性能。抗压强度与抗折强度方面,随着PP用量的增加,力学强度逐渐下降;且高温过程中,力学强度也逐渐下降。PP含量≤10 g时,PP混凝土力学强度下降程度较小。采用最大废弃PP用量作为实际掺杂量,PP-10的抗压强度以及抗折强度分别为50 MPa和7.5 MPa,并且具有较好的耐高温性、抗冻融性能以及抗氯离子渗透性。因此,PP-10混凝土可以有效用于工程材料。     

硬硅钙石板的制备及性能研究

采用廉价原料和简单工艺制备了具有高强度和低导热系数的硬硅钙石板复合材料,重点研究了成型压力、玻璃纤维添加量等因素对硬硅钙石板的隔热性能和力学性能的影响.结果表明:随着成型压力的增大,硬硅钙石板样品的密度、导热系数、抗压强度及抗折强度都逐渐增大;随着短切玻璃纤维添加量的增加,硬硅钙石板样品的密度和导热系数基本保持不变,抗压强度及抗折强度则呈现先增大后减小的变化趋势.当成型压力和短切玻璃纤维添加量分别为30 MPa和5％(wt)时,硬硅钙石板的导热系数为0.114 W·m-1·K-1,抗压强度和抗折强度分别达到20.17 MPa和7.22 MPa.     

PVA纤维增强水泥基复合材料高温性能研究

对PVA纤维增强水泥基复合材料的高温性能进行研究,分别测试了该材料在经受不同高温后的质量损失、抗压强度以及弯曲韧性,并对其微观结构变化进行了分析.结果表明,相比于普通水泥基材料,PVA纤维增强水泥基复合材料的抗压强度高,变形能力大,抗折强度高,弯曲韧性优越,其中纤维掺量为2％的试块28 d抗压强度达到45.98 MPa,抗折强度可达到14.10 MPa,最大挠度达到0.68 mm;高温处理后掺有PVA纤维的试块完整性良好,没有出现破坏性断裂,只表现为微小裂纹;随着温度的升高,不同纤维掺量砂浆试块的质量损失增大,抗压强度和抗折强度以一定的速率下降,但在800 ℃高温处理后试块仍具有一定的抗压强度和弯曲韧性,纤维掺量为2％的试块的抗压强度能达到18.9 MPa,最大挠度可保持在0.12 mm;根据微观测试可以看出,随着温度的升高,纤维缓慢熔出使试块内部出现相互交错的孔隙通道可有效防止试块高温爆裂,试块内部结构由致密变为松散蜂窝状.     

钢纤维及硅灰对UHPC性能影响试验研究

以超高性能混凝土(UHPC)为研究对象,探索钢纤维形状及硅灰掺量对其性能的影响规律。试验结果表明,直线形钢纤维UHPC比端钩形钢纤维UHPC流动性能更优异,同时随着硅灰掺量的增加,UHPC流动性能逐渐变好而后再变差,1d及28d抗折强度均呈现先增加后减小的趋势,1d及28d抗压强度均慢慢增加,但当硅灰掺量超过一定额度值时,对抗压强度的影响很小。     

玄武岩纤维与粉煤灰改性高强混凝土力学性能研究

将纤维材料加入混凝土中可以有效提高混凝土的使用性能和服务年限.基于此,制备了不同玄武岩纤维体积掺量的粉煤灰改性高强混凝土试件,分别测试了玄武岩纤维高强混凝土的坍落度、扩展度以及标准养护7 d、15 d和28 d后的收缩率、抗压强度、抗拉强度以及抗折强度,分析了玄武岩纤维掺量对混凝土坍落度、扩展度、收缩率、抗压强度、抗拉强度以及抗折强度的影响规律.结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增大,粉煤灰改性高强混凝土的坍落度和扩展度呈线性减小,收缩率逐渐减小;抗压强度、抗拉强度和抗折强度逐渐增大,抗压强度、抗拉强度和抗折强度的增大速率分别在玄武岩纤维掺量为0.8％、1.2％和1.2％时出现拐点,性价比最高的玄武岩纤维掺量为0.8％～1.2％.     

含玻璃砂的高性能碱激发矿渣砂浆性能研究

采用玻璃砂代替部分细骨料制备碱激发矿渣(AAS)砂浆后,研究了玻璃砂含量(0%、10%、20%、30%,质量分数)对AAS砂浆抗压强度、抗折强度、干燥收缩、导热系数和碱-硅酸反应(ASR)膨胀率的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)对微观机理进行了分析。结果表明：掺10%～30%的玻璃砂能显著提高AAS砂浆的早期抗压强度,但会略微降低28 d抗压强度;AAS砂浆的抗折强度随玻璃砂掺量的增加先增大后减小,10%掺量时最有利于3 d抗折强度,20%掺量时最有利于28 d抗折强度;AAS砂浆的干燥收缩、导热系数和ASR膨胀率均随玻璃砂掺量的增加而减小,与对照组相比,掺30%玻璃砂的AAS砂浆导热系数降低14.4%,56 d干燥收缩率降低27.6%,14 d ASR膨胀率降低39.6%,28 d ASR膨胀率降低34.5%;SEM分析发现玻璃砂表面有水化产物生成,其与胶凝材料的结合比石英砂更紧密,使AAS砂浆的微观结构更加致密。     

再生微粉对干混砂浆性能的影响研究

为了促进建筑垃圾的再生利用,通过再生微粉替代部分水泥制备干混砂浆,探究再生微粉细度、掺量和复掺比对砂浆稠度、抗压强度、抗折强度和显微结构的影响规律。结果表明,随着再生微粉颗粒细度的减小,砂浆稠度整体呈下降趋势,28 d抗压、抗折强度均呈增加趋势,研磨40 h时,其强度达到最大值。随着再生微粉掺量的增加,砂浆稠度呈下降趋势,28 d抗压、抗折强度呈先增加后降低的趋势,当掺量为10%(质量分数)时,抗压强度达到最大值。随着再生微粉复掺比(质量比)的增大,砂浆稠度呈下降趋势,砂浆的28 d抗压、抗折强度呈先增加后降低的趋势,当研磨20 h的微粉与未研磨微粉复掺比为6∶4时,其抗压强度达到最大值。