钢渣混凝土的Seebeck效应研究

试验研究了钢渣混凝土的Seebeck效应,并探讨了钢渣掺量和养护龄期对其Seebeck效应的影响。研究结果表明,钢渣混凝土具有很好的Seebeck效应,试块上下表面温差与温差电动势呈线性关系;随着钢渣掺量的增加,温差电动势与温差关系的线性规律先增强后减弱;随着养护龄期的延长,钢渣混凝土的Seebeck效应越好,TEP越趋于稳定。     

水泥改良海南滨海砂早期强度参数研究

通过三轴剪切试验,研究了水泥掺量2%、6%、10%的海南东南部滨海砂养护1、3、5、7d早期强度参数的发展规律,并对水泥掺量不同时砂的胶结状态进行了微观试验,得到如下结论:在水泥掺量一定时,在养护龄期3d内,粘聚力快速增长,养护3d后,粘聚力增长速度放缓,养护龄期对水泥改良砂的内摩擦角影响很小;在相同的养护龄期条件下,随着水泥掺量的提高,水泥改良砂的内摩擦角和粘聚力均有提高,水泥掺量高于6%后,砂颗粒处于悬浮状态,随着水泥掺量的增加,内摩擦角基本不再增长,而粘聚力仍有较大增长,采用双曲线函数建立了水泥掺量10%以下、养护龄期7d内改良砂粘聚力、内摩擦角的经验公式.     

偏高岭土和硅灰影响砂浆干燥收缩的对比研究

采用偏高岭土、硅灰取代水泥制备砂浆,经不同预养护时间后测试砂浆干燥过程中的收缩和质量损失,对比分析偏高岭土和硅灰对砂浆干缩的影响。结果表明,偏高岭土和硅灰均减小了砂浆90d干缩,偏高岭土改善砂浆抗干缩性更优,延长预养护时间有利于提高偏高岭土和硅灰降低砂浆干缩的效果;在一定掺量范围内,随掺量上升,掺偏高岭土砂浆干缩不断变小,掺硅灰砂浆则先变小后变大;硅灰和偏高岭土砂浆中复掺粉煤灰能进一步改善砂浆抗干缩性,而复掺矿粉则不利于降低砂浆干缩。预养护3d的偏高岭土砂浆和硅灰砂浆质量损失在一定范围内与干缩呈线性关系,粉煤灰和矿粉的加入降低了线性拟合度;预养护14d的砂浆干燥质量损失与干缩线性关系良好。     

温度对大掺量粉煤灰水泥水化C-S-H聚合度的影响

采用固体29Si核磁共振、FTIR、XRD测试方法研究了养护温度、温度变化对大掺量粉煤灰水泥基材料水化C-S-H凝胶硅氧四面体聚合程度的影响规律。结果表明:粉煤灰掺量为50%时,C-S-H凝胶硅氧四面体的聚合程度和C-S-H凝胶中铝氧四面体的比例随着养护温度的升高而呈现先增加后稳定的趋势。在7d至28d龄期阶段,常温养护更加有利于C-S-H凝胶硅氧四面体聚合程度的增加,也更有利于Al原子取代Si原子。     

钢渣稳定土的水稳性试验研究

针对路基工程施工需要,对于两种不同钢渣掺量的钢渣稳定土在不同饱水时间以及不同失水-吸水干湿循环次数下的无侧限抗压强度和劈裂强度的变化规律进行了研究,并在最佳含水率附近探讨了钢渣稳定土对成型含水率的敏感性.试验结果表明,对于钢渣掺量为8%和15%的钢渣稳定土,在饱水试验和干湿循环试验中,钢渣稳定土的抗压强度和劈裂强度在初期急剧减小,最终均趋于稳定值,且随着钢渣掺量的增加,其水稳性得到改善.随着龄期的增长,成型含水率的变化对钢渣稳定土强度的影响逐渐减小,增加钢渣掺量也能够有效降低成型含水率变化对其强度的影响.     

活性MgO固化黄土抗剪强度特性研究

引入绿色低碳材料活性MgO,通过不固结不排水直接剪切试验,研究活性MgO掺量、养护龄期、含水率和压实度等因素对活性MgO固化黄土抗剪强度特性的影响.结果表明:活性MgO可显著提高黄土抗剪强度;随着活性MgO掺量和养护龄期增加,固化黄土抗剪强度、粘聚力和内摩擦角先增大后减小,在6%活性MgO掺量和14 d养护龄期处达到最大值;含水率增大使固化黄土抗剪强度和粘聚力呈现先上升后下降趋势,内摩擦角持续减小,在最优含水率附近固化黄土抗剪性能达到最优;增大压实度使固化黄土抗剪强度、粘聚力和内摩擦角持续增大,且最优含水率对应固化黄土强度增长最明显.考虑到活性MgO固化黄土在实际工程中的应用,建议选取如下参数:活性MgO掺量6%、养护龄期14 d、黄土最优含水率、压实度96%.     

用改性钢渣磷肥修复污染土壤的效果

随着产业结构的进一步调整与升级,大量工业污染场地亟待修复。钢渣磷肥(thomas phosphate,TP)可用作重金属污染场地修复,但溶解度低的问题制约了其进一步应用。为提高TP的溶解度,本文采用不同酸、不同浓度、不同养护龄期对TP进行改性处理;然后,筛选出2种改性TP,研究铅污染土的修复效果。土壤中重金属铅的初始质量分数为500、2 000和5 000 mg/kg,TP掺量为3%~35%,养护龄期为7 d和28 d。研究结果表明:醋酸改性钢渣磷肥(A-TP)和硝酸改性钢渣磷肥(A-TP)的pH值和钙离子溶出量均较大,电阻率较小,可用作修复铅污染土的备选材料;进一步对其修复效果进行研究,在土壤中铅质量分数不高于2 000 mg/kg时,A-TP(掺量15%)修复土和N-TP(掺量20%)修复土28 d养护后均可满足要求,A-TP使用掺量较小,经济性较好;当土壤中重金属铅含量较高(5 000 mg/kg)时,2种改性钢渣磷肥修复效果均无法满足要求,需考虑同其他修复材料结合使用,以提高修复效果。     

混杂纤维粉煤灰混凝土力学性能和破坏形态试验与分析

为研究混杂纤维、粉煤灰掺量和养护时间对混凝土压拉强度和破坏形态的影响,开展普通混凝土、玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土、玄武岩-聚丙烯混杂纤维粉煤灰混凝土试样的抗压试验和劈裂抗拉试验,分析了压拉强度和破坏形态,探讨了混杂纤维和粉煤灰的作用机理.研究结果表明:混杂纤维能够提高混凝土的压拉强度,与普通混凝土相比,在养护龄期7d、14d、28d、60d时,其抗压强度和劈裂抗拉强度分别提升了12.72％、8.99％、7.53％、8.01％和11．61％、16.04％、14.75％、10.94％;相同粉煤灰掺量条件下,混凝土的压拉强度随着养护龄期的增加逐渐增大;但相同养护龄期下,混凝土的压拉强度与粉煤灰掺量整体呈负相关,当粉煤灰掺量在10％以内时,混杂纤维粉煤灰混凝土(PBC-FA)的压拉强度增长率整体大于零,且在标准养护28 d时抗压强度满足C30混凝土的要求;混杂纤维能够改善混凝土的破坏形态,提高其塑性变形,而粉煤灰掺量对混杂纤维混凝土(PBC)的塑性基本无影响.     

养护温度对高延性水泥基材料力学性能的影响

研究养护温度对高延性水泥基复合材料性能的影响,分析养护温度在20、40、60和80℃时水泥基复合材料的抗弯性能、抗压强度、抗折强度及裂缝分布特点.结果表明,养护温度越高,高延性水泥基复合材料的早期跨中挠度越小;养护温度高于40℃时,试件的跨中挠度和韧性指数随龄期延长无明显变化;高养护温度能显著提高高延性水泥基复合材料的早期抗压强度和抗折强度,龄期对高温养护条件下高延性水泥基复合材料的抗压、抗折强度影响不大;粉煤灰掺量相同时,常温养护下高延性水泥基复合材料的裂缝更加细密均匀;养护温度为60℃时,粉煤灰掺量提高至80%,高延性水泥基复合材料的韧性显著提高,28d抗压强度可达70MPa.     

红砂岩改良土无侧限抗压强度影响因素试验研究

以东昌高速公路强风化红砂岩为研究对象,以无侧限抗压强度作为改良红砂岩性能评价指标,分析了改良剂类型及掺量、试样龄期、压实度、土体最大粒径等因素对无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:水泥改良红砂岩无侧限抗压强度随着水泥掺加量、养护龄期和压实度的增大而增大,且前7d的强度增幅较大;石灰改良红砂岩强度存在一个最佳石灰掺加量,并随着养护龄期和压实度的增大而增大,且后期强度增长幅度较大,以28d龄期强度值评价石灰改良红砂岩较合适。     

磷石膏生产墙体材料可行性研究

通过正交试验获得磷石膏—矿渣—粉煤灰—石灰—水泥胶凝体系的优化配合比为磷石膏∶矿渣∶粉煤灰∶生石灰∶水泥=30∶25∶24.5∶10.5∶10,并通过XRD、SEM微观分析手段和宏观测定强度的方法探讨了养护制度对该胶凝体系性能的影响。研究结果表明：该胶结料90℃下蒸养7 h,然后自然养护,28 d抗压强度高达43.9MPa,凝结时间正常,耐水性良好。胶结料强度随养护温度的升高而增加;90℃下,胶结料强度随蒸养时间的增加而增加,此温度下蒸养13 h所得制品,7 d抗压强度便达到39.6 MPa。利用最优配比成型的免烧砖能达到非烧结粘土砖15级的要求。     

钢渣-杂填土基层材料配合比优化试验研究

以杂填土、钢渣、矿渣微粉为原料,采用土体固化技术混拌制备钢渣-杂填土基层材料。开展钢渣、混凝土破碎料、素土等主料对基层材料强度的耦合影响试验,构建回归模型,得到主料最优掺入比例,试验验证表明,回归模型预测值误差小于2%;以钢渣、混凝土破碎料、水泥、固化剂为因素开展正交试验,得到的最优结果与强度耦合影响试验基本一致,从而确定钢渣-杂填土最优配合比。最优配合比试件试验结果表明：钢渣-杂填土强度随龄期增长显著提升,30 d高温水浴膨胀率仅为1.03%。X射线衍射分析（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）测试表明：矿渣微粉中SiO₂与钢渣中f-CaO反应生成水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,同时发现土壤固化剂对土体的改性可有效抑制钢渣膨胀;C-S-H凝胶填充于混凝土破碎料、钢渣、土颗粒间,增加了钢渣-杂填土基层材料密实度,使其强度得以提高。     

Prediction of Antifreeze Critical Strength of Infant Age Concrete

The rule of infant age concrete strength development under low temperature and complex affecting factors is researched. An efficient and reliable mathematical forecast model is set up to predict the infant age concrete antifreeze critical strength under low temperature at construction site. On the basis of the revision of concrete equivalent coefficient under complex influencing factors, least-squares curve-fitting method is applied to approximate the concrete strength under standard curing and the forecast formula of concrete compressive strength could be obtained under natural temperature condition by various effects. When the amounts of donble-doped are 10% fly ashes and 4% silica fumes as cement replacement, the antifreeze critical strength changes form 3.5-4.1MPa under different low temperature curing. The equivalent coefficient correction formula of concrete under low temperature affected by various factors could be obtained. The obtainede quivalent coefficient is suitable for calculating the strength which is between 10% to 40% of standard strength and the curing temperature from 5-20 ℃. The forecast value of concrete antifreeze critical strength under low temperature could be achieved by combining the concrete antifreeze critical strength value with the compressive strength forecast of infant age concrete under low temperature. Then the theory for construction quality control under low temperature is provided.     

Preparation and Microstructure Analysis of High Strength Cementitious Materials Containing Metakaolin

The preparation and microstructure analysis of high strength cementitious materials containing metakaolin (MK) was studied in this paper. The MK was prepared firstly,and then was mixed with fly ash,ground blast furnace slag,quartz powder and cement with different percentage to produce high strength cementitious materials. After cured under different environment,the compressive strength of such materials was tested. Techniques of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were further employed to identify the composition and microstructure. The results obtained reveal that the compressive strength of such materials mainly effected by component of raw materials,the water binder ratio (W/B) and the curing regime. When the three factors above are optimized,the compressive strength of such materials can get to 156 MPa in maximum. The X-ray diffraction analysis and the scanning electron microscopic images indicated that under optimal curing condition,more raw materials can take chemical reaction and the microstructure is dense to yield good mechanical properties.     

高温后纤维矿渣微粉混凝土性能劣化规律

针对纤维矿渣微粉混凝土高温后性能发生劣化的问题,研究了温度、矿渣掺量、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量和混凝土强度等级对高温后混凝土质量损失以及抗压强度损失的影响.结果表明：纤维矿渣微粉混凝土的外观特征及抗压性能均随受热温度的升高而不断劣化,烧失率和强度损失率均呈现上升趋势;掺入混杂纤维能有效阻止矿渣微粉混凝土发生高温爆裂,保持试件的完整性;矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤维对混凝土的高温强度劣化均起到了缓解作用,但掺量的变化对质量损失的影响不明显;混凝土强度等级为C60时,纤维矿渣微粉混凝土抗压强度损失降到最低.提出了考虑温度、矿渣微粉掺量和钢纤维掺量影响的纤维矿渣微粉混凝土抗压强度的高温劣化模型.     

钢铁渣粉对水泥基材料性能影响机理研究

通过对马钢钢渣粉化学成分、X-射线衍射原材料分析,探究了钢渣粉对水泥基材料力学性能、体积稳定性的影响.试验结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,力学性能下降明显,当掺量为10％时,与空白样相比抗压强度略有下降,当掺量为20％时,抗压强度下降幅度较大;钢渣对水泥基材料体积稳定性影响明显,相同龄期随着钢渣掺量增大,自由膨胀率升高.通过化学成分及扫描电镜分析,f-CaO是导致水泥基材体体积膨胀的根源.     

钢渣和γ-Al2O3对水溶液中磷的吸附特性比较

研究了钢渣和γ-Al2O3对水溶液中磷素的等温吸附特征和吸附动力学过程。考察了初始溶液质量浓度和温度对吸附作用的影响,计算了钢渣和γ-Al2O3对磷素的吸附速率。结果表明：两者均符合Langmuir等温吸附模型,对磷素的最大吸附量：钢渣（0．3055mg／g）〈γ-Al2O3（0．6868mg／g）;但缓冲容量：钢渣（0．8719L／mg）〉,γ-Al2O3（0．6131L／mg）,钢渣具有较高的除磷性价比。随着初始溶液质量浓度的增大,钢渣和γ-Al2O3对磷素的平衡吸附量均增大,并显著延长了钢渣达到吸附平衡的时间。温度升高对两者的影响不大,只是显著延长了钢渣达到吸附平衡的时间。温度较高,初始溶液质量浓度较高的条件下,γ-Al2O3的吸附速率较大,有利于吸附作用的进行;相反的条件下,则有利于钢渣吸附作用的进行。钢渣和γ-Al2O3吸附除磷的吸附动力学过程均符合准二级动力学模型,由该模型可以估算出其对水溶液中磷素的平衡吸附量,误差基本在7％以内。     

镍铁渣–黏土–水泥改性土力学特性试验及修正的邓肯–张模型

为研究镍铁渣-黏土-水泥(FNSCC)改性土的力学特性,开展了不同镍铁渣掺入比、含水率及养护时间下FNSCC改性土不固结不排水三轴压缩试验;获得了不同工况下FNSCC改性土试样的应力-应变关系曲线及割线弹性模量,分析了其力学特性影响机理及破坏模式,基于试验结果,建立了适用于FNSCC改性土的修正邓肯-张本构模型。研究结果表明：FNSCC改性土的应力-应变曲线具有明显的应变软化特征;其峰值强度随镍铁渣掺入比减小和养护时间增长而增大,随含水率的增加先增大而后减小。随着镍铁渣掺入比的增大,FNSCC改性土试样的破坏模式由鼓胀破坏向剪切破坏转变;含水率为15%左右的试样,鼓胀破坏特别明显;而随养护时间增长,其破坏模式则由鼓胀变形等塑性破坏向局部张裂等脆性破坏转变。FNSCC改性土的割线弹性模量随轴向应变增加而减小,轴向应变小于2%时,镍铁渣掺入比、含水率及养护时间对割线弹性模量的影响较大;而当轴向应变大于2%后,各因素对割线弹性模量的影响很小。修正的邓肯-张模型能较好地反映FNSCC改性土的应变软化现象;该模型中参数m、n及?与围压近似呈线性关系,模型参数m受FNSCC改性土配比的影响最大,养护时间次之,含水率最小。由修正邓肯-张模型计算得到的曲线与实测曲线吻合较好,验证了该模型拟合参数的合理性。