煤矸石细集料-水泥基材料力学性能影响的试验研究

为促进煤矸石集料在水泥混凝土中的应用,选用自燃(活性)和非自燃(非活性)煤矸石作为细集料,研究水灰比、掺量、养护制度等不同条件下两种矸石细集料-水泥基材料力学性能的发展规律,分析煤矸石的种类、活性、掺量等因素对水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明:活性矸石作为细集料,能够在水化初期与水泥水化产物发生一定程度的二次水化反应,水化反应能提高其早期强度;非活性矸石细集料-水泥基材料的强度随水灰比的增大而减小,而活性矸石则存在合理的水灰比范围;高温养护能够促进煤矸石细集料-水泥基材料的早龄期的水化进程,提高其早期抗压强度,但28d龄期中小掺量的矸石细集料-水泥基材料的抗压强度会产生高温负效应,而对抗折强度的影响则相反。     

集料对水泥基材料热膨胀性能影响的研究

通过石英砂、石灰石和花岗岩3种集料分别对水泥基材料热膨胀性能的影响进行研究,对集料、水泥石及不同灰砂比(C/S)混凝土从室温至600℃范围内热膨胀率的测定与分析,得出集料掺加量对混凝土热膨胀率的影响规律:混凝土的热膨胀率为集料和水泥石的双重作用所致,在室温至集料与水泥石热膨胀率"交汇点"(石灰石、石英砂和花岗岩与水泥石热膨胀率"交汇点"温度分别为197、160和180℃)温度范围内,集料的膨胀对水泥石的膨胀起限制作用;在"交汇点"温度到600℃范围内,集料的膨胀对水泥石的收缩起限制作用;集料热膨胀率越大(如石英砂),在混凝土中掺加量越多,制得的混凝土的热膨胀率随温升而增大越明显.     

煤矸石细集料对水泥浆体微观结构的影响及其作用机理

以自燃煤矸石细集料水泥浆体和非自燃煤矸石细集料水泥浆体为研究对象,采用X射线衍射仪和扫描电镜研究自燃和非自燃煤矸石细集料对水泥浆体水化产物的物相组成、微观形貌的影响,分析煤矸石细集料活性对水泥浆体微观结构和强度发展的作用机理.结果表明：自燃煤矸石细集料早龄期发生明显的活性反应,在水泥浆体中形成水钙沸石、水石榴石、钙铁榴石等新物相,对水泥浆体早期抗压强度有一定提高作用;非自燃煤矸石细集料对水泥浆体水化进程和微观结构没有产生影响.2种煤矸石细集料均存在一个最优掺量.当煤矸石掺量（质量分数）为20%时,自燃煤矸石细集料水泥浆体和非自燃煤矸石细集料水泥浆体抗压强度均最高.     

煤矸石集料基本性能的试验研究

对煤矸石集料的基本物理性能和微观构造特征进行了全面的试验分析,并对煤矸石混凝土力学性能进行了初步测试.结果表明:煤矸石集料的化学成分主要是石英,有发生碱骨料反应的潜在危险;在扫描电镜(SEM)微观形貌中发现煤矸石集料不如普通集料均匀、密实;煤矸石集料与普通集料的微观孔结构存在较大差异;在一定掺量范围内,煤矸石集料不会对煤矸石混凝土力学性能产生明显的不利影响.     

激发剂对水泥基材料力学性能的影响研究

以强度作为评价指标,选取硫酸钠、氯化钙、二水石膏三种激发剂进行了试验,分析了不同激发剂及其掺量对水泥基材料力学性能的影响,并得到了掺入激发剂水泥基材料的强度发展规律,结果表明:氯化钙的后期激发效果最好。     

废旧橡胶集料对水泥基材料抗开裂性能的影响

水泥基材料的抗开裂性能对于工程结构的安全性和耐久性至关重要。采用单一圆环法和组合圆环法研究了橡胶集料对水泥净浆抗开裂性能的影响。结果表明,随着橡胶积极掺量的增加,两种试验中圆环试件的开裂时间显著延长。而且,还发现在组合圆环试验中试件的开裂位置均发生在不掺加橡胶集料的区间范围内。分析表明,橡胶集料的加入不仅降低了材料的弹性模量,还增加了截面断裂时的耗能能力,这使得含有橡胶集料截面的抗开裂性能得以提高。     

碳纤维水泥基材料力学性能的研究

研究了不同的碳纤维分散对水泥基材料力学性能的影响。研究结果表明,采用恒温水浴预分散后的碳纤维能够显著提高碳纤维水泥基材料的抗折强度和拉压比性能,但对抗压强度影响不明显。     

环保型高效水泥基材料

我国国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要将建筑业与建材工业列为支柱产业,并指出建材工业应以调整结构、节能、节地、节水、减少污染为重点,大力增加优质产品,发展商品混凝土,积极利用工业废渣等方针。水泥与以水泥为基材的水泥基材料是近代最大宗的人造建材。由于与其他建材（如钢铁、合金、塑料、木材等）比较,具有节能、成本低、来源广、耐久、应用方便等特点,需求量增长迅     

焙烧硅藻土对水泥基材料力学性能的影响

采用焙烧法对硅藻土进行改性,将改性后的硅藻土通过外掺的方式掺入水泥基材料中,然后研究改性前后的硅藻土对水泥基材料力学性能的影响.结果表明:焙烧法改性的硅藻土具有良好的火山灰活性,且焙烧温度为800℃时硅藻土火山灰活性最高;当掺量为2%,硅藻土的焙烧温度分别为200,500,800,1100℃时,其3d抗压强度比原始硅藻土水泥基材料分别提高了12.65%,8.08%,10.59%,16.32%,说明改性硅藻土对水泥基材料早期强度有一定促进作用;当掺量为2%、硅藻土焙烧温度为800℃时,改性硅藻土水泥基材料28d抗压强度可达78.05MPa,比纯水泥基材料提高了21.08%.XRD、SEM、综合热分析结果表明,改性硅藻土改善了水泥基材料的内部结构,使水泥基材料密实度增加,从而提高其强度.     

木浆纤维水泥基材料力学性能的试验研究北大核心

利用木浆纤维制备了水泥基复合材料,研究了木浆纤维掺量、水灰比等因素对水泥基复合材料力学性能及界面微观结构的影响。结果表明,木浆纤维对水泥基复合材料具有增强作用,且存在最佳掺量。当木浆纤维掺量一定,水灰比为0.3时,对基体的增强效果最为明显;当水灰比一定时,纤维的最佳掺量为1 kg/m^3,在此掺量下,水泥基复合材料抗折和抗压强度分别提高9.4%和15.3%。对木浆纤维进行了碱处理,测得其抗腐蚀能力较好。使用SEM分析发现木浆纤维的掺入可以有效改善材料的孔结构和微裂纹,从而提高了水泥基复合材料的力学性能。     

煤矸石集料性质对混凝土力学性能影响的试验研究

主要研究煤矸石集料的基本性质:矸石种类、颗粒级配、集料的预处理方式等对混凝土7,28,90d抗压强度及弹性模量的影响规律,为煤矸石集料混凝土的优化配合比设计提供依据。试验结果表明:矸石集料自身的强度极大地影响混凝土的强度,在不同强度的水泥基体下,当水泥基体强度与集料强度相协调时,其混凝土的强度才能达到最大,但是在低强的水泥基体下,提高矸石集料的粒径尺寸及比例,并不能提高混凝土的强度;自燃矸石集料经过预湿处理,能够提高混凝土的力学性能,但非自燃矸石集料经预湿处理后,并不能提高其混凝土的力学性能。     

自燃煤矸石粗集料对混凝土强度影响的试验研究

参照国标,通过试验对辽宁省阜新市高德矿堆积的自燃煤矸石进行轻集料品质评定。在掌握了各项指标均满足国标对轻集料要求的基础上,将自燃煤矸石破碎作粗集料、普通砂作细集料、聚丙烯纤维作增韧材料,由均匀试验设计了10组自燃煤矸石轻集料混凝土试件,进行大量抗压强度、劈拉强度和抗折强度试验。研究结果表明:由于阜新高德自燃煤矸石粗集料与C40砂浆基体的强度和弹性模量相互匹配,虽然其自身强度远不及天然碎石,但因充分发挥了集料和基体的协调作用,可配制出性能优良的C40混凝土,且早期强度发展的更理想。     

煤矸石集料性质对混凝土力学性能影响的试验研究

主要研究煤矸石集料的基本性质:矸石种类、颗粒级配、集料的预处理方式等对混凝土7,28,90d抗压强度及弹性模量的影响规律,为煤矸石集料混凝土的优化配合比设计提供依据。试验结果表明:矸石集料自身的强度极大地影响混凝土的强度,在不同强度的水泥基体下,当水泥基体强度与集料强度相协调时,其混凝土的强度才能达到最大,但是在低强的水泥基体下,提高矸石集料的粒径尺寸及比例,并不能提高混凝土的强度;自燃矸石集料经过预湿处理,能够提高混凝土的力学性能,但非自燃矸石集料经预湿处理后,并不能提高其混凝土的力学性能。     

温度对含瓦斯煤力学性质影响的试验研究

 利用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,以型煤试样为研究对象,在不同温度条件下对含瓦斯煤进行三轴压缩试验,研究温度对含瓦斯煤的变形及力学特性的影响规律。研究结果表明：在相同应力条件下,含瓦斯煤的变形量随着温度的升高逐渐增大,轴向、径向与体积应变在不同的温度区间内分别有不同的变化趋势,温度超过60 ℃后,径向应变的变化速度超过轴向应变的变化速度;破坏角随着温度的升高略有增加;三轴抗压强度、残余强度、弹性模量等随着温度的升高逐渐降低,但在不同的温度区间内,其变化趋势有所差异;而泊松比则随着温度的升高呈现先降低后升高的趋势。总体看来,温度对含瓦斯煤的变形特性及力学特性有着一定的影响,温度的升高总体上可降低煤体的强度,但在不同的温度范围内,含瓦斯煤的变形特性及力学特性的变化趋势有所不同。研究结果对深部煤炭开采及巷道支护等有一定的理论指导价值。     

循环荷载作用下掺土煤矸石力学性状试验研究

为分析煤矸石中掺土作为高速公路路堤填料的可行性,通过掺土煤矸石的动三轴试验,对掺土煤矸石在循环荷载作用下的动力特性进行试验研究.研究结果表明:在煤矸石中掺入适当比例的黏土,其强度均有不同程度的提高,其中以煤矸石与土的干质量为3∶1～4∶1时效果较为明显;掺土煤矸石的动应力-应变骨干曲线可采用双曲线拟合,得出4种试验煤矸石样的等效非线性动力本构H-D模型参数.试验结果可用于分析煤矸石路堤在交通荷载作用下的稳定性及变形性状.采用掺土煤矸石作为路基填料,其力学性能完全满足高速公路的设计要求.     

煤矸石对水泥基材料化学稳定性的影响

研究了煤矸石对水泥砂浆强度的影响,以及在酸性NH4NO3溶液中的化学稳定性。试验结果表明,水泥砂浆的强度随煤矸石增加而明显降低,但掺煤矸石改善了水泥砂浆的孔结构和在酸性溶液中的化学稳定性。     

煤矸砂混凝土的试验研究

选取适当的配比制作了5组煤矸砂混凝土试块,测出了其相应的物理力学性能。与砂型混凝土的对比结果表明,煤矸砂掺在砂中当砂使用,掺量是砂用量的1/3或2/3,所得到的煤矸砂混凝土的物理力学性能较为理想。     

煤矸石掺合料对水泥浆体结构与性能的影响

研究了煤矸石作为掺合料对水泥浆体强度及孔结构的影响。结果表明:与基准水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体早期强度较低,但后期强度发展较快,低掺量(<30%)煤矸石水泥浆体后期(28d)强度可接近或达到基准水泥浆体强度;相同掺量条件下,与粉煤灰水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体各龄期强度均较高;与矿粉水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体早期强度较高,后期两者强度相当;与基准水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体总孔隙率有所上升,但其孔径后期有所细化。     

季冻区煤矸石路用性能试验研究

以双鸭山煤奸石作为主要研究对象,通过室内试验对其化学成分、颗粒级配、压碎值、承载比、冻稳定性等路用性能进行了系统的研究。结果表明:七星与四方台矿区煤矸石为级配连续不均匀土。四种煤矸石的压碎值均较高,但均不超过30%。煤矸石的强度随着煅烧温度的升高呈先减小后增大的趋势。煤矸石的CBR随着压实度的提高而增大,93%压实度条件下在20.9%~35.9%之间。在冻融作用下煤矸石CBR显著降低;10次冻融时,新立与四方台矿区煤矸石的CBR分别为28.9%和47.2%。