纤维增韧碱矿渣混凝土收缩性能研究

研究了合成纤维和粉煤灰对碱矿渣混凝土和普硅混凝土收缩性能的影响。在相同基体配合比的情况下制备了碱矿渣和普通硅酸盐水泥两种混凝土,对比分析了聚丙烯纤维及粉煤灰在碱矿渣混凝土和在普通硅酸盐混凝土中的不同收缩效果,结果表明:碱矿渣混凝土较普硅水泥混凝土的收缩率大;并且收缩率随纤维掺量的增加而减小;纤维与粉煤灰均可以显著降低碱矿渣水泥混凝土及普硅水泥混凝土不同龄期的收缩率;纤维与粉煤灰复合使用时收缩率较碱矿渣混凝土空白样降低31%。     

碱激发矿渣陶粒混凝土砌块高温后力学性能

为研究碱激发矿渣陶粒混凝土砌块高温后力学性能,完成了MU10和MU20两个强度等级常温下及历经400、600、700、800、900、1 000、1 100℃高温后各24个碱激发矿渣陶粒混凝土砌块抗压试验.发现MU10和MU20砌块高温后抗压强度在20～1 100℃间随历经温度的升高而线性降低.基于试验结果,建立了高温后碱激发矿渣陶粒混凝土砌块抗压强度随历经温度而变化的计算公式.     

纤维碱矿渣混凝土抗氯离子渗透性能研究

制备碱矿渣和普通硅酸盐水泥两种系列的混凝土,对比分析聚丙烯纤维及粉煤灰对这两种体系混凝土渗透性能的影响规律,结果表明:随着龄期的延长,氯离子渗透系数均呈降低的趋势,单掺纤维或粉煤灰并不能提高碱矿渣混凝土的抗氯离子渗透能力;粉煤灰与纤维复掺后,碱矿渣混凝土的抗氯离子渗透能力仍低于纯碱矿渣混凝土,即二者复掺亦不能提高碱矿渣混凝土的抗氯离子渗透能力。     

铁尾矿粉对碱矿渣泡沫混凝土力学性能的影响

为了研究铁尾矿粉对碱矿渣泡沫混凝土力学性能的影响,用掺入了铁尾矿粉的碱矿渣泡沫混凝土制成100 mm×100 mm×100 mm的立方体试块,分别将混凝土试块养护3、7、28 d后,测试其抗压强度。结果表明：随着铁尾矿粉碱矿渣泡沫混凝土表观密度的增加,其抗压强度不断增大;当铁尾矿粉的掺量从10%增加到30%时,碱矿渣泡沫混凝土的抗压强度逐渐增大;当铁尾矿粉的掺量从30%增加到50%时,碱矿渣泡沫混凝土的抗压强度逐渐减小,且强度损失较明显,随着铁尾矿粉细度的提高,碱矿渣泡沫混凝土的强度逐渐增大。     

粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土力学性能与微观结构

为考察不同配合比对地聚物混凝土性能的影响,开展了粉煤灰与矿渣比例、水玻璃模数以及水玻璃掺量(质量分数)对其宏观力学性能影响的实验研究,并从微观层次扫描电子显微镜(SEM)、能量弥散X射线分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)以及压汞实验(MIP)对微观结构进行研究.结果表明:养护龄期的增加,...     

纤维对超高性能混凝土力学性能及微观结构影响研究

将玄武岩纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维按照不同掺量（0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%）分别掺入水胶比为0.18的超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）中,研究不同纤维和掺量对UHPC抗压强度和抗折强度的影响。优选出单掺玄武岩纤维、玻璃纤维以及聚丙烯纤维力学性能最佳的掺量;测定玄武岩纤维、玻璃纤维以及聚丙烯纤维最佳掺量下UHPC孔隙结构,并通过SEM表征其微观结构,探究不同种类纤维对UHPC力学性能影响的机理。试验结果表明,玄武岩纤维和玻璃纤维掺量为0.4%,聚丙烯纤维掺量为0.2%时,UHPC基本力学性能达到最优。压汞试验结果表明,纤维的掺入能够有效降低孔隙及裂缝的数量,提高无害孔和少害孔的数量,并细化大孔径促使有害孔和多害孔往少害孔和无害孔转变。SEM试验结果显示：纤维的加入能够减少裂缝和细化孔径,使试件内部更加致密;同时均匀分布的纤维在试件内部构成网状结构,当承受荷载时,纤维对荷载进行分散,使得裂缝发展需要消耗更多的能量。     

碱激发赤泥-矿渣地质聚合物制备及力学性能研究

采用氢氧化钠和水玻璃复合碱激发剂对赤泥-矿渣进行活性激发制备地质聚合物,研究了矿渣的掺量、激发剂模数及固含量对赤泥-矿渣地质聚合物力学性能的影响,并对地质聚合物的产物及微观结构进行了分析。结果表明:当矿渣掺量低于50%时,随着矿渣掺量的增加地质聚合物的抗压强度逐渐增大。但当矿渣掺量过高时,地质聚合物的抗压强度反而会下降,矿渣掺量为70%的地质聚合物28d抗压强度与矿渣掺量为50%时相比下降了6.75%。赤泥-矿渣地质聚合物在水化反应过程中逐渐生成新的蜂窝状和片层状的无定形态凝胶相结构,且通过能谱分析得出该凝胶相结构为N-A-S-H凝胶和C-A-S-H凝胶组成的混合体。     

矿渣聚丙烯纤维混凝土的抗压性能

为研究矿渣聚丙烯纤维混凝土的抗压性能,采用Φ101.6 mm×203.2 mm圆柱型试样,应用LVDT计算机自动数据传输采集系统测试了矿渣聚丙烯纤维混凝土试样的轴心抗压强度、弹性模量和泊松比,进行了SEM电镜扫描分析.结果表明,聚丙烯纤维降低了混凝土抗压强度和弹性模量,增加了泊松比;然而,矿渣提高了混凝土的抗压强度和弹性模量;聚羧酸系超塑化剂与水泥的相容性较好;聚丙烯纤维、矿渣和聚羧酸系超塑化剂的复合效应明显.基于实验数据提出弹性模量和抗压强度之间的关系式Ec=5 103(∮)c'0.4333,经误差分析,适用于矿渣聚丙烯纤维混凝土.电镜扫描测试分析表明,配比不同的混凝土产生了不同形状和性能的水化物,对混凝土宏观抗压强度影响显著.     

不同种类的秸秆纤维对碱矿渣-粉煤灰水泥基材力学性能及抗冻性能的影响

本文通过正交设计实验确定碱矿渣-粉煤灰水泥中矿渣、粉煤灰、碱激发剂、水灰比的最佳配比,28 d抗压强度为63.0 MPa;研究不同秸秆(玉米秸秆、芦苇秸秆)纤维对碱矿渣-粉煤灰水泥基材力学性能及抗冻性能的影响规律,不同掺量的秸秆纤维对碱矿渣-粉煤灰水泥基材初凝和终凝时间的影响.结果表明,随着秸秆纤维掺量的增加,掺玉米秸...     

矿渣聚丙烯纤维混凝土抗弯疲劳性能

为了研究聚丙烯纤维和磨细粒化高炉矿渣（GGBFS）在不同应力水平和频率下对混凝土抗弯疲劳性能的影响,将4个配比的聚丙烯纤维和5个配比的矿渣分别掺入混凝土中,当应力水平为0.49、0.59、0.69,频率为20 Hz时以及应力水平为0.59,频率为30、40、50、60 Hz时测试抗弯疲劳极限强度和疲劳寿命.研究表明：累积抗弯疲劳强度能够更准确地评价混凝土抗弯疲劳性能;聚丙烯纤维可以提高混凝土累积抗弯疲劳强度和抗疲劳寿命;矿渣及其水化物使得混凝土结构密实,改善了界面过渡区（ITZ）的结构,可以提高混凝土抗弯疲劳性能;抗弯疲劳性能随着应力水平提高而下降,S N数学模型可以用于预测20 Hz频率动疲劳荷载下的矿渣聚丙烯纤维混凝土工程寿命;在一定的应力水平下,测试频率越高,抗弯疲劳性能越差,f N数学模型可以用于预测变频率动疲劳荷载下的矿渣聚丙烯纤维混凝土工程寿命.     

碱矿渣陶粒混凝土基本性能试验研究

为了解决碱矿渣胶凝材料收缩过大限制其应用的问题,将陶粒和陶砂掺入碱矿渣胶凝材料中形成碱矿渣陶粒混凝土.完成了252个碱矿渣陶粒混凝土试件的试验,考虑了水灰比、砂率、粉煤灰质量分数、水玻璃模数、氧化钠质量分数等关键参数对碱矿渣陶粒混凝土抗压强度和干缩率的影响.试验结果表明,碱矿渣陶粒混凝土的28d边长为100 mm立方体的抗压强度为45~55 MPa,碱矿渣陶粒混凝土的28 d干燥收缩率为1.8×10~(-4)~4.4×10~(-4).当水灰比、粉煤灰质量分数、水玻璃模数、氧化钠质量分数增大时,抗压强度减小,干缩率增大;砂率增大时,抗压强度增大,干缩率减小.     

矿渣微粉再生骨料混凝土力学性能试验研究

以矿渣微粉等量取代水泥和使用再生粗骨料等质量取代天然粗骨料2个因素作为变量,利用均匀设计法设计16组试验方案,配制强度等级为C35的再生混凝土,对其抗压强度和工作性能进行试验,研究不同配方下再生骨料混凝土性能的影响规律,找出满足工程技术要求的最佳再生混凝土配合比。研究认为水胶比为0.4,水泥标号为P.O 42.5,矿渣微粉掺量为50%,废混凝土取代率为100%时,再生骨料混凝土实测28 d的强度为40.0 MPa,60 d的强度为42.1 MPa。     

基于人工神经网络的碱矿渣混凝土强度预测

强度是混凝土的重要性能指标,碱矿渣混凝土的强度不仅与水胶比有关,还与碱激发剂相关,故而传统的硅酸盐水泥混凝土强度预测模型不适用于碱矿渣混凝土。为了能够精准预测碱矿渣混凝土的强度,减少试验次数,节约试验资源,将改进BP算法及主成分分析法(PCA)运用于人工神经网络模型,结果显示：相对于T-BP网络模型,基于碱矿渣混凝土构建的PCA-BP神经网络强度预测模型的训练速度更快、训练误差更小、精准度更高,平均相对误差只有3.81%,能够达到理想的预测效果,为有效预测碱矿渣混凝土强度提供了新的途径。     

论碱矿渣水泥及混凝土的缓凝问题及缓凝方法

本文分析了缓凝问题对碱矿渣水泥及混凝土应用的影响；讨论了碱矿渣水泥的凝结特点及现有缓凝措施的适用性，认为捅用有效的缓凝剂才是解决该胶凝材料系统易于出现速凝现象的根本途径；有效缓凝剂作用机理及新型复合缓凝剂的研究仍是碱矿渣水泥及混凝土研究领域的重要课题。     

碱-偏高岭土-矿渣水合陶瓷力学性能研究

研究了水热条件、粒化高炉矿渣掺量对碱-偏高岭土-矿渣水合陶瓷（alkali—activated metakaolin slag hydroceramic，AKSHC）力学性能和孔结构的影响；测定了当矿渣掺量为20％时，AKSHC基材的耐酸性和耐水性，研究了高碱废液掺量和水灰比对其固化体力学性能的影响。结果表明：一定范围内，矿渣能有效改善AKSHC基材力学性能；矿渣掺量增加，AKSHC基材孔体积逐渐增大，孔集中分布在15～90nm的范围内；AKSHC20固化体强度随高碱废液加入量增加、水灰比减小而提高。     

矿渣聚丙烯纤维混凝土超声波脉冲速率预测模型

将不同掺量的聚丙烯纤维、矿渣、聚羧酸系超塑化剂掺入混凝土中,在测试和分析超声波脉冲速率的基础上,假设混凝土是由空白混凝土、聚丙烯纤维、矿渣组成的复合材料,建立超声波脉冲速率的预测模型,利用超声波脉冲速率与抗压强度之间的关系,进一步预测混凝土抗压强度.结果表明,超声波脉冲速率随着聚丙烯纤维掺量增加而降低,随着矿渣含量的增加而增大,聚羧酸系超塑化剂掺量对超声波脉冲速率影响不大;相对误差分析结果表明,所建立的超声波脉冲速率预测模型是可靠的,利用超声波速率与抗压强度之间的关系,可用于实际工程中矿渣聚丙烯纤维混凝土的无损检测和强度预测.     

碱矿渣混凝土配合比参数选择与设计方法

通过系统研究各配制参数（如：碱组分、水胶比、胶凝材料用量等）对碱矿渣混凝土28 d抗压强度的影响,深入分析了28 d抗压强度分布规律与方差间的关系。结果表明：碱矿渣混凝土28 d抗压强度符合正态分布,且与水胶比呈明显反比关系。在此基础上,提出了适用于碱矿渣混凝土的回归方程,确定了公式中回归系数α_a和α_b分别为0.796和0.897,得出了碱矿渣混凝土配合比参数选择与设计的具体方法。     

碱激发矿渣混凝土空心砌块砌体抗压强度试验

为考察碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块(alkali-activated slag ceramsite concrete hollow block,简称AASCHB)砌体的轴心受压性能,完成了由强度等级为MU7.5、MU10、MU15的AASCHB和强度等级为Mb20、Mb25、Mb30的碱激发矿渣陶砂砂浆(alkali-activated slag mortar with pottery sand,简称AASM)砌筑的36个砌块砌体试件的轴心受压试验.试验结果表明:AASCHB砌体的抗压强度随AASCHB抗压强度的增大而增大;而AASM抗压强度对砌体抗压强度的影响相对复杂.用AASCHB和AASM砌筑的砌块砌体轴心抗压强度试验值普遍低于按GB 50003—2011《砌体结构设计规范》砌体轴心抗压强度计算公式的预估值.在《砌体结构设计规范》砌体轴心抗压强度计算公式的基础上,通过引入AASM特性系数,调整砂浆强度影响修正系数,建立了以AASCHB抗压强度和AASM抗压强度为关键参数的这类新型砌块砌体的轴心抗压强度计算公式.     

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.