粉煤灰基地聚物混凝土抗压强度及吸水率研究

采用L_(16)(4~3)田口方法设计试验,研究了水泥掺量、NaOH溶液浓度、养护温度3个因素对高钙粉煤灰基地聚物混凝土抗压强度及吸水率的影响,并对试验中各因素水平的信噪比及均值进行了分析。结果表明,当水泥掺量为20%,NaOH溶液浓度为14 mol/L,养护温度为70℃时,地聚物混凝土的抗压强度为64.21 MPa,吸水率为3.03%,此时综合性能较优;方差分析结果表明,水泥掺量对地聚物混凝土抗压强度和吸水率的影响最大,其贡献率分别为45.48%和46.42%。     

粉煤灰掺量对煤矸石骨料混凝土性能影响研究

为探讨粉煤灰作为矿物掺合料对煤矸石骨料混凝土性能的影响,在制备煤矸石骨料混凝土试件时,掺入0%、15%、25%、35%、50%的粉煤灰来取代等量的水泥,进行抗压强度、碳化性能及干燥收缩性能试验研究。结果表明,煤矸石混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量的增加而有所降低,且均低于未掺粉煤灰时的混凝土抗压强度,但当掺量为15%时,煤矸石混凝土的90 d抗压强度超过同龄期未掺粉煤灰时的混凝土强度;当粉煤灰掺量不超过35%时,对煤矸石混凝土的碳化性能影响不大,粉煤灰掺量达到50%时,煤矸石混凝土的抗碳化能力降低明显;随粉煤灰掺量的增加,煤矸石骨料混凝土的干燥收缩性能得到改善,50%粉煤灰掺量时干燥收缩率最小。试验表明,适量掺入粉煤灰能改善煤矸石骨料混凝土的后期强度及干燥收缩性能,且对碳化性能影响不大,这为煤矸石骨料混凝土掺粉煤灰的应用提供了试验依据。     

不同因素对碳纤维混凝土导电特性影响研究

通过对不同碳纤维体积掺量、电极板类型、配合比、输入电压、硅灰等条件下,碳纤维混凝土导电特性的研究,探究其在不同因素下导电特性规律,得到:不锈钢较钢丝网作为电极导电效果好;电阻率随着碳纤维体积掺量的增加逐渐减小,且体积掺量为0.6%时为其阈值;对比配合比水泥:砂子:石子=1:1:1与1:1:2,得到石子在碳纤维混凝土中阻碍导电回路的形成,即石子用量越多,电阻率越大;交流电较直流电导电效果更加(更佳);硅灰的加入使导电性能增加。     

武汉地区粉煤灰和膨润土双掺合剂水泥土性能改良试验研究

近年来,水泥土被广泛应用于土体加固工程,其强度与加固效果密切相关。为研究膨润土和粉煤灰掺量对水泥土性能的影响,对25组不同膨润土和粉煤灰掺量的水泥土进行基本力学性能试验。通过抗压强度试验,发现当粉煤灰和膨润土掺量分别为40%和11%时,28 d的水泥土抗压强度最大,为7.30 MPa;当粉煤灰和膨润土掺量分别为20%和7%时,90 d的水泥土抗压强度最大,为7.19 MPa。通过室内直接剪切试验,发现当粉煤灰和膨润土掺量分别为20%和11%时,28 d的水泥土抗剪强度参数粘聚力c最大,为1144.8 kPa;当粉煤灰和膨润土掺量分别为30%和5%时,90 d的水泥土抗剪强度参数粘聚力c最大,为1753.71 kPa。研究成果可以为武汉地区的粉煤灰和膨润土双掺合剂改良水泥土的现场施工提供参考依据。     

矿渣掺量对偏高岭土碱激发过程和产物性能的影响

为改善偏高岭土基地聚物的性能,在偏高跨土中加入不同掺量的矿渣(10%～50%),分析不同矿渣掺量对地聚物碱激发反应放热量、抗压强度和孔径结构的影响结果表明:偏高岭土中加入矿渣后,有利于碱激发反应的充分进行和地聚物抗压强度、致密度的提高随着矿渣掺量的增加,碱激发反应速率提高,总放热量增大,生成地聚物的抗压强度提高,地聚物孔隙率显著减小,且孔径分布逐渐向微孔方向移动.当矿渣掺量为50%时,80℃养护3d和7d抗压强分别达到73.4MPa和74.4MPa,3d龄期试块的孔隙率仅为446%,孔径尺寸小于20nm.     

掺钙铬酸镧-氧化物复合材料的导电性能研究

基于通用有效介质方程,建立掺钙铬酸镧-氧化物复合材料的电导率模型,研究服役温度、掺钙量、环境气氛和氧化物类型对电导率的影响。结果表明,掺钙LaCrO3-ZrO₂中ZrO₂的临界体积分数为10%,临界指数为1.71; 掺钙LaCrO₃-Al₂O₃中Al₂O₃的临界体积分数为15%,临界指数为1.74。当氧化物体积分数小于临界体积分数时,复合材料电导率随温度升高而逐渐减小; 当氧化物体积分数远大于临界体积分数时,复合材料电导率随温度升高而急剧增大。复合材料电导率随掺钙量增加而逐渐提高,较低温度下氢气气氛中复合材料电导率明显低于在空气气氛中的电导率。掺钙铬酸镧中分别添加ZrO₂和Al₂O₃对导电性能的影响相差不大。     

外掺料对石膏基复合材料力学性能的影响

固体废弃物石膏的再利用和高强高性能石膏材料的开发一直是国内外学者研究的热点。以脱硫建筑石膏、水泥和矿渣为主要原料,掺加化学外加剂、化工废石膏和硫酸钙晶须,制备出石膏-水泥-矿渣复合材料。研究聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂、化工废石膏和硫酸钙晶须的掺量对该复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂在石膏基复合材料中的最佳掺量分别为1.0%和0.08%。当煅烧化工废石膏掺量为12%时,石膏基复合材料的7 d抗折和抗压强度分别为3.7 MPa和12.0 MPa,其中抗压强度比空白样还高了0.1 MPa。当硫酸钙晶须的掺量增加到3%时,掺有煅烧化工废石膏的石膏基复合材料的28 d抗折强度为8.2 MPa,28 d抗压强度为31.5 MPa,其值和未掺化工废石膏和硫酸钙晶须试样的力学性能相当。      

高强度低黏度注浆材料配比试验研究

为满足微裂隙岩体注浆加固要求,需研究一种强度高、黏度低的高性能注浆材料。选用超细水泥、硅粉、超细粉煤灰、聚羧酸系减水剂为原料,结合单因素试验和正交试验,对浆液进行改性。试验结果表明：在水泥中掺加4%～12%的硅粉,浆液的结石体强度可以提高8%～34%|用超细粉煤灰替代一定量的水泥,可以降低浆液的黏度,当粉煤灰替代量超过20%后,浆液黏度不再降低,达到作用极限值|聚羧酸系减水剂对于降低水泥浆液的黏度有着显著效果,掺加0.1%～0.5%的减水剂,浆液的黏度可以降低25%～90.6%,减水剂掺量越高,浆液析水率越大,浆液越不稳定|当水灰比为0.8、硅粉掺量为10%、粉煤灰代替量为20%、减水剂掺量为0.3%时配置的浆液性能最优,新型浆液结石体28d抗压强度为22.98MPa,比纯水泥浆液结石体的抗压强度提高13.6%,黏度为21.83s,比纯水泥浆液黏度降低89%。     

碳纤维粉煤灰陶粒混凝土抗压龄期强度试验研究

为了研究不同碳纤维掺量对于粉煤灰陶粒混凝土立方体抗压龄期强度的影响,设计了碳纤维掺量分别为0%、0.5%、0.8%、1.0%四组试块,通过对不同龄期(7 d、14 d、21d、28 d)试件的强度回归分析得出碳纤维掺量对于粉煤灰陶粒混凝土抗压强度的影响以及各龄期相对抗压强度和龄期的关系。在工程实践中,可以通过7 d早期强度较为准确地预测28d抗压强度。     

基于正交试验分析影响泡沫玻璃性能的主要因素

材料配比和烧制工艺均会对泡沫玻璃的性能产生较大影响。以碳酸钠掺量、粉煤灰掺量、发泡温度和发泡时间为主要因素,设计4因素3水平的正交试验,研究各因素对泡沫玻璃抗压强度和导热系数的影响。当粉煤灰掺量达到25%时,抗压强度显著提高;碳酸钠掺量和发泡时间分别为3%和30 min时,抗压强度达到最大;发泡温度对抗压强度的影响则不明显。当粉煤灰掺量、碳酸钠掺量、发泡时间和发泡温度分别在20%、3%、20 min和840℃时,导热系数最小。粉煤灰掺量在4个因素中对抗压强度和导热系数两个指标的影响均最显著,在设计泡沫玻璃配合比时,首先要确定合理的粉煤灰掺量。     

钢纤维掺量对水泥基材料抗压强度和弹性模量影响的试验研究

为了研究钢纤维掺量对水泥基复合材料轴心抗压强度和弹性模量的影响,进行了6组不同钢纤维体积掺量下水泥基复合材料棱柱体试件的轴心抗压强度试验。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,轴心抗压强度出现先增大后减小的趋势,当钢纤维掺量为2.0%时轴心抗压强度达到最大值,试块的轴心抗压强度随着弹性模量的增大而增大。     

改性铁尾矿微粉对中高强混凝土性能的影响研究

将不同掺量的改性铁尾矿微粉完全替代粉煤灰做矿物掺合料制备C50混凝土，并设置与铁尾矿微粉等掺量的粉煤灰组为对照，研究改性铁尾矿微粉对中高强混凝土抗压强度、工作性能和耐久性能的影响。结果表明：改性铁尾矿微粉混凝土具有较好的工作性能；抗压强度随改性铁尾矿微粉掺量的增加而降低，各组较对应的粉煤灰对照组强度略低，相差范围在3.7～4.6 MPa内，在改性铁尾矿微粉的掺量为矿物掺合料总量的30%～60%时，均满足C50混凝土的抗压强度要求。在改性铁尾矿微粉的掺量为矿物掺合料总量的40%～60%时，抗碳化性能随改性铁尾矿粉掺量的增加先增强后减弱，与粉煤灰对照组基本持平；抗渗透性能随铁尾矿粉掺量增加而减弱，但抗渗等级均能与粉煤灰对照组一致，为“非常低”;抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性能均随改性铁尾矿粉掺量增加而增强，抗硫酸盐等级可以达到KS180,抗冻等级均可达到F300,且均优于粉煤灰对照组。综合看来，改性铁尾矿微粉在其掺量为矿物掺合料总量的40%～60%时可替代粉煤灰应用于中高强混凝土中。     

碱激发粉煤灰基胶凝材料的水化过程及力学性能

为分析碱激发粉煤灰胶凝材料的力学性能,在实验室开展了不同碱激发条件下粉煤灰胶结充填体的抗压强度试验,系统分析了激发剂类型、激发剂掺量及粉煤灰掺量对充填体强度的影响规律。结果表明:当粉煤灰掺量为10%～20%时,粉煤灰基胶结充填体抗压强度均随着粉煤灰含量增加而不断增大,并且添加碱性激发剂能有效提高强度指标;添加了激发剂的粉煤灰基胶结充填体强度在各龄期段的增长速率明显高于未添加激发剂的充填体强度增长速率;粉煤灰基胶结充填体抗压强度随着激发剂掺量增加均表现出先增大后减小的趋势,并且在激发剂掺量为3%时达到最大值;此外,添加Na OH的充填体强度明显高于添加Na2Si O3的充填体抗压强度,并且对28 d抗压强度的改善效果优势更为突出;随着养护时间增加,水化反应生成的凝胶物质也逐渐增多,水化产物填充了孔隙结构从而促使充填体具有较好的承载性能。     

再生砂制备干混砌筑砂浆的试验研究

采用再生砂作为砂浆组成材料中的细骨料,掺入一定量的粉煤灰替代水泥制备干混砌筑砂浆,系统研究了粉煤灰掺量及胶砂比对其基本性能和力学性能的影响。结果表明,干混砌筑砂浆的分层度、表观密度和含气量与粉煤灰掺量及胶砂比均呈线性关系,并且其抗压强度随着胶砂比的减小而逐渐降低;当胶砂比为1∶3,且粉煤灰掺量为10%时,其后期抗压强度达到最高,相比早期增大幅度达65.9%;最后,根据再生骨料干混砌筑砂浆抗压强度与粉煤灰掺量的关系曲线回归拟合出不同胶砂比条件下砂浆的抗压强度公式,以制备M10~M30不同强度等级的干混砌筑砂浆。     

粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响

为探讨粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响,试验采用坍落度试验和流变试验综合评价膏体流变性,通过干缩变形研究其长期稳定性及对接顶性能的影响,研究了水泥、煤矸石用量及膏体浓度不变的情况下粉煤灰掺量64.2%~69.8%,膏体流变性、泌水率、抗压强度和干缩率的变化情况。结果表明:1随粉煤灰掺量的增加,膏体流变性减弱,黏聚性增强,泌水率减小。2随粉煤灰掺量的增大,不同龄期膏体抗压强度变化不同,3 d强度变化不大,在0.5 MPa左右;7 d强度呈先增后降的趋势,在66.7%掺量时最大达到2.5 MPa;14 d强度于67.8%掺量前在4 MPa上下变化,在68.9%掺量时达到6.9 MPa;28 d强度发展缓慢,与14 d变化趋势相似。7~14 d水化作用显著,强度增长量能达到28 d强度的40%~60%。3膏体的干缩量随粉煤灰用量增加而减小,与龄期近似满足对数关系。且膏体干缩量曲线160 d开始趋于平稳,干缩率不超过0.2%。     

稻壳灰玄武岩纤维混凝土抗压强度分析

为了研究稻壳灰及玄武岩纤维对混凝土抗压强度的影响，使用稻壳灰分别代替10%、20%质量的水泥，再加入体积分数分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的玄武岩纤维。研究表明：当稻壳灰质量掺量为10%时，混凝土抗压强度提高，但当稻壳灰质量掺量为20%时，混凝土强度降低；在稻壳灰混凝土中掺入玄武岩纤维体积分数为0.05%时，稻壳灰混凝土的抗压强度提高，当掺入体积分数≥0.10%时，稻壳灰混凝土抗压强度会降低10%。研究成果为提高混凝土的抗压强度提供了参考。     

基于正交试验的新型隔热砂浆掺量配比研究北大核心

以粉煤灰陶粒、玄武岩纤维、膨胀蛭石作为掺量制备了适应于矿井围岩隔热的水泥砂浆试件,通过正交试验来确定隔热砂浆中3种掺量的最优配比,并对最优配比下的隔热砂浆进行抗压强度和导热系数测定。实验结果显示:当粉煤灰陶粒掺量为96%,玄武岩纤维掺量为16%,膨胀蛭石掺量为16%时,此时试件性能最为优越。     

改性粉煤灰对镍渣基地聚合物力学性能的影响

在碱激发剂作用下制备镍渣基地聚合物,考察自制改性粉煤灰对地聚合物力学性能的影响,并结合XRD、IR和SEM等测试方法,对试块的微观结构和性能进行研究。结果表明：改性粉煤灰的掺入有利于镍渣基地聚合物力学性能的提高。当改性粉煤灰掺量为20%时效果最佳,50 ℃养护7 d时地聚合物的抗折强度和抗压强度分别比镍渣地聚合物提高了32.0%和20.2%。主要是改性粉煤灰颗粒表面含有的β-C₂S参与反应后产生更多的凝胶相,有利于改善地聚合物结构的致密性,增强与改性粉煤灰颗粒表面碱激发产物的胶结能力。同时,钙源的引入也有助于改性粉煤灰在碱溶液的溶解,提高体系反应速率。     

不同长度玄武岩纤维改性水泥性能研究

玄武岩纤维（BF）合理的长度及掺量对水泥基复合材料的工作性能及力学性能有显著影响。试验对比研究了长度为3、6、9 mm BF,当掺量为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%时,BF水泥基复合材料的流动度及抗折、抗压性能的变化,并探讨了试块在7 d、14 d热稳定性能的变化。结果表明,BF越长,掺量越高,BF水泥基复合材料流动度显著下降。与空白试块的流动度267 mm相比,掺0.8%9 mm BF水泥基材料的流动度下降至207 mm。水泥基中加入合理掺量与长度的BF时,能显著提高水泥基复合材料的抗拉、抗压强度。当长度为9 mm BF掺量小于0.4%时,BF水泥基复合材料的抗折、抗压强度综合性能最优。此外,BF水泥基复合材料在7 d和14 d具有类似的热降解行为,且14 d试块的热稳定性优于7 d试块的热稳定性。同样龄期下,与空白试块相比,BF水泥基试块的热稳定性明显提升。     

PVA和PVA纤维增强石膏基复合材料性能研究

研究了聚乙烯醇(PVA)及聚乙烯醇纤维掺量对石膏工作性能、力学性能、耐水性能、吸水性、弯曲韧性的影响。研究表明:PVA及PVA纤维会降低石膏浆体的工作性能,掺量越大,扩展度越低,凝结时间降低;石膏硬化体抗压强度略微降低,加入PVA以后,抗压强度大幅度上升,抗折强度随纤维掺量增大而增大,弯曲韧性进一步增强;PVA能有效改善石膏的吸水性能,降低吸水率。最佳掺量组合为PVA质量掺量2%,PVA纤维体积掺量1.2%。