低品质粉煤灰复合胶凝材料在混凝土中的应用研究

采用由改性低品质粉煤灰制备的复合胶凝材料配制混凝土,与普通硅酸盐水泥对比研究其对混凝土新拌性能、力学性能和耐久性能的影响。结果表明,粉煤灰复合胶凝材料混凝土具有更好的流动性能,良好的早期及后期力学性能,同时粉煤灰复合胶凝材料混凝土具有与普通硅酸盐水泥混凝土相当的早期抗裂、抗冻、抗氯离子渗透和抗硫酸盐性能,可满足工程应用需求。     

纤维和粉煤灰对改性橡胶粉水泥基复合材料性能的影响

采用不同的方法对废旧橡胶粉进行表面改性,将其按适宜比例掺入水泥砂浆,复掺一定量粉煤灰,并采用纤维进行增强,制备了性能优异的水泥基复合材料,探讨了界面改性剂在砂浆中的作用机理,分析了废胶粉改性工艺及废胶粉、粉煤灰和纤维掺量对砂浆性能的影响,提出了一种经橡胶、纤维和粉煤灰改性的水泥基复合材料的理论结构模型.结果表明,对废旧橡胶颗粒进行表面改性后,可以在一定程度上提高砂浆的力学性能,纤维、废胶粉及粉煤灰的复合作用使得砂浆的性能有较大地改善,尤其是水泥砂浆的韧性显著增加,干收缩程度减小.     

纳米SiO2+钢纤维协同改性橡胶混凝土试验研究

针对橡胶混凝土力学性能不高的问题,提出用纳米SiO2和钢纤维对橡胶混凝土进行协同改性,并通过电子扫描显微镜和X射线衍射分析仪对协同改性后的橡胶混凝土微观结构进行表征,分析了改性橡胶混凝土的力学性能.结果表明,掺入纳米SiO2后,有效减少了橡胶混凝土的微缺陷和空隙,优化了钢纤维和混凝土基体的界面粘结性能,增强了橡胶混凝土...     

改性橡胶混凝土在复合盐冻融循环-风沙冲蚀作用下损伤研究

使用15％(质量分数)NaOH溶液对橡胶颗粒浸泡改性处理,研究普通混凝土、未改性橡胶混凝土和改性橡胶混凝土力学性能变化,采用模拟风沙环境侵蚀实验系统对复合盐冻融循环后的混凝土试件进行冲蚀试验,探究改性橡胶混凝土在复合盐冻融循环-风沙冲蚀作用下的损伤机理.结果表明:15％(质量分数)NaOH溶液改性橡胶混凝土较未改性橡胶混凝土强度提高,弹性模量进一步降低,韧性有所提高;改性橡胶混凝土在抗风沙冲蚀性能方面仍表现出脆性材料特性;80目(0.18 mm)橡胶混凝土抗复合盐冻融循环性能最优,10目(2.00 mm)橡胶混凝土抗风沙冲蚀性能最佳,NaOH溶液对不同粒径橡胶混凝土不同性能的改性作用也不同;改性橡胶混凝土对抗复合盐冻融循环性能和抗冲蚀性能均有一定的改善作用,通过微观形貌分析其主要原因为改性橡胶颗粒与混凝土基体粘结作用更强,弹性变形更大.     

高阻抗高抗渗混凝土及其微结构特征

采用正交设计方法研究了矿物掺合料(粉煤灰和矿渣微粉)、轻集料(页岩陶砂)和聚合物(聚乙烯醇可再分散性乳胶粉)复合使用对混凝土电阻率和抗氯离子渗透性能的影响,上述材料对混凝土电阻率的影响效果由大到小的顺序依次为:聚合物、矿物掺合料、轻集料,对抗氯离子渗透性能的影响效果由大到小的顺序依次为:轻集料、矿物掺合料、聚合物。当矿物掺合料取代30%的水泥(质量分数),且其中粉煤灰和矿渣微粉质量比为3:7,轻集料取代河砂的体积率为30%,聚合物掺量为胶凝材料总质量的1.5%时,混凝土具有最佳的高阻抗和高抗渗特性。3种功能材料复掺明显提高了混凝土密实程度,优化了混凝土的界面过渡区,并且聚合物在水泥石和集料界面能够成膜,从而使得混凝土具有高阻抗和高抗渗的特性。     

PET纤维格栅/钢纤维增强水泥基复合材料混杂效应研究

将连续PET纤维格栅与短切钢纤维混掺制备混杂纤维增强水泥基复合材料,其抗压强度高达147.7MPa、抗折强度高达52.6MPa。研究各纤维掺量对混凝土抗压性能及抗折性能影响,表征基体材料与纤维界面微观结构,并分析PET纤维格栅及钢纤维混杂效应。结果表明:钢纤维与PET纤维格栅对水泥基复合材料抗折性能都有增强作用,但钢纤维在抗折性能上发挥了主要作用,导致抗折性能混杂效应并不明显;对于抗压性能,PET纤维格栅对其强度增长有弊,但钢纤维的增强效应弥补了PET纤维格栅的负作用。     

混杂纤维增强高强混凝土性能研究

为研究钢纤维、聚乙烯醇纤维混杂比例对高强混凝土性能的影响,通过合理设计坍落度试验、力学强度试验、收缩试验、抗裂试验、抗氯离子侵蚀试验,对比评价了纤维混杂比例对高强混凝土工作性、抗折强度、收缩性、抗裂性能以及氯离子渗透系数的影响。结果表明,钢纤维和聚乙烯醇纤维降低了新拌混合物的工作性。与单掺纤维相比,混杂纤维对高强混凝土力学性能改善效果不明显,但可明显改善混凝土抗裂性能,开裂面积抑制率最大为95.8%,同时能使高强混凝土收缩率和氯离子分别降低27.7%和66.5%,明显提高高强混凝土的耐久性能。通过扫描电镜试验分析探讨了纤维增强混凝土的作用机理,结果表明混杂纤维对基体内部结构的改善实现了对混凝土宏观性能的提升,最终推荐采用0.75%(体积分数)钢纤维和0.25%(体积分数)聚乙烯醇纤维。     

废瓷砖再生骨料对砂浆及砼性能的影响

利用废弃瓷砖制备再生粗、细骨料以取代天然砂石,研究了废瓷砖再生骨料对砂浆、混凝土性能的影响;并通过劈裂实验及抗折实验,对比分析了再生骨料、天然碎石与水泥石的界面粘结性能.结果表明:在相同配比条件下,与天然砂石集料相比,废瓷砖再生骨料有利于提高砂浆、混凝土的强度,减小干缩率,但会导致工作性变差.在相同龄期条件下,不同类型骨料-水泥石的界面粘结强度均随水灰比的降低而增大.在相同水灰比条件下,废瓷砖再生骨料-水泥石界面28 d劈裂强度、抗折强度均较碎石-水泥石界面的要大,表明再生骨料-水泥石界面粘结性能更好.     

碳纤维与胶乳液协同作用对固井水泥浆力学性能的影响

为提高水泥石在井下抵抗外部载荷破坏的能力,需要对油井水泥材料增强增韧,碳纤维和胶乳液是油井水泥常用的改性材料.为研究碳纤维与胶乳液协同作用对水泥浆力学性能的影响,通过在水泥浆中加入不同配比的碳纤维和胶乳液,测试了水泥浆常规性能和力学性能,并使用扫描电镜对水泥石的微观结构进行观察.试验表明,相比较单掺碳纤维和单掺胶乳液的水泥石,两种材料协同作用水泥石力学性能提高.在0.2％碳纤维和1％胶乳液加量协同作用下的水泥石抗压强度、抗折强度、抗冲击强度分别为35.44 MPa、11.15 MPa、2.08 kJ/m2,弹性模量达到5.8 GPa.通过扫描电镜观察可以发现,胶乳的网状结构和碳纤维的桥接作用综合提高水泥石性能,有效的控制了水泥石微裂隙的发展,从而提高水泥石的力学性能.     

玄武岩-钢纤维页岩陶粒混凝土力学性能实验研究

轻质混凝土因在保温隔热性能、抗震性能和抗渗性能方面的良好表现，在建筑施工中得到了广泛的应用。基于此，制备了页岩陶粒轻质混凝土试样，并添加了玄武岩纤维和钢纤维改善其力学性能，利用室内试验方法测试了16组不同纤维掺量混凝土的表观密度、单轴抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度，分析了页岩陶粒混凝土力学性能随纤维掺量的变化规律，给出了页岩陶粒混凝土力学性能最佳的混杂纤维掺量。研究结果表明：页岩陶粒混凝土的干表观密度随玄武岩纤维和钢纤维掺量的增大而增大，且玄武岩纤维小于钢纤维；当玄武岩和钢纤维总体积掺量在1.6%附近时，混杂纤维页岩陶粒混凝土显示出了比素混凝土更为良好的抗压强度、抗拉强度和抗折强度；由于相同条件下钢纤维对页岩陶粒混凝土力学性能的改善效果要略优于玄武岩纤维，因此在保持混杂纤维总体积掺量不变的前提下，建议钢纤维的体积掺量应略大于玄武岩纤维。     

橡胶再生剂与相容剂并用在废轮胎胶粉增韧废PP复合材料中的应用研究

进行了橡胶再生剂与相容剂并用在废轮胎胶粉(GRT)增韧废PP复合材料中的应用研究.结果表明,采用橡胶再生剂De-link/相容剂CA并用改性GRT/废PP复合材料的冲击强度可达22.6KJ@m-2,比简单GRT/废PP共混体系提高了2.4倍,比废PP体系提高了2倍;拉伸强度则比简单GRT/废PP共混体系提高了30%,为废PP体系的87%;再生剂通过改变胶粉的交联度来提高复合材料的韧性,相容剂主要通过改善界面性能和提高相容性来提高复合材料的力学性能.     

DZF-1防漏增韧水泥浆体系研究与应用

针对大庆油田低压易漏井固井及油井后期射孔、压裂等增产措施造成的水泥环脆裂问题，研发了DZF-1防漏增韧水泥浆体系，应用聚能射孔模拟试验方法研究分析了水泥石各种力学性能（抗折强度、抗冲击功、弹性模量），阐述了纤维材料对提高水泥石韧性和防漏作用机理。现场试验表明，DZF-1防漏增韧水泥浆体系具有良好的防漏堵漏、增韧和抗冲击作用，水泥浆各项性能满足了固井施工的技术要求。     

纤维对机制砂混凝土性能的影响研究

文章通过对镀铜钢纤维、石粉纤维的改性试验，综合判断纤维添加至机制砂后制成的混凝土材料性能变化。钢纤维试验结果表明：采用13mm和20mm两种钢纤维各取1%的配比方案，能有效地提高混凝土的抗压强度和抗拉强度，减少试件出现裂缝、形变等质量病害；石粉纤维改性试验结果表明：应有效控制石粉含量，保持机制砂内部的流动性，石粉含量最大值取15%，纤维掺杂最佳选用硫酸钙晶须（c类纤维）。因此，合理利用纤维，可有效改善混凝土的抗压、抗拉等各项性能。     

橡胶改性及其对橡胶水泥基质材料性能的影响

本文基于提高橡胶-水泥基质材料的力学性质的目的,对橡胶进行磺化-脲化改性.采用水接触角、红外光谱、粘接强度、抗压抗冲击强度等微观宏观测试技术考查了橡胶改性对橡胶水泥基质材料性能的影响.结果表明:橡胶氧化-脲化改性后,在橡胶表面引入了大量羰基、酰胺基等极性亲水性基团,使橡胶表面的浸润类型由憎水性质变为了亲水性质,大大增加了橡胶与水泥基体的界面相互作用,使橡胶与水泥浆体的粘接强度提高了33.4%.橡胶改性对减缓橡胶水泥基质材料的抗压强度降低有确定的效果,但是这种效果在橡胶水泥混凝土中比在水泥砂浆中更突出.橡胶掺量为细集料的30%或以下时,氧化-脲化改性的橡胶混凝土的抗压强度能够达到30 MPa以上,可以满足中等强度混凝土的要求.     

橡胶再生剂De-link在废轮胎胶粉增韧废PP复合材料中的应用研究

为了改善废轮胎胶粉（GRT）增韧废PP复合材料的力学性能,用橡胶再生剂De-link对废胶粉进行改性再生。结果表明,加入3份再生剂De-link,可使废PP／GRT复合材料的冲击强度和拉伸强度有很大的提高;复合材料的冲击断面扫描电镜分析显示,经再生剂改性后复合材料的分散相尺寸明显减小,相容性显提高。     

抽水蓄能电站高性能抗裂面板混凝土力学性能试验研究

为了提升抽水蓄能电站抗裂面板混凝土的综合性能，设计了不同配合比下高性能抗裂面板混凝土的力学性能试验。结果表明：水胶比对抗裂混凝土强度、耐久性和极限拉伸变形有重要影响；水胶比设计为0.33,硅粉和聚丙烯纤维对面板混凝土的强度和抗拉特性有明显的提升作用，而膨胀剂和聚丙烯纤维可以对混凝土干缩变形、自身体积变形以及裂缝的产生起到很好的抑制作用；综合考虑混凝土的各项力学性能以及单位线性变化量，得到高性能抗裂面板混凝土的最佳配合比方案为：水胶比0.33,粉煤灰、硅灰、膨胀剂、纤维掺量分别为60 kg/m³、20 kg/m³、21 kg/m³和0.6 kg/m³。     

新型混凝土表面防护材料的研究

以纳米SiO2、硅灰、粉煤灰作为矿物掺和料对水泥基材料进行改性,形成混凝土表面防护层.利用RCM法测定氯离子扩散系数,并通过SEM、XRD、DSC等手段研究改性水泥基材料的水化产物组成及微观结构,分析改善机理.结果表明:混凝土表面砂浆防护层能将混凝土抗氯离子侵蚀能力提升56.75％,并且这种提升效果随着粉煤灰、硅灰、纳米SiO2的掺入更加明显,且其提升能力依次增加;粉煤灰依靠其微集料效应及填充效应,增强了水泥石的密实程度;纳米SiO2、硅灰依靠其火山灰活性促进水泥的水化并产生二次水化,进而提升抗氯离子侵蚀能力.研究结果说明了利用无机矿物掺合料对水泥基材料进行改性形成防护层可明显提升混凝土的抗氯离子侵蚀能力,为进一步研究无机混凝土表面防护体系提供了研究基础.     

水平定向钢纤维混凝土的制备与力学性能

钢纤维混凝土(SFRC)中钢纤维方向对其力学性能有显著影响，楼板、地坪、路面等工程中，竖直方向的钢纤维有害无益，钢纤维水平随机分布最为有利。为改善钢纤维混凝土结构的力学性能，提高钢纤维的增强效率，通过旋转磁场对基体中的钢纤维进行调控定向，制备出水平定向钢纤维混凝土(2D-SFRC)。测试比较了2D-SFRC和随机乱向钢纤维混凝土(RD-SFRC)的劈拉性能、棱柱体试件和圆板试件的弯曲性能，同时利用断面纤维分布特征和声发射技术揭示了水平定向钢纤维的增强机理。结果表明，与RD-SFRC相比，2D-SFRC的各项力学性能显著提升。钢纤维分布统计和声发射分析表明，2D-SFRC力学性能提高的主要原因是，断面纤维数量增加、纤维方向有效系数提高。水平定向钢纤维混凝土具有高性能和低成本的特点，对于提高工程质量、节约材料具有重要意义。     

钢纤维与仿钢纤维增强混凝土性能研究

本文通过在混凝土中掺加不同种类、不同掺量的钢纤维和仿钢纤维,研究其对混凝土的工作性能、抗压强度、抗折强度及抗裂性能的影响。研究表明：钢纤维和仿钢纤维均可以显著提高混凝土的抗折强度,使混凝土在受到力学破坏后的试件形态完整度更好,并且在混凝土受力变形后起到的桥接作用,混凝土没有出现完全的断裂和折断。纤维混凝土综合力学性能优异顺序为：端钩型钢纤维>粗合成仿钢纤维>铣削型钢纤维>竹节型仿钢纤维,在应用中应综合考虑,选择合适的纤维种类。     

钢纤维高强水泥基复合材料的界面效应及其疲劳特性的研究

通过综合分析提出，钢纤维与水泥基体、集料与水泥浆的界面层不仅可以改善和强化，而且经有效地调整界面区的组成和结构，界面层及其薄弱特征完全能够消失，并且还有丙强化的可能，再强化程度则与界面区组成结构密切相关，这是扩大纤维效应范围、强化空间随机叠加、配制高性能水泥基复合材料的理论基础，本工作还研究了界面效应与高强混凝土，钢纤维高强水泥基复合材料在反复荷载作用下疲劳特性的关系，实验结果表明，因钢纤维与硅灰