铁尾矿砂取代天然砂对混凝土渗透性的影响

将铁尾矿逐级筛分、清洗后重新按级混合，取代部分天然砂，制备水胶比为0.45的C30级混凝土。研究了铁尾矿砂取代率的变化、砂率的变化对复合骨料混凝土抗渗性能的影响。结果表明，随着铁尾矿砂代砂率的增加，混凝土的抗渗等级先上升后下降，当铁尾矿砂取代率达到为50%时，混凝土的抗渗等级最好；随着砂率的增加，低掺量铁尾矿砂混凝土的砂率在38%～40%时取得抗渗等级最佳值，高掺量铁尾矿砂混凝土砂率为35%时抗渗等级最好。从提高尾矿的利用率和保证混凝土抗渗性能方面综合考虑，建议取掺量50%，砂率35%制备混凝土。     

引气剂和沙漠砂对混凝土性能的影响

为探究沙漠砂替代率与引气剂掺量两者对C30混凝土的影响,将沙漠砂(6种掺量)与引气剂(5种掺量)定量组合掺入混凝土中,测定其对新拌混凝土含气量、坍落度、经1 h含气量以及28 d抗压强度的影响规律。试验结果得出:沙漠砂对新拌引气混凝土含气量有一定的抑制作用,并且随着沙漠砂替代率增加,抑制作用不断增强,但对经1 h引气混凝土的含气量影响并不明显。随着引气剂掺量和沙漠砂替代率的增加,混凝土的坍落度与28 d抗压强度均呈先增大后减小的趋势,当沙漠砂替代率为40%(质量分数)、引气剂掺量为0.002%(质量分数)时,抗压强度达到最大值。合理地将引气剂与沙漠砂组合后掺入混凝土中,其工作性能与抗压强度都会有显著提升。     

无熟料胶凝材料胶砂与混凝土性能的试验研究

以矿渣、粉煤灰、钢渣、铁尾矿微粉、熟石灰、脱硫石膏等为原材料研究无熟料胶凝材料的制备及其胶砂、混凝土性能。结果表明：无熟料胶凝材料标准稠度用水量在28.5%～30.5%之间,初凝时间均大于150 min,终凝时间在200～460 min之间;不掺加水泥的无熟料胶凝材料,早期钢渣含量较高的通用胶砂抗压强度较高,其专用胶砂抗压强度也较高且56 d时可达50 MPa;掺入不超过胶凝材料5%的P·Ⅰ型硅酸盐水泥的无熟料胶凝材料,钢渣含量较低、石膏含量较高的通用和专用胶砂抗压强度都相对较高,较优组别专用胶砂抗压强度28 d可达35 MPa, 56 d达到45 MPa;选用胶砂强度较优的胶凝材料配比进行混凝土试验,无熟料胶凝材料混凝土工作性能良好,28 d抗压强度满足C20～C25混凝土强度要求,56 d满足C25～C30混凝土强度要求。     

磷渣-石灰石复合掺合料对机制砂混凝土性能的影响

研究了磷渣与石灰石复合比例和复合掺合料取代粉煤灰的质量比对C30和C50机制砂混凝土工作性能和抗压强度的影响。结果表明:磷渣与石灰石复合取代粉煤灰可改善机制砂混凝土的工作性能,降低混凝土坍落度经时损失;复合掺合料部分或完全取代粉煤灰,不同强度等级机制砂混凝土早期抗压强度均与基准混凝土相当,甚至略高于基准混凝土;取代50%粉煤灰,且复合掺合料中磷渣掺量为60%,各强度等级的复合掺合料混凝土后期抗压强度均高于基准混凝土,但随粉煤灰取代量增大,复合粉中石灰石粉掺量增加,机制砂混凝土的抗压强度呈降低趋势。     

同掺再生粗细骨料混凝土的力学与耐久性能研究

为了探讨同时掺入大掺量再生粗骨料和细骨料制备C40及以上强度等级再生混凝土的可行性,在C45天然骨料混凝土配合比的基础上,采用II类再生粗骨料、I类再生细骨料,以同掺再生粗细骨料质量替代率为25%、50%、75%、100%配制了4组再生混凝土,研究了再生粗细骨料替代率对再生混凝土基本力学性能和耐久性能的影响规律。结果表明:当同掺再生粗细骨料的替代率为25%时,混凝土的力学性能下降很小,替代率为50%、75%的混凝土的抗压强度分别达到C45、C40等级,替代率100%的全再生粗细骨料混凝土的28 d抗压、劈拉、轴压强度和弹性模量等力学性能指标较天然骨料混凝土降低12.0%~23.2%,并达到C35抗压强度等级。增加再生粗细骨料的替代率会降低混凝土的耐久性,但即使是全再生粗细骨料混凝土仍可获得高的耐久性,其抗碳化性能、抗氯离子渗透性、抗冻性能分别达到T-IV、RCM-IV和F300等级,说明在混凝土中同时掺用50%及以上再生粗细骨料配制C40及以上强度等级的再生混凝土是可行的。     

轻质高性能混凝土力学性能及微观结构研究

轻质高性能混凝土(HPLC)具有密度小、强度高、耐久性优良的特点，在土木工程领域具有广阔的应用前景。根据改进的Andreasen and Andersen模型设计HPLC初始配合比，探究不同掺量的页岩陶砂(SCS)对HPLC的工作性能、力学性能及耐久性的影响。此外，还探究了SCS对HPLC的微观形貌和孔结构的影响。研究表明：1)当SCS替代率为100%时，HPLC的表观密度为1 848.3 kg/m³,抗压强度达到123.22 MPa; 2)掺入SCS可以改善HPLC的力学性能，不同掺量的SCS使HPLC的抗压强度、抗折强度、弹性模量分别提高了8.88%～47.92%、22.50%～56.30%和3.49%～14.03%;3)掺入SCS可以改善HPLC的耐久性能，当SCS的替代率为100%时，HPLC的氯离子迁移系数较基准组降低了32.52%;4)由于SCS的掺入，HPLC的微观结构得到明显改善，使HPLC的孔隙率降低了14.86%～28.24%。     

开封特细砂混凝土力学性能和收缩性能研究

试验选取了开封特细砂及人工机制砂作为原材料,并对其进行了力学性能和收缩性能试验,通过试配得出了C30和C50等级混凝土配配合比,并以0%、10%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%的开封特细砂掺量替代人工机制砂作为细骨料制作特细砂混凝土试块。通过对通过对开封特细砂混凝土试件的立方体抗压强度试验,分析了开封特细砂掺量对抗压强度的影响,并以0%、20%、30%、40%四个开封特细砂掺量组别进行混凝土早期收缩性能试验,分析了特细砂掺量对混凝土早期收缩性能影响,试验结果表明C50以下强度等级混凝土开封特细砂最掺量控制为20～40%,其中最优掺量为20～30%     

氧化石墨烯沙漠砂水泥基复合材料力学性能研究

通过正交试验,分析了氧化石墨烯(GO)掺量、沙漠砂替代率、水灰比和胶砂比对GO-沙漠砂水泥基复合材料28 d的抗压强度、抗折强度和稠度值的影响趋势.在正交试验基础上,进一步揭示沙漠砂替代率和GO掺量对复合材料7d、28 d抗压强度和抗折强度的影响规律.试验研究表明:随着GO掺量的增加,水泥基复合材料抗折和抗压强度先提高后降低,且对于抗压强度增强效果略超过抗折强度.当GO掺量为0.03wt％时,GO-沙漠砂砂浆试块抗压强度和抗折强度达到最大值;随着沙漠砂替代率增加,GO-沙漠砂砂浆试块抗折和抗压强度呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率为50％时,氧化石墨烯沙漠砂砂浆试块抗压强度和抗折强度均达到最大值;但沙漠砂替代率为100％时,掺量为0.03wt％的GO-全沙漠沙水泥基材料强度提升最高,且28 d抗压、抗折强度可达标准砂试块强度.通过SEM对GO增强沙漠砂水泥基复合材料微观结构进行表征,发现GO能够优化水泥水化产物的微观结构形态,并且与沙漠砂活性材料产生正相关作用,从而形成更加致密均匀的结构改善沙漠砂水泥基复合材料的宏观性能.     

渣土对C50混凝土力学性能的影响

针对地铁盾构出来的渣土大量堆砌、利用率低、附加值低现状,本文将渣土作为矿物掺合料,研究了渣土掺量(0、2.5％、5.0％、7.5％和10.0％)对C50混凝土工作性和力学性能的影响.结果表明:(1)c50混凝土初始坍落度和坍落度损失均随着渣土掺量的增加而逐渐降低;(2)掺有不同渣土掺量的C50混凝土早期(3d、7 d)抗压强度均低于基准组抗压强度,而28 d抗压强度均高于基准组抗压强度;渣土掺量对C50混凝土抗压强度的影响存在最佳值,当渣土掺量为水泥掺量的7.5％时,发现其28d抗压强度最高;(3)不同渣土掺量的C50混凝土28 d微观结构表明,随着渣土掺量的增加,C50混凝土微观结构逐渐密实,孔隙逐渐减少.     

以抗压强度为目标值的沙漠砂替代率的研究

为了研究沙漠砂替代率对砂浆抗压强度的影响,本文首先将不同替代率0%、10%、20%、30%、40%和50%的沙漠砂和普通砂混掺,测定其细度模数和级配,然后制作砂浆立方体试块,测定不同龄期、不同沙漠砂替代率下砂浆立方体试块的抗压强度。试验结果表明:随着沙漠砂替代率的增加,砂浆立方体抗压强度呈现出先增大后减小的趋势;在替代率为30%时,抗压强度达到最大值。     

再生砂混凝土毛细吸水特性研究

为了探明再生砂混凝土的毛细吸水特性，研究了再生砂掺量(0%、30%、50%、70%、100%,质量分数)、再生砂微粉含量(3%、7%、10%,质量分数)、水胶比(0.37、0.45、0.58)、矿物掺合料品种和掺量、再生砂预湿程度(0%、50%、100%)、硅烷浸渍处理等因素对再生砂混凝土抗压强度与毛细吸水性能的影响，分析了不同再生砂掺量的混凝土孔结构与毛细吸水系数的关系。结果表明：再生砂混凝土0～240 min和240～1 440 min两阶段的毛细吸水量皆与时间的平方根之间呈线性关系；随着再生砂掺量和微粉含量的增加，混凝土的毛细吸水系数逐渐增大，再生砂掺量超过50%时，会显著影响混凝土的毛细吸水性能和强度；通过降低水胶比、增大再生砂的预湿程度、掺入三元复合矿物掺合料(15%粉煤灰+15%矿渣粉+8%硅灰)以及对混凝土表面进行硅烷浸渍处理，均可以降低再生砂混凝土的毛细吸水系数。随着再生砂掺量的增加，混凝土的孔隙率和临界孔径增大，进而导致混凝土毛细吸水系数增加。     

粉煤灰及沙漠砂对混凝土抗碳化性能的影响

通过进行单掺粉煤灰、单掺沙漠砂、双掺粉煤灰和沙漠砂混凝土3d、7d、14d、28d和56d抗碳化性能试验,分析了粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对混凝土抗碳化性能的影响,建立了混凝土28 d碳化深度与粉煤灰掺量及沙漠砂替代率之间回归关系模型.试验结果表明:对于单掺粉煤灰混凝土,随着粉煤灰掺量增加,混凝土碳化深度逐渐增大,且碳化早期比后期增长较快;对于单掺沙漠砂混凝土,随着沙漠砂替代率增加,混凝土碳化深度呈先减小后增大趋势,沙漠砂替代率20%时混凝土碳化深度最小;对于双掺粉煤灰和沙漠砂混凝土,粉煤灰掺量10%,沙漠砂替代率20%时混凝土碳化深度最小.     

新型混凝土用绿色复合胶凝材料的试验研究

掺入不同比例的粉煤灰、矿粉、天然矿物和活化剂配置C30混凝土(水胶比为0.49),测定了混凝土的坍落度以及7d、28d、60d的抗压强度.通过分析各C30混凝土的性能,确定了复合胶凝材料中粉煤灰的掺量为30%～50%,矿渣的掺量为30%～60%,天然矿物的掺量为5%～10%,活化剂的掺量为5%～10%.     

铁尾矿粉-硅粉矿物掺合料对混凝土性能的影响

将研磨后的铁尾矿粉末和硅粉分别按照3∶2和4∶1的比例制备了两种复合矿物掺合料替代水泥进行浆体和混凝土试样的制备。通过微观结构分析、强度和耐久性分析对铁尾矿-硅粉复合矿物掺合料浆体和混凝土的基本性能进行了研究,结果表明：随着复合矿物掺合料掺量的增加,试样的水化反应放热量、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性均逐渐降低;且加入铁尾矿粉可使的硬化浆体试块孔隙结构变大,导致混凝土的抗压强度和冻融耐久性降低;但增加硅粉的掺量可以提高试样的水化反应强度,降低Ca(OH)₂的含量,且硅粉水化反应生产的C-S-H凝胶也可以细化孔结构,从而改善混凝土的微观特性、抗压强度、劈裂抗拉强度和冻融耐久性;弥补铁尾矿粉对混凝土性能的负面影响。整体上,改性混凝土的抗压强度在普通混凝土抗压强的85%以上,能满足工程要求。     

矿渣碎石压碎值对混凝土抗压强度的影响

本文采用14%～24%不同压碎值的高钛型矿渣碎石作为试验对象，研究其在同等条件下对C30、C50和C70不同强度等级混凝土抗压强度的影响，结果表明：随着矿渣碎石压碎值逐渐增大，混凝土抗压强度均有下降趋势，当压碎值超过20%时，其抗压强度降低幅度增大；对于C30和C50强度等级的混凝土，当矿渣碎石压碎值达到24%时，其抗压强度仍能满足该强度等级要求，可以作为混凝土骨料使用；对于C70高强度等级的混凝土，当矿渣碎石压碎值大于20%时，其抗压强度已不满足该强度等级要求。     

风积砂掺量对砂浆混凝土性能影响及机理研究

用一定掺量(10%、20%、30%、40%、50%、60%质量分数)的榆林地表风积砂替代普通河砂配置风积砂砂浆及混凝土,以期研究风积砂掺量对砂浆、混凝土和易性及抗压强度的影响.从砂子的粒径、粒形、级配情况及SiO2、Al2O3的活化反应等角度讨论了风积砂掺量对砂浆、混凝土和易性及抗压强度的影响机理.实验结果表明,砂浆及混凝土的和易性与抗压强度随风积砂掺量的增加均经历了"先增后减"的变化过程,掺量为30%时砂浆的和易性显著改善,抗压强度提高最大;掺量为40%时,混凝土和易性最佳,抗压强度最高.所得结论对榆林及周边地区工程实际有一定参考价值.     

铁尾矿砂石对混凝土抗水渗透性的影响

以铁尾矿砂和铁尾矿石分别取代天然砂和普通碎石,配制了强度等级为C30、C40、C50和C60的混凝土.研究了铁尾矿砂和铁尾矿石对混凝土抗水渗透性的影响.另外,还研究了掺入粉煤灰时,铁尾矿砂和铁尾矿石对混凝土抗水渗透性的影响.结果表明,随着铁尾矿砂取代率的增加,混凝土的相对渗透系数出现先降后升的趋势,当取代率为25％时,混凝土的抗渗性能最好;随着铁尾矿石取代率增加,混凝土的相对渗透系数出现逐渐减小的趋势,即其抗渗性能逐渐提高;随着铁尾矿砂和铁尾矿石同时取代率的增加,混凝土的相对渗透系数出现先降后升的趋势,当铁尾矿砂石取代率为50％时,混凝土的抗渗性能最好;粉煤灰的掺入使得铁尾矿砂石混凝土的渗透性出现劣化现象,与不掺粉煤灰同条件混凝土相比,铁尾矿砂混凝土的相对渗透系数增大.不论哪一种取代方式,取代率对低强度等级混凝土渗透的性影响大于对高强度等级混凝土渗透性的影响;尾矿砂取代天然砂对混凝土渗透性的影响大于尾矿石取代普通碎石;粉煤灰的掺入对尾矿石混凝土渗透性的影响大于对尾矿砂混凝土渗透性的影响.     

HEC取代水泥对玻璃纤维再生混凝土力学性能的影响

为了提高建筑垃圾利用率和改善再生混凝土性能，以玻璃纤维再生混凝土为研究对象，研究了HEC取代水泥对玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、比强度和保温性能的影响。结果表明：玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度随HEC取代率的增加呈现先增强后下降趋势，当HEC取代率为50%时，再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度最大；玻璃纤维能够显著提高再生混凝土轻质高强性能，比强度随玻璃纤维掺量的增加呈现先增大后降低趋势，当玻璃纤维掺量为2%时，混凝土的抗压强度和比强度最大。综合表明，当HEC取代率为50%、玻璃纤维掺量为2%时，玻璃纤维再生混凝土力学性能和保温性能最好。     

镍铁渣砂对泡沫混凝土孔结构及收缩开裂性能的影响

本文采用镍铁渣机制砂(简称镍铁渣砂)制备泡沫混凝土,研究镍铁渣砂对泡沫混凝土抗压强度、变形及收缩开裂的影响,并采用SEM、X-CT研究泡沫混凝土微观结构。结果表明,镍铁渣砂掺量为5%(质量分数,下同)时泡沫混凝土的抗压强度最高,而镍铁渣砂掺量超过10%时会引入界面缺陷,降低混凝土的强度。镍铁渣砂能够约束基体的变形,减少水泥用量,降低泡沫混凝土的收缩,提高其抗裂性能。当镍铁渣砂掺量由0%增加到20%时,泡沫混凝土的抗裂等级由V级提高到II级。镍铁渣砂具有作为泡沫混凝土生产原料的潜力。     

预制构件混凝土纳米早强剂的制备及免蒸性能

采用不同钙硅比和不同PC-M用量制备不同类型纳米早强剂,探讨其稳定性、强度和免蒸性能。当PC-M用量为11%,钙硅比为1.5时,体系稳定性最好。当纳米早强剂掺量为5%时,16h的C30混凝土抗压强度达12.5MPa,比空白增加60%,16h的C50混凝土抗压强度达14.5MPa,比空白增加80%;当溴化钙掺量为0.25%时,混凝土早期强度最明显,20h抗压强度增加35%,24h抗压强度增加30%。当纳米早强强度掺量为5%,溴化钙掺量为0.25%时,C50标养16h抗压强度达16.5MPa,已超过蒸养4.5h抗压强度50%,标养20h抗压强度已接近蒸养9h的抗压强度。因此采用纳米早强剂和无机早强剂可有效缩短蒸养时间甚至免蒸养。