含高矿化度水地层深立井井壁高强混凝土耐久性研究

为防止穿越高矿化度水地层深立井井壁遭受腐蚀而影响安全运营,开展了硫酸盐全浸泡下井壁高强混凝土耐久性研究。通过3种不同水胶比混凝土和2种经防腐处理的混凝土在硫酸盐环境中侵蚀180 d的抗压强度、质量损失、相对动弹性模量等性能对比试验,来研究高强混凝土的性能。试验结果表明:在各侵蚀浓度下混凝土试件的抗压强度、质量与相对动弹性模量随龄期都呈现出先缓慢增长后加速减小的趋势,相对动弹性模量与抗压强度的变化趋势有着高度的相似性;水胶比越小混凝土密实性越好,硫酸根离子在混凝土内部的传输受到抑制,对混凝土的侵蚀性越小,井壁耐久性越好,水胶比为0.26的混凝土在整个侵蚀周期内抗硫酸盐侵蚀性能表现最佳;在水胶比不变的前提下,内掺防腐剂对提升混凝土抗硫酸盐侵蚀性能具有一定效果,而采用抗硫酸盐水泥的防腐措施在较高浓度硫酸盐侵蚀条件下适用性较差。本研究结果可为西北地区穿越高矿化度水地层深立井井壁混凝土配制提供参考。     

膨胀蛭石/磷建筑石膏复合材料高温力学性能

对膨胀蛭石/磷建筑石膏复合材料高温后力学性能进行了研究。探究了高温条件对复合材料质量损失率、抗压强度、抗折强度的影响,并分析了影响机理。结果表明,高温对膨胀蛭石-磷建筑石膏复合材料质量损失率和抗压、抗折强度产生较大影响。高温时间0.5 h内,0～500℃高温处理使试块力学强度不断上升,高温处理时间超过0.5 h时,试块力学性能变化规律基本相似,随温度上升均呈现先增长后降低的趋势。     

铁尾矿基多固废混凝土耐酸侵蚀性能研究

为提高混凝土材料的耐酸侵蚀性能,同时实现大宗固废的综合利用,以铁尾矿、钢渣及脱硫灰为掺合料,铁尾矿砂及铁尾矿废石为骨料制备混凝土试块,研究了水泥替代率及水胶比对混凝土试块28 d抗压强度及酸侵蚀60 d后抗压强度、质量损失、表观劣化及中性化深度的影响。结果表明:(1)当水胶比一定、水泥替代率为10%时,混凝土试块28 d的抗压强度最高,且高于纯水泥混凝土试块的抗压强度;当水泥替代率一定、水胶比为0.42时,混凝土试块28 d的抗压强度最高。(2)当水胶比一定、水泥替代率大于15%时,酸侵蚀60 d后的混凝土试块表现出较强的耐酸侵蚀性能;当水泥替代率一定、水胶比小于0.45时,酸侵蚀60 d后的混凝土试块表现出较强的耐酸侵蚀性能。(3)当水胶比一定、水泥替代率为30%时,达到最小的质量损失;当水泥替代率一定、水胶比为0.42时,达到最小的质量损失;且均小于纯水泥混凝土试块的质量损失。(4)复合掺合料体系使得混凝土的内部结构致密、孔隙细化,有效地阻碍了醋酸溶液对混凝土的侵蚀,降低了混凝土试块的中性化深度。总体上看,铁尾矿、钢渣、脱硫灰进行复掺制备混凝土,具有优于纯水泥混凝土的耐酸侵蚀性能。     

某电解锰渣免烧砖抗压和抗折强度研究

用某些固体废弃物制备免烧砖是实现固体废弃物大宗利用的重要途径,为确定贵州某电解锰厂电解锰渣制备免烧砖的可能性,在进行了浸出毒性分析的基础上,研究了渣泥质量比、骨料掺量、水固质量比及成型压力对免烧砖抗压强度和抗折强度的影响。结果表明：随着渣泥质量比的增大,试块的抗压、抗折强度均先上升后下降,高点在渣泥质量比为5时;随着骨料掺量的增大,试块的抗压、抗折强度均先增大后减小,高点在骨料添加量为30%时;随着水固质量比的增大,试块的抗压、抗折强度先增大后减小,高点在水固质量比为0.30时;成型压力从1.0 MPa提高至2.0 MPa,试块7 d和28 d的抗压、抗折强度都显著上升,继续提高成型压力,试块7 d和28 d的抗压、抗折强度上升幅度趋缓。当渣泥质量比为5,骨料添加量为30%,水固质量比为0.3,成型压力为2 MPa时,电解锰渣免烧砖7 d的抗压、抗折强度分别达到10.63 MPa和2.21 MPa,28 d的抗压、抗折强度分别达到 14.89MPa和2.48 MPa,达到国家普通砖的强度标准。     

环境侵蚀对混凝土结构力学损伤效应研究

为了研究酸性干湿循环作用对混凝土结构力学损伤影响,根据不同酸性环境（pH值为3、5、7）条件以及不同干湿循环次数（N=0、5、10、20、50）作用下,通过对混凝土试件进行质量损失测试以及抗压强度、抗折强度试验等,对酸性干湿循环作用引起混凝土结构力学损伤效应进行定量分析,研究结果表明:环境侵蚀对混凝土结构以及强度产生不可逆损伤,随着酸性干湿循环次数的增加,质量损失率最大达到9.30%、抗压、抗折强度最大增幅分别为13.58%、15.40%,最大减小幅度分别为9.55%、10.55%;混凝土抗压、抗折强度呈现分段变化,符合线性变化及指数变化规律;建立混凝土质量损失率、抗压强度以及抗折强度损伤演化方程,对环境侵蚀引起的混凝土结构力学损伤进行定量表征。     

不同强化条件下的再生骨料强化探讨

文章通过纯水泥浆、水泥外掺硅粉浆液、水泥外掺粉煤灰浆液、10%水玻璃溶液和4‰PVA溶液5种不同化学浆液对再生骨料进行强化处理,再生骨料的物理特性均有所改善,但在制成混凝土试块后,抗压和抗折强度变化不一,其中效果最好的是经10%水玻璃溶液处理过的再生骨料混凝土,而经水泥外掺粉煤灰浆液处理过的再生骨料混凝土抗压强度反而降低。     

碳化作用对水泥砂浆力学性能的影响研究

通过测定不同碳化龄期下,水灰比0.4,0.5和0.6的普通硅酸盐水泥砂浆试块和高抗硫酸盐水泥砂浆试块的相对动弹性模量和抗折抗压强度,研究了碳化作用下水泥砂浆的损伤规律。试验结果表明,在一定的碳化龄期内,水泥砂浆试块的相对动弹性模量和抗折抗压强度均随着碳化时间的增加而增加,但其增长速率呈减缓趋势;各水灰比的水泥砂浆试块碳化28d后,其抗压强度比未碳化时提高40%~50%;最大抗折强度比未碳化时提高20%~30%;普通硅酸盐水泥比高抗硫酸盐水泥具有较好的抗碳化性。     

碱性溶液降低煤体冲击倾向性的实验研究

利用RMT-150B岩石力学实验系统对千秋矿原始煤样、清水浸泡煤样与碱溶液浸泡煤样开展实验研究,分析煤样弹性能量指数、冲击能量指数、动态破坏时间和单轴抗压强度指标的变化趋势。综合判断表明,原始煤样和清水浸泡煤样分别为强冲击性和弱冲击性,而碱溶液浸泡后其力学强度急剧下降,由脆性向塑性变化趋势最明显,变为完全无冲击性。通过煤样的工业应用指标、接触角、浸泡时间/力学强度、碱溶液的浓度和用量等测试,初步分析了碱溶液在煤矿的应用前景,对中低阶煤层来说,在煤层注水时加入少许碱性药品实现物理-化学联合作用防治冲击地压,同时还兼具降尘效应。     

CF80高强钢纤维井壁混凝土力学特性研究

为了改善高强井壁混凝土的脆性特征,配制出了CF80高强钢纤维井壁混凝土,并对其基本力学性能和三轴抗压强度进行了试验研究。试验结果表明:在混凝土中加入20～40 kg/m3钢纤维,抗拉强度值可提高47.0%～68.3%,明显地改善高强混凝土的脆性特征;钢纤维掺量的改变对高强混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度影响不大,对弹性模量和泊松比几乎没有影响;三轴抗压试验表明,钢纤维的加入能够提高试件破坏的峰值应变和残余强度,显著改善试件的破坏形态。因此,高强钢纤维混凝土能够满足深井高强井壁对混凝土高性能特性需求。     

混凝土高温后抗压强度的影响因素研究

对强度等级分别为C20、C25和C30的硅质骨料和钙质骨料混凝土立方体试块高温后的抗压强度进行了试验,分析了受火温度、冷却方式、骨料类型、静置时间和强度等级等因素对混凝土高温后抗压强度的影响。试验结果表明:随温度的升高混凝土抗压强度总体呈下降趋势,在受热温度较低时,冷却方式对受热后混凝土强度的影响较小,在受热温度较高时,冷却方式对受热后混凝土强度的影响较大;骨料类型对高温后混凝土强度的影响不可忽略,温度低于550℃时,硅质骨料混凝土强度高于钙质骨料,但当超过750 ℃后,硅质骨料混凝土强度迅速降低,温度越高,钙质骨料相对于硅质骨料的耐火优越性表现的越明显;受火灾作用后,混凝土强度值随着时间的推移趋于稳定,在某一静置时间,混凝土强度都会出现最小值;高温后不同强度等级混凝土抗压强度变化趋势相似,高温后抗压强度变化规律受强度等级的影响不能忽略。     

聚合物改性煤矸石粉煤灰混凝土性能研究

为探讨聚合物对大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的影响,制备不同掺量苯乙烯、191#UP和196#UP 3种聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土试件,进行抗压强度、抗折强度、碳化性能试验研究。结果表明,3种聚合物的加入均提升了混凝土试件抗压强度,且应控制掺加191#UP和196#UP的量在10%左右;掺加3种聚合物的混凝土试件抗折强度都有明显提高,折压比也呈增长趋势,测得掺191#UP和196#UP混凝土的韧性比掺苯乙烯的性能优越;混凝土试件的碳化深度随着聚合物掺量的增加而逐渐减小,说明聚合物可以改善混凝土的碳化性能,并且随着聚合物的增加,改善效果越明显。试验表明,适量掺入聚合物可以改善大掺量煤矸石粉煤灰混凝土的抗压强度、抗折强度及碳化性能,这为聚合物改性大掺量煤矸石粉煤灰混凝土性能的应用提供了试验依据。     

硫酸盐腐蚀下高性能混凝土物理力学性能及影响因素

为了提高地下深部结构在复杂环境中抵抗外界侵蚀的能力,以徐州淮海水泥厂525号水泥、铜山电厂粉煤灰、优质硅粉等为原料配置了5种不同水胶比（0.35,0.32,0.30,0.28和0.26）的高强混凝土(HPC),对其在硫酸钠溶液中进行加速腐蚀试验。研究了HPC受硫酸钠腐蚀后物理力学性能的时变规律以及不同腐蚀溶液浓度、水胶比（ w / b ）和应力状态等因素对其的影响。试验结果表明：HPC受硫酸钠腐蚀后强度总体上呈现先增加后减小的趋势;质量总体上呈现先降低后增大的趋势。腐蚀溶液浓度越大,后期强度降低越快,质量下降段和上升段的转折点时间越晚; w / b 小于0.28的HPC在硫酸钠腐蚀下强度影响较小,而 w / b 增加,质量下降和上升速率均增大;在4种不同的应力状态下,强度长期变化规律和无应力状态下一致。不同之处,当应力比小于0.3时,硫酸盐腐蚀对强度和质量变化影响很小;当应力比达到0.5以上时,对HPC强度和质量的影响均较大。     

喷射钢纤维混凝土性能试验研究

 通过不同的配合比和掺入不同体积率的钢纤维混凝土来进行对比,利用抗压、劈裂抗拉和抗折试验分析钢纤维混凝土的性能。结果表明,水灰比为0.5的钢纤维混凝土抗压、抗折、抗拉强度分别比未加钢纤维混凝土提高了10.3%、9.6%和33.5%,水灰比为0.6的钢纤维分别提高了33.8%、10.8%和8.4%;而对于不同掺量的比较中,掺量较高的混凝土强度提高要高一些。由此可见,在不同的水灰比和不同的掺量下对混凝土的性能会产生不同的影响,但总体看来钢纤维能够提高喷射混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度等性能,能够为地下工程提供更好的支护作用。     

腐蚀环境下异质自冲铆接头静力学性能研究

为研究钢铝异质自冲铆接头在盐腐蚀和酸腐蚀中静力学性能的变化,对DP590-5052自冲铆试件进行干湿周浸加速腐蚀实验,通过腐蚀动力学和静力学测试分析不同腐蚀时间接头的失重量、失效模式和静失效载荷性能。结果表明,盐腐蚀环境中钢铝试件(YDA)组失重量呈现上升趋势,腐蚀速率则逐渐减小;酸腐蚀(SDA)组试件失重量先上升后下降,腐蚀速率也呈现出相同的趋势。酸腐蚀对接头失效模式影响更为显著。两种腐蚀对接头静强度均有影响,接头对盐性环境的抗腐蚀性能较小。     

矸石基含水层注浆改造新型材料实验与应用

高承压灰岩含水层上煤炭开采,经常需要对强含水层进行注浆改造,因含水层发育规模巨大,注浆材料用量动辄数万吨。在充分利用地下工程址区厂矿企业固体废弃物煤矸石基础上,研发了一种适用于含水层改造的新型无机注浆材料。通过组分筛选试验、力学性质测定试验、获取了材料的抗折强度、抗压强度、渗透系数等宏观力学性能;采用SEM微观分析手段,分析了注浆结石体的微观结构性能。综合力学性能、经济因素、环境效益,对比了新型材料与常规注浆材料的适用性。结合现场试验,验证了新型注浆材料的效果。研究结果表明:在水泥含量为35%时,新型注浆材料的早期强度与后期强度均高于水泥含量为40%时水泥-黏土浆液的同期强度。材料的最佳配合比为水泥30%,黏土10%,煤矸石60%。该材料体系结石体28 d抗压强度3.4 MPa,28 d抗折强度1.7 MPa,渗透系数1.794×10-7m/s,能够满足含水层改造需求,对类似工程具有借鉴作用。     

聚合物水泥混凝土的试验研究

本试验结果表明:5%,10%,15%聚灰比的聚合物水泥混凝土其28 d抗压强度值分别是空白对比试样的1.04,1.06,1.12倍;抗折强度值分别是空白对比试样的1.02,1.04,1.10倍。抗压强度与抗折强度比为9.14,9.13,9.10。因此得出:普通硅酸盐水泥混凝土中掺入聚丙烯酸酯可以提高聚合物水泥混凝土的抗压强度和抗折强度,改善聚合物水泥混凝土的性能,具有很好的发展及应用前景。     

Zn-BTC改性水泥基复合材料的微观结构及力学性能

利用Zn-BTC对传统水泥基材料进行改性,制备具有规整结构的Zn-BTC改性水泥基复合材料,通过傅里叶红外光谱(FTIR)仪、X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)仪进行结构表征,并对抗折强度、抗压强度等性能进行测试.结果表明,当Zn-BTC的质量分数为2.0％时,改性水泥基复合材料28 ...     

早龄期混凝土动态力学性能实验研究

采用75 mm 的SHPB 实验装置对5种不同龄期的C20和C40混凝土分别进行单次和重复冲击实验,从养护龄期和应变率两方面系统研究了冲击荷载作用下早龄期混凝土的力学性能。单次冲击实验结果表明:相同应变率条件下混凝土的动态抗压强度与龄期呈对数关系,峰值应变随应变率的增加而增大;每一龄期的单轴抗压强度与应变率为幂函数关系,峰值应变则随冲击龄期的增加而减小。重复冲击实验结果表明:龄期小于3 d 的混凝土试件受到冲击作用,达到标准养护龄期后其变形能力有所减弱,龄期超过5 d后,早期冲击作用则使其变形能力增强;当首次冲击的应变率超过25s-1,达到标准养护龄期后混凝土的动态抗压强度随早期冲击应变率的增加而减小,龄期越大,降低幅度越大。结合C20和C40混凝土实验结果分析认为,混凝土强度等级越低,其力学性能受应变率和冲击龄期的影响越大。