再生粗骨料含水状态对混凝土性能产生的影响分析

该文分析了再生粗骨料含水状态给混凝土流变性带来的影响,为了证实结论是否正确,进行早期力学性能与耐久性能的测试。最终结果表示：新拌混凝土的流变性能极易受到再生粗骨料含水量的影响。虽然含水量无法对混凝土的动态屈服应力产生较大干扰,但会明显干扰整体材料的塑性黏度与静态屈服应力。除此之外,对比不同的含水状态中,对混凝土抗压强干扰最不明显的是气干状态,该文对混凝土性能在不同再生骨料含水状态下的变化做出进一步分析,从而为类似项目提供参考。     

基于需水量比和强度比的再生粗骨料分类方法

我国尚无再生骨料的技术标准,因此,研究再生粗骨料分类方法、制定再生粗骨料的技术标准,对于推动再生混凝土产业化具有重要意义.通过对再生粗骨料与普通粗骨料制备的混凝土工作性和强度的试验研究,首次提出了需水量比和强度比的概念,并给出了相应的试验方法.结果表明,需水量比和强度比两项指标能够很好地反映再生粗骨料与普通粗骨料之间的性能差异.基于上述指标,可将再生粗骨料分成3个等级,以保证再生混凝土满足在不同领域应用的性能要求.     

原料配比对泡沫膏体充填材料性能的影响

以水泥、粉煤灰、煤矸石、膨润土等为原料制备了泡沫膏体充填材料,采用单因素试验研究了不同水料比条件下,原料配比对泡沫膏体充填材料流动度、凝结时间、干密度及后期抗压强度的影响规律。结果表明:流动度随水料比和煤矸石掺量的增加而增加,随发泡剂和膨润土掺量的增加而减小,但在高、低水料比条件下流动度随粉煤灰掺量的增加其变化趋势略有不同;凝结时间随水料比、粉煤灰、煤矸石及发泡剂掺量的增加而延长,而膨润土掺量则对其影响不大;干密度随水料比、粉煤灰、煤矸石及发泡剂掺量的增加而减小,随膨润土掺量的增加先减后增;后期抗压强度随煤矸石、发泡剂掺量的增加而减小,随膨润土掺量的增加先增后减,在高、低水料比条件下粉煤灰对其影响规律相反,此外高水料比有助于原料之间配合成型,对强度有益,但随原料掺量的增加其强度急剧下降。     

再生骨料掺配比对再生透水混凝土性能的影响

为研究再生骨料在透水混凝土（RPC）中的应用,选用废弃路面素混凝土块为再生骨料来源,设计2种系列,研究再生骨料透水混凝土中再生骨料掺配问题,即分别以粒径9.5~19.0 mm,再生骨料按0%、25%、50%、75%和100%（基准）质量替代同粒径天然骨料碎石（系列1）和以4.75~9.5 mm、9.5~19.0 mm两种粒径,再生骨料按0∶1、1∶1、1∶2、2∶1、2∶3和3∶2掺比（系列2）制备RPC,并分析其物理、力学、透水性能及其相互关系,得到了合理的再生骨料替代率和双粒级掺比,在1∶1和2∶1掺配下能够得到较好的强度及透水性能。通过切割试块的图像化处理,分析其孔隙分布特征和趋势,并将平面孔隙率、等效孔径和透水系数联系起来。结果表明,再生透水混凝土的透水能力主要取决于截面孔隙个数和面积。     

橡胶再生粗骨料混凝土的性能试验研究

为研究橡胶再生粗骨料混凝土的力学性能和疲劳性能,该文采用不同配合比橡胶再生粗骨料混凝土,进行了力学性能和疲劳性能试验。结果表明：1）再生粗骨料混凝土的抗压强度比普通混凝土提高了9.8%,但抗折强度比普通混凝土低,其弹性模量略有下降。2）再生粗骨料混凝土的基本力学性能随废弃橡胶颗粒的掺入有较显著的下降,折压比随之增加,峰值挠度、峰值应变和极限应变在一定范围内随橡胶颗粒含量的增加而增加。3）当橡胶颗粒掺量为20%时,橡胶再生粗骨料混凝土的极限应变是无橡胶再生粗骨料混凝土的3.46倍,同时显著增强了混凝土的疲劳寿命。     

颗粒整形对再生粗骨料性能的影响

为了有效提高再生粗骨料的性能,必须对再生骨料进行机械强化处理.首次提出了利用高速(线速度≥80m/s)运动的再生骨料之间的反复相互冲击与摩擦作用,有效地打掉较为突出的棱角和除去颗粒表面附着的砂浆和水泥石的一种新技术.研究表明:颗粒整形使再生骨料的颗粒堆积密度平均提高了9.3%、表观密度从2.56g/cm3提高到2.59g/cm3、空隙率从53.3%降至48.5%、吸水率从4.7%降至2.9%、压碎指标值从15.8%降至9.4%,而且堆积密度、密实密度和针片状骨料含量等指标均优于天然碎石骨料,完全能够满足配制普通混凝土的要求.     

粗骨料对沥青混凝土开裂阻力影响分析

沥青混凝土是典型的非均匀材料,在进行力学分析时通常是将其视为均匀、各向同性体,但是理论分析结果很难与实际相符合。同时均质化假设也很难解释含大粒径骨料的沥青碎石作为防裂层的抗裂性能优于小粒径沥青混凝土的现象。笔者通过在均质的沥青混凝土引入一个粗骨料,应用断裂力学平面有限元程序系统地分析了粗骨料对沥青混凝土抗裂性能的影响,分析结果可以较好地解释大粒径沥青混凝土的抗裂性能优于小粒径沥青混凝土的机理。因此,使用大粒径骨料沥青混泥土能够改善路面的使用寿命。     

基于RSM-BBD的混合骨料胶结充填体强度增长规律分析

为研究棒磨砂-全尾砂混合骨料胶结充填体强度形成过程中水泥掺量、料浆质量浓度及棒磨砂占比对充填体强度的影响,在对充填材料进行物化性能分析的基础上,基于最大密实度理论确定了棒磨砂-全尾砂配比;随后基于响应面法研究了水泥掺量、料浆质量浓度及棒磨砂占比对不同龄期充填体抗压强度的影响规律,并建立了各养护龄期胶结充填体强度响应面回归模型,为矿山的混合骨料充填配比设计提供了科学的方法。研究结果表明:胶结充填体抗压强度不仅受单一因素影响,因素间的交互作用对抗压强度也有显著的影响。料浆质量浓度与棒磨砂占比的交互作用对早期强度具有显著影响,水泥掺量与棒磨砂占比对中期强度影响显著,而水泥掺量与质量浓度的交互作用对充填体后期强度具有显著影响。以金川二矿区为工程背景进行混合骨料胶结充填体配比参数优化,得到一组最佳充填配比参数,经试验验证其满足二矿区对充填体强度的需求。     

基于再生粗骨料裹浆厚度的含砂透水混凝土配合比设计方法

研究了不同水胶比下外加剂掺量对胶凝材料净浆流动度的影响,以及净浆流动度、中砂/净浆质量比双因素耦合作用下再生粗骨料裹覆砂浆厚度的变化规律;建立了胶凝材料净浆流动度与外加剂掺量,再生粗骨料裹覆砂浆厚度与净浆流动度、中砂/净浆质量比两个数学关联模型,并将两个数学关联模型应用到透水混凝土配合比设计中.结果表明,再生粗骨料裹覆砂浆厚度随砂浆流动度减小而增大,且骨料粒径愈大,其裹覆厚度愈大.采用再生骨料RCA-9.5配制含砂透水混凝土,其砂浆浆体稳定包裹再生粗骨料,无漏浆封底、露骨散架等问题;混凝土试件28 d抗压强度为14.1～17.1 MPa,28 d抗折强度为2.0～2.7 MPa,透水系数大于6 mm·s-1,抗冻性和耐磨性良好.     

粗骨料与钢纤维对超高性能混凝土单轴拉伸性能的影响

为了提高含粗骨料超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)的单轴拉伸性能,采用单轴拉伸试验和图像分析技术分别研究了粗骨料掺量、颗粒粒径对含粗骨料UHPC单轴拉伸性能和钢纤维在UHPC体系中分散性能的影响规律。结果表明,随着粗骨料掺量及颗粒粒径的增大,钢纤维在UHPC体系中的分散系数和取向系数显著降低,含粗骨料UHPC的单轴拉伸初裂强度、裂后强度和耗能也随之减小。根据粗骨料颗粒最大粒径与钢纤维体积分数、直径间的匹配关系式(Dmax=3df/(Vf)0.5),采用纤维混杂可以充分发挥多尺度纤维与具有不同粒径分布的骨料间的分级匹配关系;粗骨料体积分数和颗粒最大粒径分别为10%和10mm时,采用平直钢纤维(直径0.12mm、长度10mm、体积掺量1.2%)和端钩钢纤维(直径0.35 mm、长度20mm、体积掺量1.8%)混杂实现了含粗骨料UHPC的单轴拉伸性能的提升,其裂后强度和耗能分别为8.69 MPa和11.10J。     

改性甲基丙烯酸共聚物分散剂对陶瓷复合料浆流变性及坯体强度的影响

烯丙基聚氧乙烯醚与甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯可通过自由基共聚获得两亲结构的水溶性高分子MPMA , 可作为陶瓷浆料分散剂。研究了MPMA 用量对石英/ 长石/ 粘土复合浆料流变性及坯体强度的影响, 并分析了其原因及分散稳定作用机理。结果表明: MPMA 的加入显著优化了料浆的流变性能并提高了成型后陶瓷的强度。在p H 值为9～10 时, MPMA 的最佳用量为0. 57 wt %(相对绝干浆料) , 料浆的Zeta 电位绝对值由28. 5 mV升高到65. 5 mV , 零剪切黏度由690. 9 mPa·s 降低到81. 6 mPa·s , 触变面积最小, 陶瓷料浆基本呈Newton流动特性, 显示了很好的分散性。与添加无机分散剂的陶瓷坯体相比, 添加MPMA 的陶瓷坯体强度由160 MPa升高到268 MPa 。      

混合量热法测定水合物浆体蓄冷密度

蓄冷密度是表征制冷剂水合物蓄冷性能的重要参数。根据能量守恒定律,设计搭建了混合量热装置,提出了测定具体工作温度区间制冷剂水合物浆体蓄冷密度的方法。利用这一方法测得由R141b/H2O粗混合体系和R141b/H2O微乳液体系制得的水合物浆体在4~12 ℃的蓄冷密度分别为49.6 kJ/kg和99.1 kJ/kg,约为水在此温度区间蓄冷密度的1.5倍和3倍。相对于水蓄冷而言,可有效减少蓄冷槽的占地空间。     

钢渣掺量对膏体早期强度及流变特性的影响

为探讨钢渣掺量对膏体早期强度和流变特性的影响效果,设计不同钢渣掺量的膏体早期强度与流变特性实验,使用XRD、TG/DTG和SEM等手段研究胶凝材料的水化产物,利用Zeta电位和pH计分析料浆屈服应力与黏度变化机理.结果表明,钢渣掺量由30％增至50％时,膏体早期(3 d、7 d、14 d和28 d)强度先增大后减小,钢渣掺量为35％时强度最优,养护28 d的净浆试样质量总损失为23.40％,水化产物更多,结构更致密.随钢渣掺量的增大,试样的屈服应力和黏度一直增大,固体颗粒间引力大和需要外力破坏絮凝结构是料浆屈服应力高的原因,而固体颗粒间的摩擦加剧是造成料浆黏度高的重要原因.     

高强再生骨料混凝土的配制及性能研究

采用再生粗骨料配制强度在50MPa或更大的高强再生骨料混凝土,并对其变形能力和耐久性进行测定,为高强再生骨料混凝土在工程上的应用提供理论和实验基础。通过一系列的抗压实验确定再生粗骨料的强度极限,并通过对水灰比的调整,使配制的高强再生骨料混凝土在强度上达到设计值,并以再生粗骨料取代率为0、30%、50%、80%和100%的高强再生骨料混凝土为研究对象进行实验。当再生粗骨料取代率为30%时,对再生混凝土的强度影响不大;之后混凝土强度随再生骨料的增加而降低。高强再生骨料混凝土与天然混凝土在耐久性上具有相似的性能,可以将高强再生混凝土应用于工程中。     

再生粗骨料混凝土的基本性能初探

根据近年来国内对外再生粗骨料混凝土性能的研究成果,通过对再生粗骨料混凝土的性能与普通混凝土进行对比分析,总结出再生粗骨料混凝土基本力学性能、耐久性及和易性的特点,并提出了改善这些性能的方法。     

再生粗骨料的随机特性及分级方法研究

通过96个不同来源废旧混凝土再生粗骨料样本的试验,研究了再生粗骨料吸水率、堆积密度、饱和面干表观密度和压碎指标的概率分布特征。试验结果表明,四个指标均服从正态分布。根据相对方差和极差分析结果,确定了吸水率和压碎指标作为再生粗骨料品质分级的控制指标。然后对不同来源再生粗骨料混凝土进行抗压强度试验,得到了再生粗骨料吸水率和压碎指标的分级范围,从而提出了再生粗骨料品质的分级方法。最后利用其他研究者的试验数据,验证了该方法对再生粗骨料分级的合理性。     

尿素浆体的制备及其流动特性研究

相变蓄冷浆体材料具有良好的流动性与高蓄冷密度,既可以充当蓄冷材料又可以作为载冷剂输送冷量。冰浆是一种安全高效的蓄冷介质,已广泛应用于蓄冷空调。然而冰浆制备温度低,限制其在空调系统中的能源利用效率。研究发现,对高质量浓度尿素溶液降温冷却可以制备尿素浆体,相变温度范围覆盖空调工况,且相变潜热较高,具有应用潜力。本文针对尿素溶液的热物性和尿素浆体的流动性能进行了实验研究,结果表明：质量浓度为43%~48%的尿素溶液的相变温度为5~12 ℃,潜热为213.7~223.2 J/g;尿素溶液（C＞32.5%）在液相线处密度随溶液质量浓度的增大而增大,运动黏度变化则相反;尿素浆体流动特性受固相率、Re的影响,不同工况下呈涨塑性流体特征。     

低活性酸性矿渣粉细度对胶结充填体早期强度的影响

为了解决以活性较低的酸性矿渣粉开发的胶凝材料胶结充填体早期强度较低的问题,利用对矿渣粉粉磨不同时间的机械活化来研究矿渣粉细度对早期强度的影响。结果表明:对原状矿渣粉粉磨1、1.5 h后,相对于原状矿渣粉的比表面积404.7m~2/kg,矿渣粉比表面积分别增大为521、577.2 m~2/kg;粉磨1 h矿渣粉的3 d抗压强度提高了33.3%,7 d抗压强度无明显增长;粉磨1.5 h矿渣粉的3、7 d抗压强度分别提高了22.2%、18.1%;矿渣粉胶凝材料的水化产物主要以针状钙矾石和团絮状C-S-H凝胶物为主,与骨料紧密粘结构成整体。