测定煤矸石骨料混凝土性能的试验分析

为探讨煤矸石作为骨料制备混凝土的可行性,采用煤矸石和碎石分别作为骨料制备混凝土试件进行干燥收缩性能和抗冻性能的对比分析。结果表明,煤矸石骨料混凝土的干燥收缩率比碎石混凝土大,主要由于煤矸石骨料吸水率较大;不同骨料混凝土的早期干燥收缩率都较大,当龄期超过120d后趋于稳定;在常用水灰比下,煤矸石骨料混凝土的抗冻性能指标满足要求,但煤矸石骨料混凝土的质量损失率较碎石混凝土有所增大,主要因为煤矸石骨料中的孔隙水产生较大冻胀应力。利用煤矸石制备混凝土可行。     

冻融和碳化交替作用煤矸石混凝土耐久性研究

为探究冻融和碳化交替作用下煤矸石混凝土的耐久性,利用冻融与碳化循环试验,研究其质量、动弹性模量、强度及碳化深度等方面损失特性,分析冻融和碳化相互作用机理。结果表明:质量损失率与循环数呈正相关;相对动弹性模量与循环数呈负相关,显著性为水灰比0.75水灰比0.65水灰比0.55;冻融对强度增长起负作用,损失率为0.32%~2.06%,碳化使强度增长,最大增长率7.11%;碳化与时间呈正相关,碳化-冻融对碳化影响比冻融-碳化显著,碳化差值0.94~2.07 mm。冬春交替对其损失率影响比秋冬交替更显著。     

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。     

酸雨作用下钢纤维煤矸石混凝土耐久性研究

基于酸雨循环侵蚀试验,探究了在不同pH值酸雨溶液与钢纤维掺量条件下,钢纤维增强煤矸石混凝土质量、劈裂抗拉强度及碳化深度等耐久性指标的变化特性。结果表明：第1次酸雨循环时,pH值为2.0酸雨溶液中钢纤维煤矸石混凝土达到最大质量,其增加率为0.25%,随后骤降到最小质量,其质量损失率峰值2.37%;钢纤维煤矸石混凝土劈裂抗拉强度损失率与循环数呈近似线性关系,其最大损失率为21.91%;不同pH值酸溶液中钢纤维煤矸石混凝土碳化深度与酸雨循环数呈正相关,显著性表现为pH=2.0＞pH=3.0＞pH=4.0;1.0%钢纤维掺量是钢纤维煤矸石混凝土的最优掺量,可优化其空隙结构,有效抑制酸雨溶液的侵蚀。     

养护湿度对混凝土耐久性影响的试验研究

模拟实际施工环境中的养护湿度,利用全自动温湿度控制仪,在温度恒定20℃,相对湿度分别为50％、65％、80％、以及95％的环境中对成型后的混凝土试件养护.待养护28 d后进行一系列的耐久性试验:抗压强度试验、抗冻性试验、毛细吸水实验,研究混凝土在不同湿度养护条件下的耐久性能.试验结果表明,混凝土试件的耐久性随着养护湿度的增加而提高,当养护湿度低于65％时,混凝土整体性能较差.     

盐冻循环作用下煤矸石混凝土耐久性研究

为研究盐冻循环作用下煤矸石混凝土耐久性能,通过盐冻循环试验,分析其质量、动弹性模量及抗压强度等裂化特性。结果表明：在氯盐溶液质量分数小于25%时,质量损失率与盐冻循环数呈正相关,随氯盐质量分数上升,其质量损失率逐渐降低,NaCl质量分数大于等于25%时,其质量损失率与循环数呈负相关;不同质量分数NaCl溶液中其动弹性模量损失率与盐冻循环数呈正相关,显著性表现为12%NaCl溶液＞3%NaCl溶液＞纯水＞6%NaCl溶液＞25%NaCl溶液;在相同盐冻循环条件下,其强度损失率与氯盐质量分数呈负相关,其显著性表现为25%氯盐＜12%氯盐＜6%氯盐＜3%氯盐。     

冻融交替作用下煤矸石混凝土性能裂化的研究

为探究冻融交替作用下煤矸石混凝土性能裂化规律,采用快冻法,分析不同水灰比和含气量对其质量、动弹性模量及强度等方面损失特性影响。结果表明：质量损失率与循环数呈正相关,其显著性为水灰比0.75>水灰比0.65>水灰比0.55;水灰比为0.65和0.75时,其相对动弹性模量显著降低,降低变化率分别为9.56%、11.2%;不同含气量条件下强度损失率与循环数呈正相关,显著性为含气量1.8%＞含气量3.5%＞含气量4.4%。     

矿用煤矸石混凝土力学性能试验研究

在系统分析当前煤矸石开发利用的基础上,提出一种面向矿山应用的大掺量煤矸石混凝土。与传统煤矸石混凝土相比,矿山工程领域对混凝土的强度要求相对较低,为大掺量使用煤矸石代替天然骨料提供了可能。文章以煤矸石骨料类型和替代率为变量,分别研究了不同配比设计对矿用煤矸石混凝土物理特性、工作性能和流动性的影响。研究结果表明：与细骨料相比,煤矸石粗骨料的掺量对矿用煤矸石混凝土力学特性的影响更加显著,细骨料主要影响煤矸石混凝土的工作性能;矿用煤矸石混凝土单轴抗压强度和弹性模量随着煤矸石骨料掺量的增加有所降低;随着煤矸石骨料掺量的增加,煤矸石混凝土的变形能力有所增强。研究成果有助于推动煤矸石混凝土在矿山工程领域的应用。     

高性能喷射混凝土的耐久性研究

本项研究采用了高活性细掺抖的水泥裹砂、水泥裹石工艺,喷射混凝土的耐久性大大提高,抗渗标号达到０．８ＭＰａ,碳化系数为０．８８,腐蚀系数为０．７８,干缩率降低１６．６％,长期强度（３６０ｄ）达到４０．７ＭＰａ,对耐久性提高的原因进行了分析。     

煤矸石用作混凝土骨料的可行性分析

为了实现煤矸石的综合利用,降低企业生产成本,针对煤矿煤矸石产量大、利用低等问题,对煤矸石作为混凝土骨料的可行性进行了探究。通过荧光光谱分析试验、粉末衍射试验,揭示了煤矸石的化学组成和矿物组成;将大粒径的煤矸石破碎后,分为普通煤矸石与原状煤矸石,通过物理性能试验,研究了两类煤矸石的颗粒级配、表观密度、吸水率、含泥量以及两类煤矸石的压碎指标。结果表明:神南矿区柠条塔煤矿所产煤矸石可以作为混凝土粗骨料使用,但若全部采用煤矸石作为混凝土粗骨料,难以制备强度等级较高的混凝土。     

煤矸石骨料钢筋混凝土柱的抗震性能试验研究

为探讨煤矸石骨料钢筋混凝土应用于建筑结构的可行性,对煤矸石骨料钢筋混凝土柱的抗震性能进行了基础实验研究,试验结果表明：① 在反复荷载作用下,柱结构轴压比较小时的破坏形态为弯曲破坏,破坏过程较为缓慢,延性较好,而轴压比较大时的破坏形态为弯曲剪切破坏,破坏过程迅速,延性较差;② 在反复荷载作用下,柱结构的箍筋不易屈服,而柱两端的架立筋很容易屈服;③ 柱结构轴压比较小时,其滞回曲线呈丰满的梭形,所经受的循环荷载次数较多,抗震性能较强;随着轴压比的增加,滞回曲线包含的面积越来越小,承载力下降明显,耗能能力减弱,抗震性能较差,说明构件轴压比越大,越容易发生破坏。以上表明,煤矸石骨料钢筋混凝土应用在建筑结构上是完全可行的。     

煤矸石与铁尾矿制备加气混凝土的试验研究

为综合利用固体废弃物煤矿石与铁尾矿,以煤矸石和铁尾矿为主要原料制备加气混凝土,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X-射线能谱(EDX)分析制品的水化产物和微观形貌,研究了煤矸石的最佳热活化温度以及各原料组分对加气混凝土物理力学性能的影响。结果表明,煤矸石最佳煅烧温度为600℃,制备出绝干密度为608 kg/m3、抗压强度为3.64 MPa的制品,符号《蒸压加气混凝土砌块》(GB 11968—2006)规定的A3.5,B06级加气混凝土合格品的要求;蒸压前水化产物中出现钙矾石,蒸压后制品中主要的水化产物为托贝莫来石、C-S-H凝胶和葡萄状水钙铝榴石。     

煤矸石基质土壤的水分入渗试验研究

为了解煤矸石基质土壤的水分特性,利用室内一维垂直入渗模拟试验,研究煤矸石山山顶、山腰、山脚处及3种矸土质量比(7∶3,5∶5,3∶7)的土壤水入渗规律。试验结果表明,煤矸石的初始入渗率、稳渗率由山脚到山顶逐渐减小,减小关系符合幂函数递减关系。山脚矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山腰的1.111和1.078倍;山腰矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山顶的1.096和1.102倍;矸土质量比为7∶3的初始入渗率和稳渗率分别为5∶5的1.152和1.149倍;矸土质量比为5∶5的初始入渗率和稳渗率分别为矸土质量比3∶7的1.179和1.057倍。矸土混合土壤的初始入渗率、稳渗率均随矸土质量比7∶3,5∶5,3∶7的减小而迅速减小,入渗达到稳定状态的时间随矸土比的减小而增加。考斯加可夫入渗模型更适合作为风化煤矸石的入渗模型;通用经验公式更适合作为掺土较多的矸土混合土壤的入渗模型。最终煤矸石基质土壤的累积入渗量为矸土质量比3∶75∶57∶3山顶山腰山脚。矸石掺土可以显著降低入渗率,提高累积入渗量,有益于煤矸石山水土保持和植物生长。     

煤矸石侧限加载-浸水-卸载实验研究

采用不同含水状态破碎矸石分别进行侧限压密、蠕变观测、慢速浸水、卸载实验。实验发现,矸石轴向压缩时,应力-压缩率曲线是一条非线性曲线,可用指数函数拟合;矸石在经过实验后,发生明显的颗粒破碎,不均匀系数增大,有效粒度减小,并且浸水试样破碎程度明显大于干燥及天然状态矸石;矸石在经过浸水后,发生明显的轴向附加压缩,浸水过程中压缩率增长了9.68%,占试样压缩过程变形的37%,产生“湿陷”现象。分析认为,矸石发生浸水湿陷的机制为水对矸石颗粒的软化及水的润滑作用使得颗粒重新破碎及位置再次调整,导致矸石整体被再次压密。     

煤矸破碎粒度分布规律的分形特征试验研究

为寻找煤矸破碎粒度的分布规律,根据分形理论建立了煤矸破碎粒度分布的分形表达式,并与威布尔分布比较,寻找煤矸破碎特性指数、破碎程度参数、分形维数与各影响参数的关系。首先对不同杆数的滚筒进行煤矸破碎试验,根据实验结果选择合适的杆数,并对参数间的关系进行探讨;其次,对不同杆形的滚筒进行煤矸破碎实验,根据实验结果确定杆形对煤矸破碎粒度分布的影响;最后对不同地质条件下的煤矸进行破碎实验,研究不同硬度的煤矸对煤矸破碎粒度分布的影响。研究结果表明：杆数为6、杆形为三角杆的滚筒破碎效果最好。威布尔分布、分形分布均可表示煤矸破碎粒度的分布规律,但用分形分布表示煤矸破碎粒度的分布规律,能更好地表达煤矸破碎粒度的的分布规律,可以更好地指导生产。     

Study on durability of concrete in coal mine

There are sulfate and chloride ions corrosion and carbonation to concrete in coal mine. Based on taking test of accelerated carbonation, corrosion of 3.5% weight of NaCl solution and 5% weight of Na2SO4 solution of coal mine concretes, durability of concretes which include spray concrete of C20, high performance concretes of C30 and C50 and effect of fly ash on durability have been studied. Results suggest that the coal mineral high performance concretes show good resistance capacities of carbonation, sulfate and chloride corrosion to meet the coal mine construction. And the higher the strength grade is,the better the resistance capacity of corrosion of carbonation is, chloride and sulfate.Moreover, fly ash improves resistance capacity of high performance concrete(HPC) to chloride and sulfate but decreases the resistance capacity of C30‘s to carbonation and average dynamic modulus.     

煤矸石混合料抗压回弹模量试验研究

路基回填材料的抗压回弹模量是路面结构基层或底基层设计的一个重要参数指标,文章针对邢台地区某类煤矸石的化学物理性质,根据均匀设计原理,在煤矸石中加入少量的粉煤灰、消石灰粉、水泥配制成不同配比的煤矸石混合料,并对抗压回弹模量进行试验研究。建立了煤矸石混合料抗压回弹模量与各掺合料掺量之间的回归方程,并提出此类煤矸石混合料抗压回弹模量的范围。     

煤制油炉渣替代巷旁充填混凝土细骨料试验研究

煤制油炉渣是煤化工产业的新型固体废弃物,现有的堆存处理对环境污染较大,给煤炭企业带来了很大的环保压力,亟需探寻煤制油炉渣的综合利用方法.本文借鉴工业废渣制备混凝土的经验,开展了煤制油炉渣替代混凝土细骨料的试验,在不同水灰比条件下,用煤制油炉渣分别以20％、40％、60％、80％和100％ 的比例替代混凝土的细骨料,测试...     

煤矸石资源化的研究进展

在分析了煤矸石化学成分与矿物组成的基础上,综述了煤矸石资源化的最新研究进展,比较了煤矸石各种资源化技术途径的合理性,分析指出了大量、充分且简便的利用煤矸石技术途径,是将其制备为火山灰活性材料,表明了将煤矸石进行煅烧是该技术途径的必要条件。