活性MgO-粉煤灰软土固化材料强度与机理研究

为了研发绿色可持续软土固化剂,采用无侧限抗压强度、X射线衍射和扫描电镜等系列试验,提出了活性MgO联合工业副产物粉煤灰新型固化材料,研究了活性MgO-粉煤灰浆体宏观强度和微观性质.结果表明:活性MgO-粉煤灰胶凝材料试样抗压强度随活性MgO掺量增加、养护龄期增长和水灰质量比降低而显著提高;活性MgO-粉煤灰胶凝材料破坏应变主要集中在1%~3%,且变形模量与抗压强度之间呈线性关系;Mg(OH)_2和水化硅酸镁(M-S-H)这2种胶结产物是使活性MgO-粉煤灰-H_2O材料体系强度性能显著改良的最主要原因.     

活性MgO固化淤泥水稳特性试验研究

将绿色、低碳、环保的活性MgO引入淤泥固化处理,通过对比活性MgO、MgO-粉煤灰及传统固化剂水泥固化淤泥试样,分析不同浸水时间下试样外观、质量、应力-应变关系和无侧限抗压强度等性质,综合评价活性MgO基材料固化淤泥的水稳特性.结果表明：活性MgO固化淤泥水稳性显著优于未固化淤泥,且水稳性随掺入MgO质量分数和标准养护龄期的增加而增强;粉煤灰的加入可以显著改善活性MgO固化淤泥的抗压强度和水稳性;浸水时间增加对固化淤泥无侧限抗压强度呈削弱效应,提高掺入活性MgO质量分数可以减小固化淤泥破坏应变;整体上,活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性优于活性MgO,活性MgO优于传统固化剂水泥.微观分析表明：Mg（OH）₂和水化硅酸镁M-S-H等胶结物质是活性MgO和活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性增强的最主要原因.     

硅酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的干燥收缩开裂分析

目的研究硅酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的抗开裂能力.方法通过实验测定了硅酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的自由干燥收缩应变和在环形约束条件下的受限干燥收缩应变随龄期的发展,并测试了环形试样的开裂时间及初始裂纹宽度.结果相同水胶比条件下,试样的自由干燥收缩应变随粉煤灰粉煤掺量的增加而增加;粉煤灰掺量为40%和60%时,试样的受限干燥收缩应变大于硅酸盐水泥体系,粉煤灰掺量为20%时,试样的受限干燥收缩应变与硅酸盐水泥体系的发展相近.试样的开裂时间在水胶比为0.28条件下随粉煤灰的掺量的增加而增加,在水胶比为0.50条件下,粉煤灰掺量40%时最长.相同水胶比时,粉煤灰掺量超过一定量时初始裂缝宽度下降.结论从受限状态下的环形试样的开裂时间可以看出,在较低的水胶比条件下粉煤灰提高复合胶凝材料的抗开裂能力较明显.     

川藏铁路石灰石粉–水泥基材料抗低温硫酸盐侵蚀研究

为研究川藏铁路掺石灰石粉混凝土抗低温硫酸盐侵蚀性能,通过对低温硫酸盐溶液浸泡侵蚀和电脉冲低温硫酸盐侵蚀作用下掺不同石灰石粉的水泥基材料的外观侵蚀变化等级、质量评价参数、抗压强度评价参数、孔隙特征以及侵蚀产物的测试,研究了低温环境下石灰石粉掺量对水泥基材料硫酸盐侵蚀行为的影响规律,并建立非单调Wiener随机过程模型对低温环境下石灰石粉-水泥基材料硫酸盐侵蚀服役寿命进行了预测。结果表明:（1）低温环境下硫酸盐浸泡侵蚀反应缓慢,侵蚀周期内,石灰石粉-水泥基试件外观未出现可见剥落、质量持续增加;强度先提高后降低,在侵蚀120d时出现转折;孔隙先细化后劣化,在侵蚀90d时出现转折;在侵蚀180d时有少量碳硫硅钙石生成。（2）电脉冲加速了低温环境下石灰石粉-水泥基硫酸盐侵蚀反应,电脉冲低温硫酸盐侵蚀60d时,试件表面开始剥落,质量和强度下降,内部孔隙劣化。石灰石粉掺量越多,碳硫硅钙石侵蚀破坏就越严重,石灰石粉掺量为40%的试件在侵蚀60d时就有碳硫硅钙石生成,而石灰石粉掺量为10%、20%的试件在侵蚀90d才生成碳硫硅钙石。（3）基于Wiener随机过程的可靠性寿命退化分析表明,电脉冲低温硫酸盐侵蚀作用下掺10%、20%和40%石灰石粉-水泥基材料室内加速侵蚀寿命分别为265d、130d及105d。     

混凝土的硫酸盐侵蚀机理及其影响因素

通过分析混凝土硫酸盐侵蚀反应类型,阐明了混凝土硫酸盐侵蚀机理;通过对混凝土组分、混凝土内部孔隙类型及其分布、侵蚀溶液及混凝土所处的工作环境的研究,探讨了影响混凝土硫酸盐侵蚀的因素,并在此基础上从降低混凝土组分与硫酸盐反应的活性和改善混凝土的孔隙结构等方面提出了提高混凝土抗硫酸侵蚀能力的思路和途径.     

混凝土的硫酸盐侵蚀机理及其影响因素

通过分析混凝土硫酸盐侵蚀反应类型,阐明了混凝土硫酸盐侵蚀机理;通过对混凝土组分、混凝土内部孔隙类型及其分布、侵蚀溶液及混凝土所处的工作环境的研究,探讨了影响混凝土硫酸盐侵蚀的因素,并在此基础上从降低混凝土组分与硫酸盐反应的活性和改善混凝土的孔隙结构等方面提出了提高混凝土抗硫酸侵蚀能力的思路和途径.     

粉煤灰对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

研究了粉煤灰对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响.试样为40mm×40mm×160mm细碎石混凝土和20mm×20mm×20mm水泥石,粉煤灰取代水泥用量为10%,30%和50%.半年浸泡试验表明,R<1.5的粉煤灰提高了混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,在一定的粉煤灰掺量范围内,掺量增加使改善效果更好.XRD和MIP分析表明,粉煤灰通过其火山灰反应一方面降低了Ca(OH)2的含量,另一方面增强了水泥石的密实性,这有利于减少钙矾石和石膏的生成.     

地铁车站抗渗防水混凝土配合比正交试验研究

针对地铁车站混凝土结构渗漏技术难题,以合肥轨道交通4号线为工程背景,采用正交试验方法,确定考虑粉煤灰、矿粉、膨胀剂、纤维素纤维等混掺组分的试验方案;开展混凝土试样的物理力学特性、限制膨胀率、相对渗透系数、低场核磁共振孔隙结构等试验,分析主要混掺材料掺量对其抗渗防水混凝土主要性能的影响,以及孔隙结构特征与相对渗透系数关系。试验结果表明:粉煤灰、矿粉在10%～20%掺量能提高混凝土28 d抗压强度;当膨胀剂掺量为8%时,混凝土28 d抗压强度降低;纤维素纤维在0.9～1.5 Kg/m3掺量范围内,28 d劈裂抗拉强度随掺量增加而增加;优化得出抗渗防水混凝土配合比为:水泥:粉煤灰:矿粉:膨胀剂:砂:石子:水:纤维素纤维:减水剂=1:0.214:0.214:0.086:2.749:4.123:0.636:0.005:0.012,相对于基准组28 d抗压、劈裂抗拉强度分别提高17%、14.6%,小孔隙面积减少52.5%,孔隙度降低55%,相对渗透系数降低32%。     

粉煤灰基地聚物再生混凝土的抗硫酸盐性能研究‘’研究生论坛‘’

实验利用再生粗骨料替代天然粗骨料,设计了6组不同再生骨料取代率(0%、50%和100%)的碱激发粉煤灰基地聚物再生混凝土和普通再生混凝土的配比方案。依据国家标准GB/T 50082-2009中抗硫酸盐侵蚀试验方法,结合地聚物特性通过测定各组试件在不同循环次数下的抗压强度、质量和动弹性模量并结合微观结构变化进行对比分析。结果表明,侵蚀过程中RAC与GRC的质量变化率均较小,RAC最大为1.8%,GRC则为0.7%;三种不同RAC的强度发展趋势相同,但抗蚀系数表明RAC50的抗蚀性能最好。三种GRC试样侵蚀前后强度增长趋势相同但强度值随再生骨料掺量增大而减小,抗蚀系数显示侵蚀过程加速了GRC试样强度发展;RAC与GRC侵蚀试样的动弹性模量变化差异也反映了各自强度发展的不同机制;微观分析说明影响RAC试样抗硫酸盐性能的关键因素是孔隙结构,而决定GRC性能发展的主要因素是再生骨料自身的结构缺陷。     

UFA水泥基材料早期自干燥及自收缩研究

基于水泥石孔隙理论对超细粉煤灰（Ultra-fine fly ash，简称UFA）水泥基材料的早期自干燥效应进行了理论分析及试验研究。在此基础上，采用改进的混凝土自收缩试验装置对UFA混凝土的早期自收缩变形进行了测试。结果表明，相比于基准水泥石，UFA水泥石内部自干燥程度大大降低；且随着UFA的掺入，混凝土早期水化反应的有效水灰比增大，自收缩变形随之减小，进一步证明水泥基材料早期内部孔隙的自干燥效应与混凝土的早期自收缩变形具有较好的相关性。     

基于骨架构建污泥固化体收缩与开裂特性的研究

针对传统污泥固化方法中固化污泥体易收缩开裂等问题,基于骨架构造原理,用煤矸石作为骨料,加入水泥、生石灰、粉煤灰等固化材料,按照不同配比对污泥进行一系列的固化实验。考察了在28 d养护龄期污泥固化结实体的开裂与收缩特性。研究表明加入煤矸石作为骨料能有效地抑制固化污泥的收缩与开裂,生石灰能抑制开裂,粉煤灰对污泥固化体的收缩开裂特性影响较小。     

粉煤灰-脱硫石膏水泥基材料水化活性及微结构

采用DTA—TG、XRD、SEM以及宏观水化收缩和强度试验等手段研究了粉煤灰一脱硫石膏一水泥三元复合胶凝体系的水化过程、活性效应及微观结构等,根据试验结果总结了复合胶凝材料的水化动力学过程。结果表明,粉煤灰一脱硫石膏水泥石的钙矾石吸热峰强于基准样;在各组分相互活性激发和外掺激发剂作用下,粉煤灰一脱硫石膏水泥石中2次水化效应明显;SEM、XRD表明水泥石早期有明显的钙矾石生成,同时粉煤灰颗粒的表面侵蚀现象明显,进一步说明复合胶凝体系的早期活性得到有效激发,硬化后综合性能得到有效保证。且宏观收缩及强度试验也从侧面印证了微观试验结果。粉煤灰一脱硫石膏水泥基复合胶凝材料体系的研发可大量消耗燃煤电厂的工业废渣,具有显著的“绿色”效应。     

活性MgO-粉煤灰固稳铅污染土冻融和温度效应研究

采用活性MgO和MgO-粉煤灰固稳不同初始Pb2+浓度污染土,通过冻融循环、恒温养护和毒性浸出试验,从无侧限抗压强度、浸出液pH值、Pb2+溶出浓度等角度评价了固稳铅污染土耐久性(冻融循环与温度效应),结果表明,活性MgO和MgO-粉煤灰可显著提高土体抗压强度、Pb2+稳定性及抵抗冻融循环能力.冻融循环次数增加,抗压强...     

聚丙烯纤维混凝土抗压强度与收缩性能时变规律研究

为了提高混凝土强度与改善混凝土的收缩性能,在混凝土中掺入聚丙烯纤维、硅灰及粉煤灰等掺合料,采用平行组对比试验,研究了掺合料对混凝土抗压强度和干燥收缩性能的影响规律,得到了相应的回归公式.结果表明,单掺粉煤灰的混凝土3,7,28 d抗压强度明显低于基准组,56 d抗压强度与基准组相差不大;复掺粉煤灰和硅灰混凝土的早期和后期抗压强度较单掺粉煤灰混凝土有不同程度的提高;聚丙烯纤维、粉煤灰和硅灰复掺可以显著抑制混凝土干燥收缩,且混凝土龄期与收缩率符合对数函数关系.     

二灰固化石油污染盐渍土的力学增强演变机制

为实现石油污染土固化处置后资源化利用,通过无侧限抗压和扫描电镜试验,探讨在不同龄期下,石灰质量分数、粉煤灰质量分数和石油污染水平的交互作用,依托响应面法分析固化污染土强度的形成、发展及固化增强机制.结果表明,固化初期(7 d内),污染水平较大和二灰质量分数较小(石灰4%、粉煤灰18%)均有利于改善土体整体性,过量二灰易于造成土体膨胀和水分进入;固化中期(7~14d),固化反应以化学作用为主,固化材料的火山灰反应致所需二灰质量分数增加较大;石油的物理包容对火山灰反应存在延迟作用,导致固化后期(14~28 d)强度仍有较大增长,生成物与粉煤灰协同固化石油污染物和重度污染土形成结构疏松的大型团聚体,降低了生成物的结晶程度.建议针对重度石油污染土,适当延长龄期和增加二灰质量分数,以使强度趋于稳定,确保固化材料性能得到充分发挥.     

硫酸盐环境下PVA-FRCC强度退化与寿命预测分析

为研究硫酸盐环境下PVA纤维增强水泥基复合材料(polyvinyl alcohol fiber reinforced composites composite,简称PVA-FRCC)强度退化机理和使用寿命,采用灰色理论GM(1,1)模型模拟硫酸盐环境下PVA-FRCC试件强度退化规律,分析硫酸盐干湿循环与长期浸泡两种侵蚀方式、纤维掺量、粉煤灰掺量对强度退化的影响,基于强度退化规律预测PVA-FRCC的使用寿命。结果表明:GM(1,1)模型能够很好地预测PVA-FRCC强度退化规律,模型精度高且稳定;PVA纤维掺量为1%时材料表现出较好的抗硫酸盐侵蚀能力,使用寿命较长;相比长期浸泡,干湿循环侵蚀方式可加速材料强度的退化,降低使用寿命;大掺量粉煤灰可提高材料抗压强度,从而改善PVA-FRCC的抗硫酸盐侵蚀性能,增加使用寿命。     

干湿交替环境下混凝土受硫酸盐侵蚀劣化机理

通过试验模拟干湿循环作用下混凝土受不同质量分数硫酸钠的侵蚀特点,从不同侵蚀时间后混凝土的表观特征、质量经时变化规律、混凝土中硫酸根离子分布、侵蚀深度、混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度经时退化规律、变形经时变化规律等方面全面衡量混凝土的硫酸盐侵蚀损伤特征;讨论硫酸盐溶液质量分数、侵蚀龄期对混凝土损伤累积规律的影响;根据SEM图像分析受蚀混凝土的微观结构特征,揭示了干湿循环和硫酸盐侵蚀共同作用下,不同侵蚀时期后混凝土损伤的演变机理.试验结果表明,在干湿循环作用下硫酸钠对混凝土的侵蚀损伤是侵蚀产物与硫酸盐结晶膨胀共同作用的结果;在侵蚀初期由于晶体的填充密实作用,使得受蚀混凝土的质量、强度与延性增大;随着侵蚀时间的延长,混凝土不仅受到钙矾石、石膏等侵蚀产物的膨胀损伤作用,而且叠加了干湿循环过程中Na2SO4·10H2O的结晶膨胀作用,使得混凝土损伤反复进行并不断累积,加速了混凝土的受蚀劣化速度,质量、强度逐渐降低,脆性变大;由于拉应力的叠加效应,混凝土劈裂抗拉强度对硫酸盐侵蚀损伤更敏感.     

硫酸盐长期侵蚀下混凝土受弯构件受力性能试验

通过硫酸盐介质环境中长期工作混凝土构件受弯试验和混凝土材料性能试验,指出在某些情况下受硫酸盐侵蚀混凝土受弯构件可会有更好的抗裂性能。     

大孔生态混凝土强度与抗硫酸盐侵蚀性能

为了降低成本和提高抗硫酸盐侵蚀性能,按总胶凝材料用量30%的取代量掺入粉煤灰和矿粉,通过调整细骨料用量来控制大孔混凝土的孔隙率,分别制备了孔隙率为15%、20%和25%的粉煤灰系列和矿粉系列大孔生态混凝土.研究了胶凝材料用量、水胶比和孔隙率对大孔生态混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律.结果表明:大孔混凝土的强度随着胶凝材料用量的增加、水胶比的减小和孔隙率的降低呈线性缓慢地增大;大孔生态混凝土的硫酸盐侵蚀作用在内外同时发生,其抗硫酸盐侵蚀能力明显低于普通混凝土,但当矿物掺合料用量达胶凝材料总量30%时,60次干湿循环后的抗侵蚀系数大于100%.     

碱激发胶凝材料抗硫酸盐侵蚀机理的探讨

对碱-矿渣、碱-粉煤灰、碱-偏高岭土和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀机理进行了探讨,其中用普通硅酸盐水泥作为对比样.采用实验室加速试验法(即干湿循环法),并对侵蚀后的碱激发胶凝材料的产物进行X射线衍射(XRD)分析.结果表明:在5%的硫酸钠溶液中,碱激发胶凝材料砂浆主要是由于环境中硫酸钠溶液浸入试块孔隙中,使盐结晶产生体积膨胀而破坏,而普通硅酸盐水泥砂浆主要是由于生成膨胀性产物石膏和硫酸钠盐结晶而破坏.