高性能人造硅酸盐骨料及其混凝土的性能研究

 利用固体废弃物研制了一种高性能的人造硅酸盐骨料,期望可以取代天然骨料用于混凝土制备。采用水热合成的方法,将工业固体废弃物制备成堆积密度为859 kg/m³,筒压强度最高达20.65 MPa 的人造硅酸盐骨料。将人造硅酸盐骨料作为粗骨料配制混凝土,混凝土的28 d 抗压强度为52.26~68.71 MPa,表观密度为1881~1949 kg/m³。在基体相同的情况下,将人造硅酸盐骨料与普通石子进行等体积替换,配制的混凝土的28 d 抗压强度相当,但人造硅酸盐骨料混凝土的表观密度比普通混凝土降低约20.5%,具有轻质高强的特点,能够达到结构混凝土的要求。从混凝土的破坏形态看,人造硅酸盐骨料与基体的界面结构比天然骨料好,界面强度高,无界面剥落的情况发生。     

钢纤维陶粒轻骨料混凝土受拉性能试验

采用工程中常用的陶粒作为轻骨料,制成界面粘结强度较高的陶粒轻骨料混凝土,研究不同钢纤维掺量的钢纤维轻骨料混凝土的受拉性能.根据试验数据得出钢纤维轻骨料混凝土立方体劈拉强度随钢纤维体积率变化的规律,拟合出其劈拉强度与立方体抗压强度的关系式.试验结果表明,其抗拉强度提高幅度较大.当钢纤维体积率为2.5%时,试件的劈拉强度和抗折强度值分别提高55.9%和77.31%,钢纤维轻骨料混凝土的拉压比也随着钢纤维体积率的增加而增大.     

净浆裹骨料工艺在掺粉煤灰混凝土中的应用

本文对净浆(?)骨料工艺在掺粉煤灰混凝土(简称粉煤灰混凝土)中的增强效果进行了研究.试验表明对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的粉煤灰混凝土,采用净浆(?)骨料工艺后,其各龄期强度都显著提高,对不同的粗骨料品种,工艺效果都较好,微(?)研究表明,净浆(?)骨料工艺减少了自由水分向界面的集中,提高了界面区密实度,从而使混凝土的强度得到提高.     

蒸养轻骨料-粉煤灰加气混凝土砌块结构与性能

采用SEM、容重、强度、干缩和碳化等检测方法，研究了添加轻骨料、微沫剂、发气剂和微细集料等制成的蒸养轻骨料—粉煤灰加气混凝土砌块的结构与性能．研究结果表明，制品中气孔结构均匀、细化，最大孔径小于0．6mm，以0．2-0．5mm为主；当轻骨料与料浆的密度等级、体积比例、强度相互匹配时，轻骨料均匀分布在料浆中，并形成紧密的界面结构；随着轻骨料体积分数由30％增至45％时，制品干缩值明显减小，碳化系数下降．通过上述措施制成的制品在95℃养护1d后，其强度、干缩和碳化性能可达到蒸压加气混凝土砌块国家标准GB／T11968—1997的要求．     

相变储能骨料和硅粉掺量对混凝土抗压强度影响的试验与分析

以膨胀珍珠岩作为基体材料吸附硬脂酸丁酯制备相变储能骨料。对掺加不同掺量的相变储能骨料和硅粉的混凝土进行了抗压性能试验研究。试验结果表明,相变储能骨料的掺加会导致混凝土的抗压强度降低,当掺量为10%时,抗压强度的降低幅度在10%的范围内。硅粉的掺加能够提高混凝土的抗压强度,掺量在5%~10%时,抗压强度至少提高22%。相变储能骨料和硅粉复合掺加时,相变储能骨料掺量为20%,硅粉掺量为5%时效果最好,抗压强度与素混凝土的基本相同。     

再生骨料混凝土抗压强度的试验研究及其机理分析

通过试验研究再生骨料取代率对C20、C30再生骨料混凝土(RAC)流动性和抗压强度的影响,结果表明:再生骨料混凝土坍落度随再生骨料取代率增大而减小;当再生骨料取代率为20%、40%、60%、80%和100%时,再生骨料混凝土抗压强度较普通混凝土均明显降低,最大降幅分别达27.5%、28.4%;取代率为50%时再生骨料混凝土抗压强度较普通混凝土分别高出7.2%、6.1%。SEM图像显示旧浆体区内存在较多微裂纹,而新浆体区结构更致密。再生骨料取代率及界面过渡区微观结构是影响再生骨料混凝土抗压强度的主要因素。提高再生骨料品质、优化再生骨料级配、改善界面过渡区微观结构是提高再生骨料混凝土抗压强度的根本途径。     

混凝土骨料对界面过渡区的影响与改善评述

混凝土界面过渡区是影响混凝土强度的一个重要因素,本文着重从混凝土骨料对界面过菠区的影响出发,探讨影响界面过菠区粘结强度、结构的因素,并提出相应的改善措施。     

相变储能混凝土的动态冲击试验与分析

本文采用变截面霍普金森压杆试验装置对相变储能混凝土进行动态冲击压缩试验,相变储能骨料是以膨胀珍珠岩为基体材料吸附硬脂酸丁酯制备而成的,对不同掺量的相变储能骨料与硅粉的混凝土进行动态冲击压缩试验;试验结果表明,硅粉能够增强混凝土的动态力学性能,在硅粉掺量为0%～10%之间,随着硅粉掺量的增加动态抗压强度呈现增强趋势,强度大约提高了25%,此外,在硅粉掺量为10%～15%之间可能存在应力最大值;相变储能骨料的掺加并未对混凝土的动态力学性能产生较大影响。     

混杂再生骨料混凝土抗压计算研究

通过试验研究了水灰比、骨料类型和再生骨料混杂比例对混凝土抗压强度的影响.通过对混凝土Bolomey抗压强度计算模型进行修正,建立了混杂再生骨料混凝土抗压强度计算模型.研究结果表明:不同骨料类型混凝土的抗压强度均随着水灰比的减小而增大;再生砖骨料混凝土在不同水灰比条件下相比天然骨料混凝土强度降低幅度在15.43%～38.34%之间;再生混凝土骨料混凝土在不同水灰比条件下相比天然骨料混凝土强度降低幅度在1.20%～15.81%之间;随着再生砖骨料在混杂骨料中取代率的增加,混杂再生骨料混凝土的抗压强度逐渐降低.建立的再生骨料混杂比例预测模型可以根据混杂再生骨料的吸水率确定再生砖骨料所占的质量比;建立的混杂再生骨料混凝土抗压强度计算模型计算误差在5%以内,计算精度较高,可为混杂再生骨料混凝土配合比设计提供参考.     

碱磷渣胶凝材料硬化浆体及其与骨料界面结构

为研究碱磷渣胶凝材料的高强机理,用扫描电子显微镜研究了碱磷渣胶凝材料硬化浆体结构及其与骨料界面的结构,用压汞法研究了硬化浆体孔结构,并与硅酸盐水泥浆体的结构进行了对比.结果表明,与硅酸盐水泥浆体相比,碱磷渣胶凝材料浆体结构非常致密,孔隙率很低,孔径细小,浆体与骨料界面结构紧密,不存在如硅酸盐水泥浆体与骨料界面区常存在的Ca(OH)2定向生长及较非界面区疏松的情况.     

废砖再生粗骨料混凝土强度指标换算关系试验研究

研究分析了水灰比对废砖再生粗骨料混凝土各种强度指标的影响。在试验数据的基础上,通过统计回归,初步给出了废砖再生粗骨料混凝土立方体抗压强度与其他强度指标之间的换算关系。试验结果表明：废砖再生粗骨料混凝土各种强度均比普通混凝土要低,其强度换算关系并不同于普通混凝土。     

再生骨料混凝土梁抗剪性能试验研究

通过8根再生混凝土有腹筋梁和4根普通混凝土有腹筋梁的对比试验,研究了再生混凝土梁斜截面的破坏形态、斜向开裂荷载和抗剪承载力.结果表明:再生混凝土抗压强度、梁的剪跨比和配箍率等因素影响再生混凝土梁的抗剪性能,再生混凝土梁的斜向开裂荷载比普通混凝土梁低6%~20%;在配箍率相对较高的情况下,再生混凝土梁的抗剪承载力与普通混凝土梁相差不大;配箍率偏小时,抗剪承载力相差较大,幅度达23%;再生混凝土梁的抗剪承载力随着剪跨比的增大而减小.根据试验结果,拟合出再生混凝土梁斜向开裂荷载以及抗剪承载力计算表达式.     

钢纤维增强超高强混凝土拉压比试验研究

在超高强混凝土(C100级)中掺入螺纹型钢纤维,通过立方体抗压强度与劈裂抗拉强度试验,研究钢纤维对超高强混凝土增强增韧效果和拉压比性能的影响.立方体试件尺寸为100mm×100mm×100mm,钢纤维掺量为0、0.50%、0.75%、1.00%、1.50%.试验结果表明,掺入钢纤维后,超高强混凝土立方体试件裂缝开展路径较多,裂而不散,坏而不碎,抗压韧性显著增强;抗压强度提高10.6%～15.5%,劈裂抗拉强度提高38.2%～91.9%;掺入钢纤维的超高强混凝土拉压比为0.060 5～0.084 6,拉压比提高24.08%～73.46%.提出了钢纤维超高强混凝土立方体抗压强度与劈裂抗拉强度预测模型,预测值与试验值误差分别在±1.79%、±17.84%范围内.掺入钢纤维可使超高强混凝土脆性大、韧性小的缺点得到显著改善.     

煤矸石保温混凝土抗压强度与弹性模量试验研究

煤矸石保温混凝土是以玻化微珠为保温骨料,煤矸石取代部分天然石子为粗骨料的一种结构自保温材料。为研究煤矸石掺量对煤矸石保温混凝土抗压强度、弹性模量的影响,以煤矸石掺量为变量,研究掺量分别为0、30%、50%、70%、100%时,煤矸石保温混凝土的抗压强度和弹性模量。试验结果表明:煤矸石保温混凝土的强度、弹性模量随着煤矸石掺量的增加而降低,当煤矸石掺量为100%时,与玻化微珠保温混凝土相比,抗压强度和弹性模量分别降低了38.28%、39.79%;不宜采用《混凝土结构设计规范》中的计算公式计算煤矸石保温混凝土的弹性模量,通过回归分析得出了煤矸石保温混凝土弹性模量的计算公式。     

再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度试验

制作再生混凝土骨料替代率为75%、抗压强度达到MU10的再生混凝土多孔砖。对18个再生混凝土多孔砖砌体试件在轴心荷载作用下的试验进行研究。考察再生混凝土多孔砖砌体在不同砂浆强度下的受压性能和极限承载力,分析砌体的受压变形过程和破坏特征。结果表明:再生混凝土多孔砖砌体的受压性能和普通混凝土多孔砖砌体的受压性能基本相似,极限状态时多孔砖砌体被贯通的竖向裂缝分隔成若干独立小立柱,小立柱被压坏,再生混凝土多孔砖砌体轴心抗压强度略小于普通混凝土多孔砖砌体。通过对试验数据的分析,参考现行《砌体结构设计规范》建议的公式,提出了再生混凝土多孔砖砌体的轴心抗压强度计算公式。     

钢纤维轻骨料混凝土的强度和变形性能

采用人造膨胀珍珠岩作粗骨料 ,同时掺入随机乱向分布的短钢纤维 ,配制成一种新型的多相材料复合的混凝土——钢纤维轻骨料混凝土 .对新型混凝土材料进行立方体抗压强度、劈拉强度、弯折强度、轴心抗压强度和弹性模量等试验 ,研究其强度、变形等力学性能 .试验结果表明 ,采用轻骨料和加入钢纤维后 ,混凝土的强度和变形等力学性能的改善 ,效果十分显著 .     

高石粉含量下C80混凝土力学性能数值模拟研究

为研究石粉含量和纤维掺量对C80混凝土基本力学性能（包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量）的影响,本文结合Digimat和Abaqus建立2D随机骨料模型、3D纤维混凝土细观模型。将不同石粉含量、纤维掺量下混凝土的数值模拟与同等条件下基本力学试验结果进行对比分析：2D随机骨料模型中过高（石粉含量大于5%时称为高石粉含量）的石粉含量会降低混凝土的整体力学性能,石粉含量越低模拟值与试验值越接近,当石粉含量为5%时混凝土的整体力学性能达到最佳。3D纤维混凝土细观模型中不同纤维类型对高石粉含量混凝土的强度有不同影响,与玄武岩纤维相比,铜镀纤维的掺入对高石粉含量下混凝土力学性能的增幅更明显。铜镀纤维体积分数为4%和6%时均能提高混凝土力学性能,当体积分数为6%时,混凝土数值模拟与试验结果误差小于7.1%且力学性能达到最优;玄武岩纤维混凝土的抗压性能随纤维体积率的增加而降低,当纤维体积率为1 kg/m3时数值模拟结果与试验结果误差范围在0.4%-8.7%,但对混凝土整体力学性能的提升较小。     

AEP混凝土搅拌工艺的增强效果与机理

本文对AEP搅拌新工艺进行了研究.试验表明,对于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥不同的水泥品种,采用AEP搅拌工艺后,混凝土的抗压强度都有大幅度的提高.微观分析认为,采用AEP搅拌工艺,改善了混凝土界面过渡层的结构,强化了界面粘结,从而使混疑土强度得到显著提高。