磷渣粉对水工混凝土性能的影响分析

通过对混凝土掺杂磷渣粉的多项性能分析,探讨掺杂磷渣粉对水工混凝土性能的影响。     

掺磷渣粉混凝土的基本性能试验

现在工程中大量使用粉煤灰作为掺和料，用来提高混凝土的强度、改善混凝土的抗渗、抗侵蚀等性能，这样也使得粉煤灰供不应求，经济成本增加并且资源短缺。为了解决这种矛盾，开发新的资源作为补充已经势在必行。磷渣粉是生产黄磷时产生的工业废渣，资源十分丰富，且大量的磷矿渣均采用露天堆放造成了环境污染。为了改善环境，提高磷矿渣利用率，本文进行了一系列试验来研究磷渣粉作为掺和料的可行性。     

大掺量矿渣粉混凝土抗冻性能的研究

研究了用50%和70%(质量分数)矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:大掺量矿渣粉混凝土能经受175～200次冻融循环。矿渣粉掺量为50%时,其抗冻性能甚至优于硅酸盐水泥混凝土。在掺量加大为70%但不掺外加剂的情况下,矿渣粉的掺入对混凝土的抗冻性也无明显的劣化作用。另外,掺用0.5%的FDN减水剂,对大掺量矿渣粉混凝土的抗冻性具有较好的改善作用,可以配制满足大部分南方建筑工程抗冻要求的混凝土。     

高温后钢管超高强石渣混凝土短柱的轴压性能

低碳超高强石渣混凝土是作者利用本地原材料以低至350 kg.m-3的水泥消耗量自主研发的新型环境友好型混凝土.本文以试件的直径、径厚比、混凝土强度等级、混凝土类型和温度为试验参数进行了12根试件的轴心受压试验,考察了高温后钢管超高强石渣混凝土短柱在轴心受压时的破坏形态,研究高温后钢管超高强石渣混凝土短柱的力学性能和剩余承载力.试验结果表明:在试验参数范围内,高温后试件的荷载-平均应变关系曲线与常温下的曲线相似,都可以分为弹性阶段、弹塑性阶段、承载力下降段和承载力回升段等4个阶段;但高温后的曲线的弹性变形阶段明显缩短,弹性极限荷载与极限荷载的比值减小,刚度明显蜕化;峰值应变增大,而最大压缩应变明显减小;高温后钢管超高强石渣混凝土的剩余承载力系数比钢管聚丙烯纤维超高强石渣混凝土的大,而高温后这两者的剩余承载力系数均比钢管混凝土的高,并分析了其机理.     

硅粉掺量对钢纤维混凝土抗冲耐磨性能的影响

基于钢纤维掺量为0.8%的3个不同等级的混凝土,在满足和易性要求的前提下,掺入不同量的硅粉进行配合比试验,利用HNK-3型混凝土抗含沙水流冲刷仪对多组混凝土进行抗冲耐磨试验.结果表明,混凝土抗冲耐磨强度随着硅粉掺量的增加呈现出先增强后减弱的趋势,硅粉掺量临界点10%对应其抗冲耐磨的峰值强度.对比4个硅粉掺量的钢纤维混凝土微观影像可知,临界点处的硅粉掺量能最有效的提升钢纤维、水泥和混凝土骨料之间的黏结力,使钢纤维混凝土的抗冲耐磨强度获得显著提升.     

硅藻土掺量和硅粉掺量对混凝土抗压强度影响的试验与分析

为制备具有一定强度的次轻混凝土,进行了不同硅藻土掺量和硅粉掺量的混凝土抗压强度试验,并对试验结果进行了分析。试验结果表明:随着硅藻土掺量的增大,混凝土的抗压强度和比强度均逐渐降低,但抗压强度离散性逐渐减小;硅粉的掺加可以提高混凝土的抗压强度,当硅粉掺量从0%增长到8%时,混凝土抗压强度有所增长;从8%增长到12%时,混凝土抗压强度略有降低;双掺硅藻土和硅粉的合理掺量为硅藻土等体积取代石子10%,硅粉等质量取代水泥8%,其抗压强度和比强度与素混凝土相近,可以用来制备具有良好力学性能的次轻混凝土。     

3D打印磷渣粉混凝土的试验研究

研究3D打印磷渣粉混凝土的工作性、力学性能和微观结构。在胶凝材料用量和胶砂比一定的条件下,采用不同掺量的磷渣粉配制3D打印混凝土,测试其可挤出性、建造性、流动性、有效打印时间和力学性能,观察硬化混凝土的断面结构,采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析其水化产物和微观结构。试验结果表明:磷渣粉可作为3D打印混凝土的优质掺合料,适当掺量的磷渣粉可配制出工作性能和力学性能优异的3D打印混凝土;3D打印磷渣粉混凝土层面结合紧密,混凝土断面未观察到明显的连续孔隙;水化产物及其微观结构类似于普通磷渣粉混凝土。     

锂渣掺量对水泥基复合材料性能的影响

为了研究锂渣掺量对水泥基复合材料性能的影响,设计了6组试验,水胶比0.35、砂胶比0.3和纤维掺量2％保持不变,锂渣掺量分别为0.2、0.3和0.4,粉煤灰作为对比组,进行单轴拉伸试验和抗压试验,并运用灰色关联法对试验结果进行分析.结果表明:锂渣掺量在0.3以下时,和易性良好,达到0.4时,黏稠度增强,和易性变差;随着锂渣和粉煤灰掺量的增加,复合材料的伸长率、抗拉强度和抗压强度先增大后减小,掺量在0.3时最优;灰色关联分析表明,锂渣和粉煤灰掺量对伸长率和抗拉强度有明显的影响,对抗压强度有一定影响.可见,用锂渣代替粉煤灰进行水泥基复合材料的配制是可行的.     

磷渣粉改善钢渣混凝土抗压强度及电通量

为了提高钢渣的利用率,改善掺入钢渣对混凝土电通量的不利影响,通过磷渣粉与钢渣粉复掺的方式,制备了强度等级为C40的钢渣粉-磷渣粉混凝土。采用扫描电镜和压汞法等手段,研究了钢渣粉、磷渣粉单掺及复掺时对混凝土水化产物和微观结构的影响。试验结果表明:当总掺量为60%(钢渣粉与磷渣粉掺量比为2∶1)时,28 d抗压强度达到59.4 MPa,是空白组的116%,56 d电通量为1 450 C,低于空白组电通量,比单掺40%钢渣粉组的电通量降低了1 749 C。该复掺方式比单掺钢渣粉或磷渣粉更能减少水泥的用量。磷渣粉的掺入使钢渣粉掺量从20%左右提升到了50%,不仅提高了钢渣粉的利用率,还改善了钢渣粉掺入对混凝土抗氯离子渗透性的不利影响。     

预制钢管超高强石渣混凝土叠合柱的轴压特性研究

分析了预制钢管超高强石渣混凝土叠合柱与钢筋混凝土构件、钢管混凝土构件及非预制钢管混凝土叠合柱相比较的优点.基于实验现象观察的基础上提出计算假设,并以预制钢管超高强石渣混凝土叠合短柱的极限承载力的研究成果为基础,给出了预制钢管超高强石渣混凝土叠合中长柱的承载力计算公式,弥补了《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》(CECS188:2005)中未考虑长细比对核心钢管混凝土承载力影响的不足.     

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。     

矿渣粉在商品混凝土中的应用

介绍了矿渣粉的应用情况，分析了矿渣粉对商品混凝土性能的影响，指出矿渣粉和Ⅰ级粉煤灰复配商品混凝土能发挥优势互补的效应。     

碱激发铜渣粉透水混凝土透水性能与抗压强度影响试验研究

为探索通过铜渣活化制备透水混凝土的可行性,开展了碱激发铜渣粉透水混凝土性能影响因素的试验研究。以磨细铜渣粉为活性材料,水玻璃和NaOH为复合激发剂,偏高岭土为掺和料,玄武岩为骨料,研发制备铜渣粉透水混凝土。以骨胶比、碱当量和水玻璃模数为影响因素,测试试样的单轴抗压强度、透水系数和连续孔隙率,进行三因素三水平的正交试验。试验获得了各因素对透水混凝土的透水性能和力学性能的影响规律,通过优化配比,铜渣粉透水混凝土透水系数满足规范要求,抗压强度达到9 MPa以上。     

利用攀钢钛矿渣生产混凝土空心砌块的试验研究

运用正交试验的方法对利用攀钢钛矿渣生产混凝土空心砌块进行了研究。研究结果表明：钛矿渣取代砂、石和部分水泥后，可以生产出性能满足GB8239-1997《普通混凝土小型空心砌块》要求的混凝土空心砌块。所开发的砌块强度达到MU10等级，确定了生产混凝土空心砌块的最佳配方。     

掺聚丙烯纤维和矿渣的再生混凝土性能研究

为研究纤维和矿渣对再生骨料混凝土性能的影响,选择聚丙烯纤维和矿渣作为外掺料,系统研究再生骨料掺量、外掺料掺配方式及含量对再生混凝土力学和收缩性能的影响规律,并借助SEM扫描电镜,着重分析纤维和矿渣复合改性材料对再生混凝土的微观改性机理.结果表明:掺加矿渣后,混凝土早期力学性能影响不大,后期略有提高,而混凝土吸水率和收缩性能改善显著;掺加纤维不仅可以显著提高再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯拉强度等力学性能,对吸水率和收缩性能也有显著改善;掺加纤维和矿渣复合改性材料可显著改善混凝土各项物理力学性能.     

掺矿渣活性粉末混凝土的抗氯离子渗透性研究

以活性粉末混凝土的基本配制原理为基础，掺入矿渣作为新的活性组份，配制出新型的具有超高性能的水泥基材料．抗氯离子渗透实验显示，该混凝土材料的结构非常致密，抗氯离子渗透性能远远大于其他品种的水泥基材料．硅粉对材料的抗氯离子渗透性能起主要的促进作用．掺入钢纤维和使用标准砂都有助于提高材料的抗渗性．通过X射线衍射、压汞实验以及扫描电子显微镜（SEM）等微观结构分析和研究，证实了以上观点．     

钢渣粉和玄武岩纤维对混凝土压拉性能影响的试验分析

为了研究钢渣粉掺量和玄武岩纤维掺量对混凝土压拉性能的影响,进行了不同钢渣粉掺量和不同玄武岩纤维掺量的压拉性能试验,并对试验结果进行了分析与机理探讨。试验结果表明:单掺玄武岩纤维的混凝土在掺量为3 kg/m3时,抗压、劈裂抗拉强度较好;单掺钢渣粉的混凝土,随着钢渣粉掺量的增加,抗压、劈裂抗拉强度先提高后降低,当钢渣粉掺量大于20%时,其强度降低比较明显;玄武岩纤维钢渣粉混凝土在玄武岩纤维掺量为3 kg/m3、钢渣粉掺量为10%~20%时效果较好,抗压、劈裂抗拉强度相对于基准混凝土能分别增加6.5%和11.9%。