3D打印环保混凝土的研究进展及发展趋势

探讨了将各类固体废弃物作为骨料、胶凝材料和纤维掺入混凝土制成可再生、可循环利用的绿色环保建筑材料的研究现状及进展,并对其制成的3D打印环保混凝土的可打印性、流变特性、可挤出性、可建造性、力学各向异性及耐久性作出评估和论证。

硅灰石在混凝土中的应用研究

总结了硅灰石替代部分水泥对混凝土的各项力学性能和耐久性的影响。分析表明,通过使用硅灰石替代适量的水泥,会使混凝土的抗压强度有所提高,同时硅灰石的微小颗粒会填充混凝土的内部孔隙,使混凝土的内部结构更加致密化,进而提高混凝土的耐久性,延长混凝土构件的使用寿命。通过阐述,会为以后的实验研究提供一定的理论基础并对该领域未来的研究发展进行展望。

水凝胶包裹的透水材料在寒区河道工程中应用及性能分析

随着人们生活水平的提高,对河道工程的完善提出了更高要求,提升寒区透水混凝土铺装使用时间的重要举措就是在防冻胀设计上做到有效性。将实际工程作为对象,利用现场试验方法,分别设定3种找平层材料和基层材料,分析不同方案下寒区河道工程的抗冻胀性能。试验结果显示,河道工程基层与找平层材料可使用透水水稳与中粗砂材料。建议使用相应的工程技术机制,对滞留基层的径流进行及时排空,最大限度弱化冻胀的破坏问题。

轻骨料混凝土的研究进展与应用前景

介绍了轻骨料混凝土的特性,分析了轻骨料配合比设计方法,综述了国内外近年来不同轻骨料混凝土受各因素影响的性能研究进展,探究了轻骨料混凝土的微观表象,指出了轻骨料混凝土存在的如工作性较差、可泵送性易受阻等缺陷不足,给出了合理建议,对轻骨料混凝土的未来发展方向和应用前景做出了展望。

纤维对复合矿物掺合料混凝土强度影响的研究

采用单掺与正交的方法,研究了玄武岩纤维与聚丙烯纤维对混凝土7 d和28 d抗压强度的影响,分析了两种纤维分别提升混凝土强度的机理。结果表明,玄武岩纤维与聚丙烯纤维限制早期混凝土内部微裂缝的产生,二者最佳掺量分别为0.1%和0.15%,此时抗压强度相较于对照组,分别提升了13%和9.5%。正交实验得出三因素对混凝土抗压强度影响顺序依次是玄武岩纤维>矿物掺合料>聚丙烯纤维,此时正交实验最佳配合比为:粉煤灰∶矿渣=1∶1.25(球磨15 min),玄武岩纤维掺量0.125%,聚丙烯纤维掺量0.175%,28 d混凝土的抗压强度为68.6 MPa。

透光混凝土的性能及发展综述

对用于透光混凝土(LTC)的半透明材料的类型及应用进行了综述。基于力学性能、物理性能、透光性能、耐久性能以及微观结构分析等方面对LTC进行了评价。分析讨论了LTC的成本。并对其未来的发展方向进行了展望。

型钢混凝土组合结构粘结滑移性能研究

探讨了不同的影响因素,如型钢与混凝土的锚固长度、混凝土的强度等对型钢混凝土组合结构的粘结滑移性能的影响。试验结果显示,这些因素对组合结构的粘合结构强度和滑移特性有显著的影响;锚固长度和混凝土强度与组合结构的初始粘合结构、极限粘合结构呈正相关关系;膨胀剂掺量影响了混凝土强度,进而影响了组合结构的粘合结构性能。研究结果对于深入理解型钢混凝土组合结构的受力机理和工作特性具有重要意义,为型钢混凝土的设计、施工提供了借鉴。

电解锰渣对熟石灰-矿渣体系硫酸盐激发性能研究

电解锰渣(EMR)作为一种工业固体废弃物,含有大量重金属、氨氮及硫酸盐,对环境与人体健康造成巨大危害。为解决这一问题,利用EMR富含硫酸盐的特点,将其作为硫酸盐激发剂,研究了EMR对熟石灰-矿渣体系硫酸盐激发效果、水化机理、微观结构与污染物固化机理的影响。抗压强度、XRD及SEM-EDS测试研究表明,EMR对熟石灰-矿渣体系的激发效果较好,其最佳配比为:质量分数为50%的EMR、质量分数为46%的矿渣、质量分数为4%熟石灰,3、7、28 d抗压强度分别为15.55、27.44、44.52 MPa,相比未加EMR的熟石灰-矿渣体系,3、7、28 d抗压强度分别提升了1.65、1.80、1.97倍。在EMR激发下,熟石灰-矿渣体系的水化产物包括AFt(钙矾石)、C-(A)-S-H(水化硅铝酸钙),并且这些水化产物之间相互交织形成致密网络结构;而熟石灰-矿渣体系的主要水化产物是C-(A)-S-H,且其界面区域缝隙较大。EMR-熟石灰-矿渣体系水化过程中释放的OH-及形成的水化产物AFt、AFM(单硫型水化硫铝酸钙)、C-(A)-S-H能够对EMR中的重金属、氨氮进行离子置换、吸附、封裹与沉淀,最终使该体系浸出毒性满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的排放标准。

全轻页岩陶粒混凝土与钢筋的极限粘接强度影响研究

全轻页岩陶粒混凝土和钢筋之间的粘接作用较为复杂,粘接强度受钢筋类型、锚固长度、混凝土强度等因素影响,通常采用中心拉拔试验方法分析全轻页岩陶粒混凝土的粘接效果。对此,采用该方法进行了12组不同标准的全轻页岩陶粒钢筋混凝土试件粘接强度测试试验,分析了试件拉拔破坏和劈裂破坏二种破坏形态,对比了不同钢筋直径、钢筋类型和混凝土强度等级下试件的粘接强度变化,并提出了更加合理的极限粘接强度计算方式。以期促进全轻页岩陶粒混凝土的深入研究和在建筑行业的广泛应用。

钢渣基三元混凝土的制备及性能研究

为了促进钢渣的资源化利用,解决钢渣因活性低而导致实际应用受阻的问题,本文以钢渣、偏高岭土和硅灰为掺合料,设计L_(9)(3^(3))正交表并制备胶砂试件,研究掺合料配比、总掺量和钢渣细度三个因素对胶砂试件力学性能的影响,筛选出最优的水平因素组合,并在此基础上制备钢渣基三元混凝土,对最优水平因素组合进行优化验证。结果表明:胶砂试件受掺合料总掺量的影响最大,最优水平因素组合为掺合料配合比1∶2∶2(硅灰∶钢渣∶偏高岭土),总掺量20%,钢渣细度D_(90)为147μm;同时,以最优水平因素组合设计的钢渣基三元混凝土,与钢渣单掺混凝土相比,3 d抗压强度提升了31.71%,7 d抗压强度提升了54.21%,28 d抗压强度提升了9.84%;与标准水泥混凝土相比,3 d抗压强度提升了4.68%,7 d抗压强度提升了15.88%,28 d抗压强度提升了5.71%,满足钢渣作为掺合料实际应用到混凝土中对强度的要求。

大承载力桥梁用纤维混掺自密实混凝土制备及性能测试

为提高混掺纤维自密实混凝土的力学性能和应用效果,采用钢纤维和玄武岩纤维制备了一种混掺纤维自密实混凝土,并对力学性能和应用效果进行研究。结果表明,当混掺0.8%钢纤维和0.1%玄武岩纤维后,自密实混凝土的抗压强度为96.5MPa,劈裂抗拉强度为5.0MPa,单轴拉伸强度为3.23MPa,弯拉强度为7.9MPa,均优于未掺纤维的自密实混凝土。同时,与单掺0.8%钢纤维相比,混掺纤维自密实混凝土具备更好的抗压性能和抗弯性能。另外,在桥梁结构的应用方面,混掺纤维自密实混凝土的桥墩试件的最大承载力和极限位移分别是129.89kN、50.52mm,均优于未掺纤维的自密实混凝土。

定向钢纤维改性混凝土制备及力学性能测试研究

为提高超高性能混凝土的强度和韧性,将钢纤维材料通过流动诱导的方式添加到混凝土中,制备一种定向纤维超高性能混凝土,并研究其性能。结果表明,添加钢纤维可以提高混凝土材料强度、韧性,并且,添加的钢纤维长度越长,混凝土材料强度、韧性越好。另外,与钢纤维未定向时相比,10 mm、20 mm长度定向钢纤维混凝土的弯曲强度增幅分别为190%、309%,拉伸强度分别是73%、146%,而抗压强度有所降低,分别是106.9、104.2 MPa,材料整体的强度、韧性良好。综上,定向钢纤维超高性能混凝土有着良好的综合性能。

轻钢-混凝土组合梁极限承载力研究

轻钢-混凝土组合梁作为冷弯薄壁型钢结构体系中主要的受力构件,应具备良好的受弯性能以保证竖向荷载的有效传递。参照冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的抗弯试验,建立试验试件有限元分析模型,通过与试验结果对比,验证了有限元建模方法的可靠性。基于验证后的有限元模型,对组合梁跨度、楼盖梁跨高比以及楼盖梁高厚比等关键因素进行了变参数分析。结果表明,跨度影响组合梁的破坏模式是受剪控制或是受弯控制的重要因素。在设计组合梁时,建议通过减小跨度、增加楼盖梁高度和厚度的方式来提高组合梁的极限承载能力。

锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件恢复力模型优化

箍筋锈蚀后受其约束的钢筋混凝土构件承载能力、强度、刚度都降低,塑性、延性变差,影响了构件的抗震性能。研究基于恢复力模型,考虑到箍筋锈蚀后约束混凝土应力-应变关系的改变,建立锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件的退化三线型恢复力模型,并进行有限元分析。结果表明,按照构建的恢复力模型计算得到的骨架曲线、滞回曲线与试验结果较为接近,由此得出该模型有效。

不同替代率下再生混凝土抗冻性能影响研究

为了研究9.5~16 mm粒径范围内的再生粗骨料等质量替代同粒径范围内天然粗骨料后对再生混凝土抗冻性能的影响,分别采用普通干燥再生粗骨料和高强水泥砂浆包裹再生粗骨料2种状态下的再生粗骨料,以替代率为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%等质量替代天然粗骨料,分别配制11种C30混凝土,将天然混凝土作为参照,对不同替代率下的再生混凝土试块进行冻融试验。结果表明,普通干燥再生粗骨料替代率为50%时其抗冻性能与天然混凝土抗冻性能基本相同;高强水泥砂浆包裹后再生粗骨料对应再生混凝土抗冻性能均劣于天然混凝土抗冻性能。

一种新型环氧乳化沥青桥面防水材料制备及粘附性能试验

针对传统桥梁防水粘接层材料存在粘接强度不足,温度敏感性大的问题,提出一种新型环氧乳化沥青防水材料的制备,并对环氧乳化沥青的应用性能进行分析。试验结果表明,当固化剂用量为水性环氧树脂的50%,水性环氧树脂用量为15%时,制备的水性乳化沥青性能最优。该环氧沥青在160℃的高温条件下也不出现流淌和滑动;在-15℃下冷冻2 h后,不出现开裂;附着力为1.15 MPa;耐碱性和耐盐性均满足防水粘接层材料要求;渗水试验后也不出现透水现象,表现出良好的综合性能。

废弃混凝土资源化技术路线的探究

随着中国现代化发展,出现大量建筑垃圾,建筑全生命周期碳排放占比超过40%^([1]),这些建筑垃圾中混凝土占60%。如果不恰当地利用这些废旧混凝土,不仅会造成资源的浪费,还会造成环境的污染。利用废旧混凝土并使用碱熔融水热法制备硅酸盐矿物钙水化石榴石(Ca_(3)Al_(2)(SiO_(4))(OH)_8)固体吸附剂,在303 K、103.99 kPa条件下CO_(2)吸附量达到了1.83 mmol·g^(-1)。为了实现部分废旧混凝土资源化并减少二氧化碳危害,达到以废治废的目的,对钙水化石榴石固体吸附剂的制备过程和吸附性能进行了探究。

回弹法在建筑混凝土主体结构检测中应用

为探讨回弹法在建筑混凝土主体结构检测中应用,采用理论结合实践的方法,立足回弹法的应用条件,分析了回弹法在建筑混凝土主体结构检测中应用的原理和优势,分析了具体的应用过程,分析结果表明,在建筑混凝土主体结构检测中合理应用回弹法,既能有效提升检测的准确性,又能不会对建筑主体造成较大的危害,满足现代建筑工程对混凝土主体结构检测的要求,值得大范围推广。

轻质高强黄土陶粒的制备及性能研究

提出了一种以黄土为原材料,粉煤灰漂珠(简称漂珠)为成孔模板的陶粒制备新工艺.研究了漂珠粒径和掺量对多孔陶粒结构和性能的影响.结果表明:在陶粒生料制备阶段,通过调整漂珠的粒径和掺量即可达到对陶粒中孔隙结构进行构筑和调控的目的;本工艺制备的烧结黄土陶粒实现了低密度、高强度及低吸水率三者兼顾,各项性能指标远优于GB/T 17431.1—2010《轻集料及其试验方法第1部分:轻集料》中的相关规定.

不同界面剂对湿接缝混凝土黏结性能影响

为研究界面剂对湿接缝黏结性能的影响,首先通过力学性能试验,确定硅灰水泥净浆界面剂中硅灰的最佳掺量,再通过劈裂抗拉强度试验、三点弯曲试验和抗剪强度试验,探究普通水泥净浆、硅灰最佳掺量下的水泥净浆、环氧树脂作为界面剂时,对湿接缝黏结性能的影响效果。结果表明:硅灰最佳掺量为8%时水泥净浆力学性能最优,从抗拉角度和抗剪角度进行分析,不同界面剂对湿接缝黏结性能的影响,由大到小排序均为:环氧树脂界面剂>掺8%硅灰水泥净浆界面剂>普通水泥净浆界面剂>无界面剂。可见,普通水泥净浆界面剂对湿接缝黏结性能提升较小,而环氧树脂界面剂和掺8%硅灰水泥净浆界面剂对湿接缝黏结性能提升效果较为明显。