偏磷酸铝粘结剂在真空液相浸渗制备C_f/Al复合材料中的应用研究

采用真空压力浸渗工艺 ,以高强高模碳纤维M4 0J增强AlMg5为研究对象 ,研究了预制件抗压强度提高技术和高温粘结剂偏磷酸铝对复合材料中纤维平直度、复合材料性能的影响。结果表明 ,预制件中偏磷酸铝的加入使复合材料中纤维的平直度及分布的均匀性提高 ,用P Al 15∶1、浓度为 10wt%偏磷酸铝溶液处理后的预制件经真空液相浸渗后制得的复合材料 ,纤维不仅保持了较好的平直度 ,而且弯曲强度比未经粘结剂处理的提高近 10 2 %左右 ,达到5 35MPa。

C_f/Al复合材料主承力构件成型关键工艺参数的控制

采用真空反压液相浸渗工艺,研究了M40J/AlMg5复合材料制备工艺中温度对纤维强度保留率、预制件压缩性能和复合材料力学性能的影响。结果表明,随去胶温度的降低,纤维强度保留率提高;预制件处理温度升高,使黏结剂的分子结构发生改变,从而提高预制件的压缩性能;降低成型温度,纤维与基体的界面反应程度减小,复合材料的性能提高。成型温度从680℃降到620℃,复合材料的弯曲强度提高了148MPa,达到646MPa。

煤矸石机制砂C20混凝土力学性能研究

为探究煤矸石机制砂对低强度等级C20混凝土力学性能的影响,调控煤矸石机制砂掺量和水灰比浇筑混凝土试块,开展抗压和抗折强度试验。结果表明:相同水灰比下,随煤矸石机制砂掺量增加,混凝土的抗压强度先增强后降低;相同取代率下,混凝土的抗压和抗折强度随水灰比增大而降低。相较于煤矸石机制砂取代率,水灰比对混凝土抗折强度的影响更大。取代率不超过30%时,对混凝土的抗压和抗折强度均有利,水灰比为0.55、取代率为25%时,混凝土抗压和抗折强度提高最多。

CFG桩在软土地基处理中的配合比与应用研究

为了研究CFG桩在四川广安至南充地区公路工程的适用性,研究了CFG桩的混凝土配合比,保持集料用量不变确定了水泥与粉煤灰的用量,在保证性能的基础上研究了煤矸石的最佳用量。结果表明:CFG桩混凝土抗压强度、抗折强度随水泥用量的增加而增加,抗压强度增幅较为稳定,而抗折强度增幅随水泥用量的增加而降低,应通用折压比确定水泥用量。CFG桩混凝土抗压强度、抗折强随着煤矸石用量的增加而减小,煤矸石替换集料用量不应超过495 kg/m3,提出了满足设计要求与经济性的配合比和施工控制要点。

C-S-H凝胶的水热合成及其性能研究

水热合成C-S-H凝胶并将其作为晶种添加到水泥中,研究其对水泥物理性能及水化的影响。研究了不同的钙硅比、反应温度、反应时间对合成过程及产物的影响,并将合成产物作为晶种添加到水泥中,研究其对水泥胶砂强度及水化产物的影响。研究表明:水热合成C-S-H的最佳条件为水热温度80℃,反应7 d,钙硅比控制1.5;将C-S-H凝胶以2%的掺量添加到水泥中,可促进水泥水化,改善水泥石的机械强度尤其是早期强度,并且有效缩短水泥凝结时间。

北美规范与中国规范关于冷弯薄壁型钢C形截面受压构件设计的比较(英文)

对比了北美规范CSA S136-07和中国规范GB 50018—2002中关于冷弯薄壁型钢C形截面轴压构件的名义轴压强度。首先介绍了北美规范和中国规范计算名义轴压强度的方法,然后针对控制构件名义轴压强度的2个主要参数,即屈曲应力和有效截面面积,对2本规范进行了深入对比,最后对典型C形墙架柱名义轴压强度进行了比较。研究结果表明:2本规范具有相同的屈曲应力,但依据2本规范计算的有效截面面积却不同;一般来说,根据GB 50018—2002计算的翼缘有效宽度远小于根据CSA S136-07计算的结果,然而依据CSA S136-07计算的腹板有效宽度则略小于依据GB 50018—2002计算的结果;2本规范名义轴压强度不同主要由C形截面翼缘和腹板有效宽厚比不同引起;当翼缘的宽厚比不小于17.8时,构件名义轴压强度的不同主要由翼缘有效宽厚比控制,根据GB 50018—2002计算的名义轴压强度小于根据CSA S136-07计算的结果;当翼缘的宽厚比小于17.8时,构件名义轴压强度的不同则主要受腹板有效宽度控制,依据GB 50018—2002计算的名义轴压强度略大于依据CSA S136-07计算的结果。

C-F-S-H/PCE纳米晶核对矿粉水泥水化和力学性能的影响

研究了水化铁硅酸钙/聚羧酸减水剂(C-F-S-H/PCE)纳米晶核对矿粉水泥水化和力学性能的影响.采用力学性能测试、等温量热分析、X射线衍射仪和压汞法测试了大矿粉掺量(50%、70%、90%)矿粉水泥的抗压强度、水化放热、水化产物和孔隙率.结果表明:C-F-S-H/PCE纳米晶核的掺入能够显著提升矿粉水泥的抗压强度,50%矿粉掺量的矿粉水泥1 d强度提升60%;C-F-S-H/PCE纳米晶核对矿粉水泥的水化反应具有调控作用,通过加速水泥的早期水化及氢氧化钙的形成激发了矿粉反应活性,从而推动了矿粉反应的持续进行.

不同粗骨料取代率下粉煤灰再生混凝土的力学性能研究

为探讨不同再生粗骨料取代率下粉煤灰对再生混凝土力学性能的影响,以及再生混凝土抗折强度与再生粗骨料取代率、水胶比之间的关系,以RC30设计强度等级为基础设计了16组配合比,制作了96块再生混凝土试块,主要进行了再生混凝土的抗压强度试验和抗折强度试验。得出如下结论:随粉煤灰掺量的增加,不同再生粗骨料取代率,抗压强度变化规律有所不同;再生粗骨料取代率为0、30%和40%时,抗压强度随粉煤灰掺量的增加整体呈下降趋势;而当再生粗骨料取代率为50%时,随粉煤灰掺量的增加,抗压强度先减小后增大。粉煤灰掺量大于20%时,天然骨料混凝土的抗压强度急剧下降,而再生骨料混凝土的抗压强度降低幅度均较小,大掺量粉煤灰在再生混凝土中或将有更大的应用空间。通过观察抗折强度试件破坏断面,分析再生混凝土变形破坏特征。粉煤灰的掺入提高了天然骨料混凝土的抗折强度,且掺量为20%强度最高。再生粗骨料取代率为30%时,随粉煤灰掺量变化抗折强度整体呈下降趋势,但下降幅度很小;再生粗骨料取代率为40%和50%时,呈先减后增再减的趋势。天然骨料混凝土的折压比随粉煤灰掺量的增加而提高;再生混凝土折压比随粉煤灰掺量的变化趋势与抗折强度一致,但变化幅度略小。粉煤灰对再生混凝土抗折强度的影响大于抗压强度;再生粗骨料取代率为30%,粉煤灰掺量为10%为较优掺量。提出再生混凝土抗折强度预测式。

原生混凝土强度对再生骨料透水混凝土强度的影响

将废弃混凝土试块按强度等级分类制成再生骨料,在不同水灰比条件下制备再生骨料透水混凝土。通过对所制试件进行抗压强度和弯拉强度测试、宏观和微观组织表征以及显微硬度测试,分析了原生混凝土强度和水灰比对再生骨料透水混凝土强度的影响。结果表明,再生骨料透水混凝土强度与原生混凝土强度存在明确正相关性。原生混凝土强度每提高10 MPa,再生骨料透水混凝土抗压强度可提高10%~20%,弯拉强度可提高10%~30%。不同强度等级原生混凝土制备的再生骨料透水混凝土最优水灰比呈现规律性变化。随着原生混凝土强度的提高,再生骨料表面的孔隙变小、微裂缝变少,附着的水泥浆趋于致密,所制再生骨料透水混凝土界面强度增大。

两类三元胶凝体系的构建及配比优化

为了保证混凝土材料性能,同时实现低碳、绿色化发展,本文以矿渣粉(GS)、粉煤灰(FA)和石灰石粉(LS)等辅助胶凝材料(SCMs)替代55%(质量分数)水泥(C)制备了两种三元胶凝体系,即粉煤灰-矿渣粉-水泥体系(FGC)和石灰石粉-矿渣粉-水泥体系(LGC),研究了体系中FA-GS、LS-GS比例变化对三元胶凝材料粉料堆积密实度、工作性和强度的影响,并结合微观结构分析确定了三元胶凝体系的最佳配比。结果表明,随着两种三元胶凝体系中GS占比的增大,试样密实度和流动性略微减小,试样抗压、抗折强度以及环境效益逐渐增大。在FA-GS和LS-GS质量比均为3∶8时,两种胶凝体系制备的胶砂试样中后期强度均能接近甚至超过纯水泥试样。

聚丙烯腈纤维废陶瓷再生骨料混凝土力学性能优化研究

为了使掺入聚丙烯腈纤维的废陶瓷再生骨料混凝土力学性能达到最优,选取了废陶瓷骨料掺量、聚丙烯腈纤维掺量以及聚丙烯腈纤维长度3个因素,每个因素合理选取5个水平,设计3因素5水平的正交试验。试验结果表明:当废陶瓷骨料掺量取55%~60%、聚丙烯腈纤维掺量取0.8 kg/m3、聚丙烯腈纤维长度取12 mm时,混凝土抗压强度最佳;当废陶瓷骨料掺量取45%~50%、聚丙烯腈纤维掺量取1.2 kg/m3、聚丙烯腈纤维长度取15 mm时,混凝土抗折强度最佳,均达到了设计的C30强度标准。对试验数据进行极差分析和方差分析,得到各因素对试件抗压强度和抗折强度影响的敏感度顺序以及显著性程度。

氧化铝纤维增强混凝土力学性能试验研究

为探究氧化铝纤维对混凝土力学性能的影响,制作了不同氧化铝纤维长度(4 mm、8 mm、12 mm、16 mm)及体积掺量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的氧化铝纤维增强混凝土试件,并且分别对其开展了抗压及抗折性能测试。结果表明,随着氧化铝纤维体积掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗折强度均呈现出先逐渐增加而后有所下降的变化趋势;掺入长度为8 mm的氧化铝纤维比另外3种长度的氧化铝纤维对于混凝土抗压、抗折强度的提升作用更加明显。当氧化铝纤维长度为8 mm、体积掺量为0.2%时,氧化铝纤维增强混凝土的抗压强度相较于素混凝土提高了10.59%;当氧化铝纤维长度为8 mm、体积掺量为0.3%时,氧化铝纤维增强混凝土的抗折强度相较于素混凝土提高了26.18%。通过微观形貌分析可知,氧化铝纤维能够与混凝土基体紧密结合,充分发挥阻裂作用、桥接作用,进而有效改善混凝土材料的基本力学性能。

一种新型早强高强灌浆料的制备及性能研究

灌浆料作为一种常见的建筑材料,被广泛应用于建筑工程中,主要用于工程部位的支撑和固定。然而,传统的灌浆料存在一些问题,比如流动性易损失、强度发展缓慢以及后期强度不足等特点。本文通过研究不同水灰比、外加剂掺量以及矿物掺合料种类对灌浆料早强、高强性能的影响,并利用化学分析、XRD和SEM等方法对灌浆料进行检测分析。结果表明,灌浆料的水灰比在0.28、早强剂的掺量为0.1%以及硅灰和矿粉的掺量为5%、10%时,灌浆料的8 h、1 d、28 d抗折强度分别为11.5 MPa、14.4 MPa、16.8 MPa,抗压强度分别达到49.8 MPa、68.2 MPa、93.5 MPa,满足灌浆料早强、高强的性能要求。

再生混凝土基本力学性能试验及应力应变本构关系

以设计强度为C30的废弃混凝土为再生粗骨料制备再生混凝土试件,其中66个标准棱柱体试件和33个150mm×150mm×550mm棱柱体试件,分别进行棱柱体抗压强度、抗折强度、弹性模量及泊松比试验,研究了不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的基本物理力学性能,提出了再生混凝土应力-应变本构方程.结果表明:随着再生粗骨料取代率的增加,标准龄期再生混凝土棱柱体抗压强度略有提高,其应力-应变全过程曲线的形状与普通混凝土相似,在曲线的上升段,再生粗骨料混凝土的曲线与天然骨料混凝土基本重合,但在下降段,则再生混凝土的曲线变得更为陡峭;标准龄期的同批次再生混凝土抗折强度与棱柱体抗压强度的比值约为0.12,棱柱体抗压强度与其立方体抗压强度的平均比值为0.87;再生粗骨料取代率对再生混凝土的强度指标影响不大,各种取代率再生混凝土的抗折强度和棱柱体抗压强度与天然骨料混凝土实测值接近;对同批次静置2a的长龄期再生混凝土所测棱柱体抗压强度较标准龄期实测值有较大幅度提高,增大值为16.87%;长龄期再生混凝土的弹性模量较普通混凝土有较大提升,但泊松比的变化不明显,其值相对稳定,且在高取代率时其泊松比数值比普通混凝土有所降低.

聚丙烯酰胺改性水泥砂浆的强度与工艺研究

通过抗压强度试验、抗折强度试验、凝结时间试验与水泥净浆和水泥砂浆的搅拌工艺试验,研究了聚丙烯酰胺改性水泥净浆和水泥砂浆的性能及改性机理。研究结果表明:聚丙烯酰胺对水泥砂浆的搅拌工艺和凝结时间有显著影响,而且对提高水泥砂浆的抗折强度与抗压强度有显著作用,并可降低压折比。

钢纤维混凝土力学性能试验研究

对钢纤维体积率(Vf)为O～3%、基体强度为C50的钢纤维混凝土(SFRC)进行立方抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲强度、弹性模量和泊松比的测试,试验结果表明:SFRC抗压强度随Vf的增加仅仅有着小幅度的增长,正向立方抗压强度略大于侧向立方抗压强度;轴心抗压强度与立方抗压强度之比值在0.75～0.77之间;钢纤维对SFRC的抗拉、抗弯性能起着明显的增强作用,正向、侧向劈裂抗拉强度比值随Vf的增加而增大;SFRC的弹性模量和泊松比均是不敏感的材料参数,前者随材料抗压强度的提高而缓慢增加,后者随Vf的加大而略有减小.

超高性能混凝土的制备

采用超低水胶比和高强度水泥常温养护制备超高性能混凝土,以水胶比、钢纤维的体积掺量为变化参数分析了其对超高性能混凝土抗压强度、抗折强度及拉伸性能的影响。研究结果表明：在最大密实度的情况下,混凝土的抗压强度随水胶比的增大而降低。本文钢纤维体积掺量2%,水胶比在0.12~0.22范围内,28 d抗压强度随水胶比的增大先升高后降低,水胶比为0.18时,UHPC的抗压强度最大,达152.8 MPa;钢纤维体积掺量在1.7%~2.9%时,随掺量的增加,抗压强度、抗折强度均呈增大的趋势,在2.9%~3.5%时,抗压强度和抗折强度有下降的趋势,体积掺量为2.9%时,28 d抗压强度和抗折强度达到最大值,分别为153.5 MPa和37.1 MPa。综合经济性、施工性能、力学性能来看,2%为钢纤维最佳体积掺量。在最佳掺量下,拉伸应力达到峰值8.94 MPa时,拉伸应变达0.012%。

水泥用量对混凝土抗压强度影响的试验研究

采用区组完全试验设计,研究了水灰比和水泥用量对混凝土立方体抗压强度的影响作用。根据49组配合比标准养护28d的抗压强度试验结果,基于保罗米水灰比公式拟合回归出混凝土28d立方体抗压强度的预测模型,该模型可用于预测考虑水灰比和水泥用量综合影响作用的抗压强度,同时试验验证了回归方程的适用性。

聚丙烯酸树脂增韧碱激发粉煤灰地质聚合物的性能研究

由于碱激发硅灰粉煤灰复配地质聚合物的韧性较差,本文利用聚丙烯酸树脂TC-200对其进行增韧及表征。结果表明,TC-200最佳掺量为1 wt%时,试样的抗压抗折强度同时增大,压折比减小,韧性显著提高。结合XRD、SEM分析和Griffith理论证实了TC-200可改变粉煤灰基地质聚合物内部的裂缝表面能,从而达到增韧的效果。

镍铁合金矿热炉渣辅助胶凝材料的制备与性能

镍铁合金矿热炉渣大量堆存,数量越来越多,已经严重影响镍行业的可持续发展。通过粉磨,镍铁合金矿热炉渣被机械活化,可用其制得辅助胶凝材料,实现了对镍铁合金矿热炉渣的综合利用。用其等质量取代水泥10%～40%,随着掺量增加,水泥标准稠度用水量逐渐降低,胶砂流动度逐渐提高;胶砂抗压强度逐渐降低,抗折强度先增加,掺量超过10%后逐渐降低,折压比逐渐升高。试验结果表明,镍铁合金矿热炉渣可以用作辅助胶凝材料,并具有提高抗折强度、增塑减水等作用。