硅灰及矿渣粉对大掺量粉煤灰砂浆力学性能的影响及机理研究

以硅灰和矿渣粉(GGBS)为辅助胶凝材料,使用聚羧酸高性能减水剂,分别研究了硅灰和GGBS对大掺量粉煤灰砂浆抗压强度的影响。通过压汞测试(MIP)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法对制备试件的孔结构、微观产物、物相组成进行分析,得到了硅灰和GGBS影响大掺量粉煤灰砂浆强度的机理。结果表明:单掺硅灰的大掺量粉煤灰砂浆的抗压强度随着硅灰含量增加先增大后减小,单掺GGBS的规律与硅灰类似;复掺硅灰和矿渣时,砂浆的强度较其他同龄期组均有一定的提高,二者表现出良好的协同作用;无论是单掺还是复掺,硅灰和GGBS都对大掺量粉煤灰砂浆强度有良好的提升作用。砂浆试件总孔隙率和大孔占比与抗压强度总体呈负相关,强度越高的砂浆试件微观结构越致密,但相比于总孔隙率,毛细孔和大孔占比表现出与抗压强度更好的相关性。当硅灰和GGBS质量分数分别为8%和6%时,砂浆28 d强度最大,为88.05 MPa。

大掺量废玻璃混凝土受压基本力学性能研究

废玻璃掺入混凝土中有助于解决直接填埋废玻璃造成的环境污染问题,且具有改善混凝土性能的作用。选取粒径为1072μm的废玻璃颗粒和粒径为13μm的废玻璃粉分别大掺量替代混凝土中的砂和水泥,制备废玻璃细骨料混凝土和废玻璃掺合料混凝土,对两种混凝土进行流动性和抗压强度试验,研究废玻璃混凝土单轴受压应力-应变关系变化规律和破坏形态,并利用ABAQUS有限元软件模拟两种废玻璃混凝土棱柱体受压破坏过程。研究结果表明:废玻璃细骨料混凝土和废玻璃掺合料混凝土流动性均随废玻璃取代率的增加而增强;废玻璃细骨料混凝土的力学性能在废玻璃取代率为15%时达到最佳;随着废玻璃取代率的增加,废玻璃掺合料混凝土抗压性能大幅减弱;利用过镇海模型计算得到的两种混凝土单轴受压应力-应变关系曲线与试验曲线吻合较好;有限元模型能够较好地模拟两种废玻璃混凝土棱柱体单轴受压破坏过程。

葡萄糖酸钠对大掺量石灰石粉水泥浆体水化行为的影响

为了研究葡萄糖酸钠对大掺量石灰石粉水泥浆体水化行为的影响,采用等温量热测试、X射线衍射测试、热重测试研究了胶凝材料体系的水化进程、水化产物种类与含量的变化;并采用相边界成核与生长模型探究了葡萄糖酸钠作用下大掺量石灰石粉水泥水化产物成核与生长机制。结果表明:葡萄糖酸钠能够延缓大掺量石灰石粉水泥的水化,减少水化产物的生成,从而降低其水化程度;另外,葡萄糖酸钠能够降低水化产物早期成核与生长的速率,减小水化产物早期在相边界成核与生长的面积。

大掺量固废混凝土的制备及性能研究

将粉煤灰、矿粉、不同类型的钢渣粉按不同质量比(mF∶mK∶mG分别为60∶32∶8、60∶28∶12、60∶24∶16、50∶40∶10、50∶35∶15、50∶30∶20)制备了三元复合掺合料,确定了最佳钢渣粉类型和mF∶mK∶mG。在此基础上,通过调整砂率、水胶比、减水剂掺量等方式制备了大掺量固废混凝土(固废总量≥70%),研究了其工作性、力学及耐久性能。结果表明:综合考虑胶砂流动度、三元复合掺合料的活性指数、经济性和环境效益,推荐选用原状钢渣粉,并控制mF∶mK∶mG为60∶32∶8;制备的大掺量固废混凝土的工作性、力学及耐久性能均较好,满足相关设计要求,并推荐采用聚羧酸减水剂,不推荐采用以萘系减水剂与脂肪族减水剂复配而成的复合减水剂。

大掺量温拌再生沥青混合料路用性能研究

为了提高沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)掺量,解决热再生混合料拌和温度过高的问题,针对大掺量温拌再生技术开发专用温拌再生剂,对温拌再生沥青性能进行分析;基于和易性一致原则提出大比例温拌再生温度控制工艺设计,完成大比例温拌再生混合料配合比设计,并开展温拌再生混合料综合路用性能分析。结果表明,开发的大比例温拌再生剂具备良好的再生效果,可以实现在降低20℃条件下完成拌和及压实,路用性能检验高低温性能变化、水稳定性变化及动态模量变化,均能达到普通热拌沥青混合料路用性能效果。提出的温拌再生剂及大比例温拌再生混合料设计方法为道路固废资源化利用提供了有效的工程应用参考。

纳米CaCO_(3)改性大掺量沸石粉混凝土性能研究

为研究纳米CaCO_(3)对大掺量沸石粉混凝土的性能优化作用,分别以单掺沸石粉和复掺沸石粉、纳米CaCO_(3)(NC)改性的方式制备高性能混凝土(HPC),并测试其工作性能、力学性能、抗氯离子渗透性及微观结构,研究NC对大掺量沸石粉混凝土的性能影响及作用机理。结果表明,大掺量沸石粉会降低混凝土工作性能和早期力学性能,但能够提高抗氯离子渗透性能和后期力学性能,当沸石粉掺量为20%时,HPC的7 d、28 d、90 d抗压强度分别为基准组的89.52%、97.60%、101.07%,劈裂抗拉强度为基准组的92.65%、99.85%、102.62%,抗氯离子渗透性能较基准组提高5.64%;在此基础上复掺NC后,沸石粉混凝土的负面影响得到改善,抗氯离子渗透性进一步增强。当NC掺量为1.0%时,HPC 7 d、28 d、90 d抗压强度分别较未掺NC时提高12.34%、8.90%、5.91%,劈裂抗拉强度提高14.76%、11.30%、7.95%,抗氯离子渗透性能提高20.92%。NC能够促进沸石粉水泥体系水化反应,优化水化产物形态,细化浆体孔隙结构,提高混凝土的致密性。当沸石粉掺量为20%,NC掺量为1.0%时,大掺量沸石粉混凝土的各项性能达到较优水平。

易流型大掺量石灰石粉复合掺合料性能研究

针对甘肃平凉地区大量石灰石粉得不到有效利用的问题,本文将当地的石灰石粉和粉煤灰、矿粉、降粘剂等进行复合,制备出满足JG/T 486—2015《混凝土用复合掺合料》中石灰石粉掺量不低于80%的易流型复合掺合料,研究单掺及大掺量石灰石粉复合掺合料对水泥胶砂性能的影响。结果表明:提升石灰石粉的比表面积,可以改善胶砂的流动性,提高其抗压强度,但强度的提高有限;单掺石灰石粉制备的胶砂性能较差,无法满足JG/T 486—2015《混凝土用复合掺合料》的要求和工程需要,建议和其他矿物掺合料复掺使用;三元复合掺合料的性能优于二元复合掺合料,当石灰石粉掺量为掺合料总量的80%,矿粉和降粘剂掺量均为10%时,复合掺合料的性能最佳,SF2石灰石粉复合掺合料的流动度比达到111%、7 d活性指数为71.38%、28 d活性指数为74.71%。

大掺量CFB灰基泡沫轻质土疲劳特性研究

采用循环流化床灰(CFB灰)对泡沫轻质土进行大掺量改良,可以实现改善泡沫轻质土性能和降低工程造价的双重统一。研究以山西吕梁国峰电厂生产的CFB灰为研究对象,在前期研究基础上,通过四点弯曲小梁疲劳试验对大掺量CFB灰基泡沫轻质土的疲劳特性进行研究。研究结果表明:影响大掺量CFB灰基泡沫轻质土疲劳寿命的一个显著因素是应力比,二者呈负相关关系;疲劳寿命结果服从威布尔分布,离散性较大,且随着应力比的增大,离散性表现得越明显;相比较于传统水泥基泡沫轻质土,CFB灰的掺入,可以增加泡沫轻质土的疲劳寿命,提高其抗疲劳性能。

养护条件对大掺量粉煤灰混凝土长期性能的影响

文章研究了养护条件对大掺量粉煤灰混凝土长期性能的影响。通过选取6种养护条件,对不同养护条件下混凝土力学和耐久性能发展规律进行了探索。结果发现,充分的湿养护尤其是早期对大掺量粉煤灰混凝土长龄期抗压强度和劈裂抗拉强度影响关键;养护湿度不足时大掺量粉煤灰混凝土长龄期收缩加大。研究表明,应做好早期湿度养护,降低对大掺量粉煤灰混凝土长期性能的不良影响。

大掺量废旧SBS改性沥青混合料温拌同步再生技术的应用

为探究大掺量废旧SBS改性混合料(RAP-SBS)温拌同步再生技术方案在高等级公路路面养护工程中应用的可行性,以湖北省某高速公路养护工程为例,从原材料性能、新旧集料配比设计方法、施工工艺等3个方面对温拌同步再生前后RAP-SBS混合料设计施工环节进行系统分析,并通过经济环境效益分析对试验段的应用效果进行评估。结果表明:采用温拌同步再生技术实施大掺量RAP-SBS沥青混合料在高速公路中、上面层养护工程的回收利用是合理可行的,上、中面层RAP-SBS混合料掺量分别可达到30%、40%,采用所提出的配比设计方法能够精准控制再生混合料的合成级配,制备的大掺量同步再生RAP-SBS混合料室内及现场各项使用性能均满足规范技术要求,工程应用效果良好,具有节约经济成本、降低温室气体排放等技术优势。

养护温度和湿度对大掺量粉煤灰混凝土性能的影响

院基于养护温度和湿度,文章通过不同养护方式,对大掺量粉煤灰混凝土力学性能、电通量及混凝土收缩率进行了测试。结果表明,湿养护条件下,大掺量粉煤灰混凝土28d抗压和抗折强度均随温度升高而增加,但是高温环境下混凝土90d抗压和抗折强度均出现下降,低温环境中混凝土力学性能受养护湿度影响较小;养护水分充足的情况下,混凝土电通量在20℃时最低,干燥养护下温度升高削弱了混凝土抗氯离子侵蚀能力;大掺量粉煤灰混凝土在湿养护下总体收缩率较小,干燥条件下失水过快造成混凝土收缩率加大。研究认为,标准养护对大掺量粉煤灰混凝土性能发展最为有利。

大掺量粉煤灰混凝土性能的研究

粉煤灰属于一种工业副产品,将其与混凝土混合,能够有效提升混凝土强度,降低生产成本,从而有效解决粉煤灰废弃物的处理问题。然而,当前有关粉煤灰与混凝土混合的研究较多集中在低掺量领域,而关于大掺量粉煤灰混凝土性能的研究仍然较少。基于此,为填补研究空缺,也为探究大掺量粉煤灰混凝土的最佳配比。本文主要从力学性能、和易性等方面展开性能研究,旨在进一步改善大掺量粉煤灰混凝土性能,提升其在市场中的应用前景。

大掺量矿物掺合料混凝土碳化行为研究进展

在国家积极推进碳达峰、碳中和目标背景下,水泥行业减少碳排放势在必行。大掺量矿物掺合料混凝土使用了大量矿物掺合料,大幅减少了水泥用量,因此受到较大关注。本文重点综述了大掺量矿物掺合料混凝土的碳化行为、微观机理研究现状和常用矿物掺合料对混凝土抗碳化性能的影响;总结了混凝土碳化的影响因素,以及碳化行为的测试评价方法和优缺点;最后,提出了碳化可能存在的途径,并指明了进一步的研究方向,这对于改善大掺量矿物掺合料混凝土耐久性和降低建筑行业碳排放具有重要意义。

基于响应曲面法的大掺量RAP厂拌热再生沥青混合料级配优化设计

为避免对沥青混合料进行级配设计优化时采用经验法所选最优级配曲线不足,基于响应曲面法对级配类型AC-20大掺量(30%)RAP厂拌热再生沥青混合料进行级配优化设计,得到当集料19 mm筛孔通过率为97.2%、4.75 mm筛孔通过率为39.3%、0.075 mm筛孔通过率为6.0%、油石比为4.48%时,所得配合比为最优设计结果,最优条件下模型预测值为空隙率4.00%、间隙率为13.17%、饱和度为70%、稳定度为11.75 kN.试验证明:实测值与模型预测值之间相对误差较小(均不大于3%),说明建立的二阶模型拟合结果较好;响应曲面法可对沥青混合料配合比设计进行有效预测,并给出40%~70%RAP掺量的级配优化结果.

大掺量粉煤灰对高架桥混凝土路面断裂性能影响试验研究

大掺量粉煤灰与混凝土水泥反应产生的凝胶可以改善混凝土粘接性能。为了确定粉煤灰掺量范围,将断裂度作为衡量混凝土断裂性能重要参数,根据混凝土在不稳定状态下的脆性断裂特征,对混凝土路面进行了断裂程度及应力分析,按照大掺量粉煤灰的混凝土界面粘接强度,分析拔出型、断裂型在显微镜下的断裂细微形态。结果表明,粉煤灰掺量为20%时,混凝土路面断裂正应力大于0.8 GPa,剪切应力大于1.5 GPa,混凝土路面抗压强度较大,混凝土路面抗断裂性能最好。随着粉煤灰掺量增加,混凝土路面抗断裂性能逐渐变差。

采空区大掺量粉煤灰无机固化泡沫制备及特性研究

煤矿采空区漏风是引发煤火灾害的重要原因,传统充填堵漏材料易干裂,流动性差,成本高,因此研发出有效充填封堵漏风通道的新型材料十分必要。通过单因素变量法,以材料流动度、初凝时间、抗压强度为指标进行配比优选,研发出大掺量粉煤灰无机固化泡沫充填堵漏新材料。同时,利用红外光谱、X射线衍射仪、扫描电镜表征材料的水化过程。结果表明∶基于泡沫均匀度、发泡倍数、半衰期及析水率等参数,优选出十二烷基硫酸钠(SDS)∶辛癸基葡糖苷(APG)=1∶1,黄原胶(XG)∶瓜尔胶(GG)=1∶1的水基泡沫。研发的大掺量粉煤灰无机固化泡沫,其初凝时间与粉煤灰掺量、水灰比、泡沫掺量成正比;流动度与水灰比成正比,与粉煤灰掺量成反比,随泡沫掺量增加先上升后缓慢降低;抗压强度随粉煤灰掺量增加呈先增加后减小趋势,与水灰比和泡沫掺量呈反比关系。综合评价指标确定粉煤灰掺量为60%、水灰比为0.6、泡沫与复合浆液体积比为1∶1时,材料流动度好,为15.9 cm,初凝时间适中,为5 h,抗压强度高,28 d达到1.5 MPa。该材料的水化产物是钙矾石(AFT)以及C-S-H凝胶,由水泥先发生水化反应生成Ca(OH)2,后与粉煤灰反应生成AFT及C-S-H凝胶,提高了大掺量粉煤灰无机固化泡沫抗压强度,能够适应采空区堵漏的要求。

大掺量市政污泥水泥窑协同处置应用

广州市越保水泥6000 t/d生产线项目采用全新的技术装备路线,通过安装新型破碎机控制破碎后污泥粒径、设置分料装置、优化入炉装置等途径,实现稳定协同处置600t/d干化污泥,同时降低了大掺量污泥协同处置对熟料减产影响。充分利用水泥窑的温度高、容量大等特点,使污泥的处理达到低成本、高效运行,并可达到稳定化、减量化、无害化和资源化的目的。

大掺量粉煤灰大坝混凝土的强度发展影响研究

为了解大掺量粉煤灰大坝混凝土强度发展情况,从粉煤灰掺量、水胶比、粉煤灰品质3个方面对大坝混凝土强度发展的影响进行了研究分析,以期提高粉煤灰混凝土强度,保障大坝工程施工质量和安全。

双膨胀源膨胀剂在大掺量矿物掺合料混凝土应用影响研究

本文研究了混凝土双膨胀源膨胀剂对大掺量矿物掺合料混凝土强度、膨胀性能及抗裂性能的影响.试验结果表明:(1)双膨胀源膨胀剂的掺入会使大掺量矿物掺合料混凝土的强度先升高后降低,在矿物掺合料为50%的胶砂、C30混凝土及C50混凝土中添加胶凝材料总量6%的双膨胀源膨胀剂,抗压强度和抗折强度表现较好.(2)随着双膨胀源膨胀剂添加量的增加,胶砂试件及C30、C50混凝土试件的限制膨胀率均出现上升趋势,且C30混凝土的膨胀比C50混凝土明显.(3)双膨胀源膨胀剂适量添加且做好前期养护可以有效改善混凝土的早期开裂,带模养护7d可以延缓混凝土的开裂,结合双膨胀源膨胀剂对强度的影响,添加量为6%时可以有效提高混凝土的抗裂性能.

大掺量RAP再生沥青混合料性能研究

采用标准化处理后的废旧沥青混合料(RAP)制备了RAP掺量分别为45%、50%和55%的大掺量RAP(RAP掺量大于30%)AC-20再生沥青混合料,并对所制备的再生沥青混合料进行了水稳定性和高温稳定性能研究。研究表明,标准化处理后的RAP级配变异性小,能够制备出性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的大掺量AC-20再生沥青混合料,50%RAP掺量的再生沥青混合料水稳定性最好,45%RAP掺量的高温抗车辙性能最好。综合考虑,可以将标准化处理后的RAP按需求制备大掺量再生沥青混合料并应用于实际工程中。