矿渣砂-水镁石纤维AC-20C沥青混合料路用性能研究

为缓解矿料紧缺难题,选用矿渣砂等质量替代石灰岩机制砂,引入水镁石纤维来改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境。在原材料研究的基础上,评价矿渣砂和水镁石纤维共同应用到沥青混合料中的可行性;通过配合比设计,确定不同矿渣砂及水镁石纤维掺量下沥青混合料的最佳油石比;通过开展相关路用性能试验评价矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料的路用性能。试验结果表明,水镁石纤维能够改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境,增强沥青与矿料之间的粘附能力;随着矿渣砂掺量的增加,沥青混合料高温性能逐渐增强,低温及水稳定性能逐渐降低;水镁石纤维的掺入,矿渣砂沥青混合料相关路用性能均得到改善;为最大限度地利用矿渣砂,同时保证AC-20C沥青混合料的路用性能,推荐矿渣砂的掺量为20%,水镁石纤维掺量为0.3%。

水镁石纤维混凝土性能试验及工程应用

为解决水泥混凝土路面弊端,确保水泥混凝土材料优势的充分发挥,对水镁石纤维混凝土特性进行了研究,并对其工作性能和力学性能展开试验。基于试验结果,以某新建高速公路标段1和标段3为例,对水镁石纤维混凝土路面施工要点进行了探讨。结果表明,高等级公路水镁石纤维混凝土抗弯拉强度高,材料成本低,此类路面结构具有较高的性价比;通过合理确定各施工参数取值,可取得较好的公路路面施工效果。

钢渣砂-水镁石纤维对混凝土性能的影响

为探究钢渣与水镁石纤维对混凝土性能的影响,使用钢渣砂替代普通砂,掺入水镁石纤维作为增强体制备混凝土,而后测试了混凝土的工作性、抗压强度与抗弯拉强度。结果表明:钢渣砂与水镁石纤均会使混凝土坍落度降低;钢渣砂会降低混凝土的抗压强度与抗弯拉强度;水镁石纤维对混凝土有增韧作用,可弥补钢渣砂对混凝土强度的负面影响。

公路水镁石纤维混凝土路面施工技术分析

以某公路项目实例为依托,对该公路水镁石纤维混凝土路面施工技术进行研究,主要对路用性能及施工技术要点进行了分析。研究结果表明,在水镁石纤维混凝土路面施工过程中,要先明确水镁石纤维混凝土的路用性能,看是否满足公路施工要求。同时还要了解并掌握水镁石纤维混凝土施工技术,选择优质的材料,科学设计配合比,严格按照规范施工,从而确保混凝土路面质量达标。

陕南水镁石纤维的环境安全性评估

纤维水镁石在动物体内有一定的生物活性，但在人群流行性病学结果上显示的一系列信息如接尘工人只出现低的尘肺患病率，没有矽肺病和ＩＩ期尘肺患者。溶解性试验结果表明：水镁石纤维粉尘极易溶解在有机无机强弱酸、混合酸、有机无机铵盐、缓冲溶液中，也可部分溶于水中，导致其在体内滞留时间短且易于清除。说明水镁石纤维是安全的纤维材料且没有致瘤协同作用，由于矿物的表面／界面特征是除纤维特性以外控制纤维生物活性和危害性的关键因素之一，提出了矿物粉尘环境安全评价分类体系应突破矿物种的局限而深入到表面／界面的水平。

高寒地区水镁石纤维早强型水泥稳定碎石的路用性能研究

为了提高水泥稳定类基层在高寒地区的适用性,提出在基层中复掺基层早强剂和水镁石矿物纤维使其达到早强抗裂作用,通过研究其抗压强度、劈裂强度、收缩特性以及抗冻性能,分析水镁石矿物纤维在水泥稳定碎石中的作用机理。试验结果表明:复掺基层早强剂和水镁石矿物纤维后,20℃养护条件下基层3 d抗压强度与劈裂强度分别为其28 d的85%和76%,-15℃低温养护条件下3 d抗压强度与劈裂强度分别为其28 d的69%和68%;抗收缩性能在加入水镁石纤维后有较大提高,纤维掺量为4%时,干缩系数与温缩系数比未掺时分别降低约92%和48%;抗冻性能也因掺入水镁石纤维而有所改善,纤维掺量为4%时基层28 d冻融残留抗压强度比(BDR)为0.96%。复掺水镁石纤维与基层早强剂,既能有效保证高寒地区水稳碎石的强度,又能避免基层在干燥气候中的收缩开裂和在低温、变温环境中的温缩开裂,其中水镁石纤维最佳掺量为4%。

水镁石纤维对固井水泥石力学性能的增强效果及机理

固井水泥石的脆裂微裂缝破坏了水泥环完整性,从水泥材料方面改善水泥石的性能一直是国内外固井界研究的一个热点。为此,实验研究了水镁石纤维对水泥石劈裂抗拉强度、抗压强度和抗折强度的影响;模拟井下环境进行了水镁石纤维水泥石的三轴应力一应变测试;使用扫描电镜观察水镁石纤维水泥石的微观形貌,进而探讨了水镁石纤维对水泥石的增强机理。结果表明:①水镁石纤维掺量适当时,水泥浆的应用性能良好;②水镁石纤维显著增强水泥石力学性能,水镁石纤维掺量为5.0%(质量分数)时,水镁石纤维水泥石的28 d劈裂抗拉强度、抗压、抗折强度较之纯水泥石分别提高32.8%、15.3%和32.2%,而其弹性模量较之空白试样水泥石降低34.5%;③水镁石纤维的亲水性良好,可在水泥石中乱向分布形成三维网络结构,通过拔出耗能作用和桥联作用控制了微裂纹的产生和发展,增强了水泥石力学性能。

复掺钢丝绒纤维/水镁石纤维沥青胶浆性能研究

通过改变纤维总掺量和两种纤维的体积比,采用延度试验、锥入度试验、布氏旋转粘度试验和动态剪切流变试验研究了混杂纤维沥青胶浆的低温延展性能、抗剪切性能、粘度特性及高温流变特性,同时借助扫描电镜(SEM)对其试样断面进行观察分析。结果表明:沥青胶浆的低温延展性随纤维掺量的增大而降低;在6%纤维总掺量范围内,随着纤维掺量的增大粘度逐渐增大,且增大的幅度减小;当钢丝绒纤维与水镁石纤维体积比为6/4时,沥青胶浆的车辙因子(G*/sinδ)、抗剪强度达到最佳值;将两种纤维混杂掺入沥青胶浆中,充分分散,其与沥青粘结良好,发挥了增粘和桥接作用,提高了沥青胶浆的整体稳定性和抵抗永久变形的能力。

化学激发煤矸石对水镁石纤维水泥砂浆性能影响

选取铜川煤矸石进行研究,采取热活化、机械活化和化学活化并用的方式,且在煅烧前将煤矸石与石灰混合,并加入固定量水镁石纤维制成水泥砂浆,通过强度、流动性等力学性能测试和SEM微观测试找出了最优的工艺参数。试验表明:当煅烧温度为675℃,石灰和煤矸石取代水泥量的30%,其中石灰占煤矸石量的40%时,强度和流动性达到最佳值。和普通水泥砂浆相比基本持平,与单一热活化煤矸石水泥砂浆相比强度有大幅度提高。有利于工业废渣的利用和节能减排的进行。

聚甲醛/水镁石纤维复合材料的制备与表征

以水镁石纤维为聚甲醛(POM)的增强填料,通过熔融挤出法制备了水镁石纤维/POM复合材料,结果表明:在该复合材料体系中,钛酸酯偶联剂是比较理想的水镁石纤维表面改性剂;水镁石纤维对POM可以起到增强作用,当水镁石纤维含量为15%时,弯曲强度增大了12.4%,拉伸强度变化不大;水镁石纤维对POM的结晶温度和熔融温度影响不大,但是结晶度从82.1%降低到66.1%。

水镁石纤维水泥混凝土工作性研究

为了解决水镁石纤维的加入使水泥混凝土的流动性差,导致其无法充分发挥其增韧作用的问题,通过混凝土坍落度试验,利用灰色关联分析方法分别研究了水镁石纤维等级、用量、减水剂种类、减水剂纤维比等因素对水泥混凝土工作性能的影响。结果表明,对水镁石纤维混凝土影响程度最大的是水灰比和纤维长径比(水镁石纤维等级),其次是减水剂纤维比,影响最小的是纤维掺量;随纤维用量增加,混凝土的流动性降低;具有较大的长径比和较小的表面积的水镁石纤维有利于混凝土的工作性;水镁石纤维混凝土宜采用纤维悬浮液粘度低的减水剂。

减水剂对水镁石纤维的松解作用研究

研究了萘磺酸盐、氨基磺酸盐、密胺树脂及酯基磺酸盐4种混凝土减水剂对两个级别水镁石纤维的叩解度、粘度及zeta电位的影响。通过SEM观察及混凝土强度试验,验证了减水剂对水镁石纤维的松解作用。结果表明,不同类型的减水剂对水镁石纤维的叩解度、粘度及zeta电位有不同的影响。在不同减水剂的水分散纤维悬浮液中,水镁石纤维表面均呈现负电性,随减水剂用量增加,纤维表面的负电荷增加。长等级纤维的叩解度高于短纤维,悬浮液粘度也高于短纤维。在纤维用量不变的情况下,随减水剂用量及纤维叩解度的增加,混凝土抗折强度提高,然后趋于饱和。在减水剂的作用下,纤维直径由微米级下降至纳米级。

煤矸石粉/水镁石纤维改性沥青混合料路用性能

为了研究煤矸石粉、水镁石纤维改性沥青混合料路用性能,通过车辙试验、小梁低温弯曲试验和冻融劈裂试验评价其高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性;采用灰熵法分析填料各项特征因素对沥青混合料各项路用性能的影响程度显著性;借助扫描电镜(SEM)探析煤矸石粉、水镁石纤维改性沥青混合料作用机理。结果表明:经煤矸石粉、水镁石纤维改性的沥青混合料路用性能均得到明显提高;影响其路用性能的最主要因素是纤维掺量;水镁石纤维在沥青胶浆中形成三维网络增强结构,而煤矸石粉则有效改善了沥青胶浆的温度敏感性。

水镁石纤维保温砂浆研制

采用正交试验的方法研究了以水镁石纤维为增强材料的新型外墙保温砂浆制备工艺技术问题。研究发现,纤维规格对砂浆抗压强度、抗折强度及密度均有较大影响,珍珠岩用量对砂浆导热系数影响最大,而纤维用量是线收缩率的主要影响因素。水镁石纤维保温砂浆的最佳水平搭配为:珍珠岩用量为水泥量的1.1倍,采用X规格纤维,纤维用量为水泥量的4%。在研究的三个规格水镁石纤维中,X型的纤维对砂浆的强度最有利,对应的砂浆流动性较大,砂浆硬化体密度也较大,线收缩率最小。随纤维用量增加,砂浆的强度和导热系数增加,干密度先上升后下降,线收缩率先减小后增加。随珍珠岩用量增加,砂浆的强度和导热系数降低,线收缩率增加,干密度先下降后上升。纤维规格对砂浆性能的影响与纤维的长度分布有关,纤维过长或过短,均不利于纤维对砂浆增强作用的发挥。

水镁石纤维/水泥基复合材料的试验研究

研究了不同水镁石纤维掺量对水泥砂浆抗折强度、抗压强度、用水量、流动性等的影响及纤维水泥砂浆的强度增长规律。试验表明 ,2 %以内的纤维用量能提高水泥砂浆的抗压和抗折强度 ,纤维用量过大时,由于用水量的增加,试件结构酥松 ,强度降低。与普通水泥砂浆相比 ,水镁石纤维水泥砂浆0～3d的抗压和抗折强度增长较快 ,7d～28d的抗压强度增长率也有明显增加。

水镁石纤维增强油井水泥石性能研究

分别对不同长度水镁石纤维油井水泥浆的流动性、API失水量、沉降稳定性进行了测试和分析;并讨论了纤维分散方式、加量范围、水泥石抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度以及微观结构。结果表明,水镁石纤维能显著降低水泥浆体系流动性、使API失水量下降45%数50%,对水泥浆沉降稳定性的影响很小。水镁石纤维能显著提高水泥石的力学性能,水浴养护14 d后,3%纤维加量下的水泥石抗压强度提高16.2%,5%纤维加量下的水泥石抗折强度提高48.8%,8%纤维加量下的水泥石劈裂抗拉强度提高41.4%。通过机械剪切力和超声作用预分散处理后,水镁石纤维成细丝状均匀分布在水泥石中,能有效提高水泥石密实度和限制微裂纹发生与扩展。纤维的加入使得水泥石力学性能增益比显著增大,5%纤维加量水泥石的拉压比与空白试样相比提高27.5%,使得水泥石脆性得到较大改善。但高加量下水镁石纤维难分散、易团结,水镁石主要起填充作用,水泥石强度仍能得到一定的增加。

水镁石纤维路面混凝土性能影响因素的灰关联熵分析

通过强度试验,运用灰关联熵的系统分析方法,分析了水灰比、纤维长径比、纤维掺量、减水剂掺量,坍落度等因素对路面混凝土28d抗弯拉强度和压折比影响的主次关系和影响程度。分析表明,对于水镁石纤维路面混凝土,水灰比是一个非常重要的参数;水镁石纤维的长径比及掺量也是混凝土强度的重要因素。结果证明,在水泥混凝土多因素的分析中,灰关联熵法是一种简单实用且结果比较准确的方法,其结论可为水镁石混凝土配合比设计参数提供有效的计算依据。

天然水镁石纤维的化学松解技术

研究了不同表面活性剂对不同等级水镁石纤维的松解效果,通过对纤维悬浮液叩解度、粘度、纤维表面Zeta电位、纤维混凝土强度等的研究,并经扫描电镜分析,证明了化学松解工艺对水镁石纤维具有较好地劈分作用。表面活性剂种类及用量对纤维的叩解度、纤维的表面电位、悬浮液粘度均有影响,对不同等级纤维的影响有差异。随表面活性剂用量增加,纤维的叩解度、纤维表面的负电荷量、悬浮液的粘度一般均呈增加趋势。经过化学分散试验,水镁石纤维得到了较好松解,纤维直径由微米级下降至纳米级。将水镁石纤维应用于混凝土,抗折强度随纤维叩解度的增加而提高,说明纤维的化学分散有利于纤维对混凝土增强作用的发挥。

水镁石纤维增韧炉底渣基地质聚合物的制备和增韧机理

以炉底渣为原料,水镁石纤维为增韧材料,通过碱激活反应制备水镁石纤维增韧炉底渣基地质聚合物。通过XRF、XRD、MIP及SEM对地质聚合物的成分、矿物相、孔结构及微观形貌进行了表征,探究了水镁石纤维的增韧机理。力学结果表明,当水镁石纤维掺量为0. 8wt%时,抗折强度提高26. 6%,增韧效果显著。XRD及MIP结果表明,水镁石纤维的加入,不改变地质聚合物的矿物相组成,以物理结合的方式嵌插于炉底渣的水化产物中,增加密实度,改善孔隙结构。炉底渣基地质聚合物韧性的提高应归因于纤维桥联、纤维脱粘和纤维拔出的共同作用。

水镁石纤维的分散及在混凝土中的应用

通过掺加减水剂制备了水镁石纤维悬浮液。SEM显微分析表明,减水剂对水镁石纤维有很好的松解作用。采用电子探针(EPMA)及能谱仪分析技术。测试了制备好的水镁石纤维混凝土试件,通过二次电子及背散射成像,观察了水镁石纤维在混凝土中的分散情况。利用EDS进行面扫描,分析了微区成分,并进行了性能测试。测试结果表明,水镁石纤维在混凝土中可以均匀分散,水镁石纤维在混凝土中分散性越好,混凝土强度越高,且水镁石纤维混凝土的韧性优于普通混凝土。