自燃煤矸石粗集料取代率对混凝土断裂韧性的影响

通过跨度和初始缝高比恒定的三点弯曲梁试验,计算不同自燃煤矸石粗集料取代率下混凝土的断裂韧度和断裂能,用特征长度和延性指数来衡量其脆性与延性.基于图像处理技术,在水平投影方向对断裂面混合粗集料的分布及破坏方式进行分析.通过三维重构断裂面形貌计算相应分形维数,用以表征粗集料表面粗糙度.结果表明:自燃煤矸石粗集料混凝土的弯曲破坏特征与普通混凝土相似,但随着取代率的增大,裂缝发展路径由弯曲扩展向竖直扩展转变,贯穿截面所用时间变短;韧性参数皆随取代率增大而降低,但降幅不同,当取代率为25%时,特征长度及延性指数与普通混凝土持平,之后随取代率增大而下降,当取代率达到100%时,起裂断裂韧度、失稳断裂韧度和断裂能较普通混凝土分别下降11.69%、39.04%、47.86%.取代率变化对混合粗集料与断裂带净面积水平投影之比影响不明显,但对混合粗集料断裂破坏比例影响显著.随着取代率的增大,分形维数逐渐降低,断裂面形貌渐趋平整.自燃煤矸石粗集料对混凝土断裂性能产生明显不利影响,断裂特征较普通混凝土显著,在工程中应予以高度重视.

煤矸石粗集料混凝土抗氯离子渗透性能的研究

通过正交优化设计试验,采用电通量法来评价煤矸石粗集料混凝土抗氯离子渗透性能。试验结果表明:水胶比对煤矸石粗集料混凝土的抗氯离子渗透性能的影响较为显著,砂率和集灰比的影响较大,煤矸石集料级配影响较小。制备最佳抗氯离子渗透性能的煤矸石粗集料混凝土的组合为A2B3C2D3,即水胶比0.39,砂率为43%,集灰比为4.2,集料级配为1.2,此时煤矸石粗集料混凝土的6 h电通量为985.36 C,具有较强的抗氯离子渗透能力。

钢纤维增强自燃煤矸石轻集料混凝土试验研究

针对煤矸石占用大量耕地并对矿区生态环境造成的污染问题,参照国标,对辽宁省阜新市高德矿排放的自燃煤矸石进行了化学组成、耐久性及有害物质含量、物理力学性能的检测,发现其各项指标均满足国家对轻集料标准的要求.为此,将自燃煤矸石破碎作轻粗集料、钢纤维作增强材料,设计了5组钢纤维掺量的混凝土试件,进行了拌和物工作性及均质性,硬化后抗压强度、劈拉强度和抗折强度的试验,并且以试验结果为样本,建立了钢纤维掺量与混凝土强度之间的定量关系式.研究结果表明,当钢纤维掺量小于2%(体积分数)时,随钢纤维掺量增加,自燃煤矸石轻集料混凝土的抗压?劈拉和抗折强度都有不同程度的提高,其中以抗折强度的增长最为显著.另外,对上述现象进行了机理分析.

自燃煤矸石轻集料混凝土碳化性能试验研究

为探究自燃煤矸石轻集料混凝土的碳化性能,通过快速碳化试验研究抗压强度、水灰比、水泥用量、温湿度及龄期等敏感性因素对碳化深度的影响。结果表明,抗压强度与碳化近似为负相关,在24~38 MPa范围内,28 d最大减小量为9.7 mm;其他因素一定,水灰比越大,内部空隙越多,碳化深度越大;水泥用量提高1倍,碳化深度减小14.7%,单纯增加水泥用量减小其碳化程度不可取,应综合考虑其他敏感性因素;相对湿度与碳化关系呈负相关,温度与碳化关系呈正相关;在3~14 d范围时,碳化速率增长显著,超过14 d时,碳化速率增长平缓。

煤矸石粗集料粒径对混凝土性能的影响

从混凝土架构结构模型出发,采用对比实验,研究了煤矸石粗集料粒径对混凝土坍落度、抗压强度、抗折强度、弹性模量和抗冻性的影响.研究结果表明,煤矸石粗集料对混凝土的坍落度、抗压强度、抗折强度和弹性模量影响十分显著.煤矸石粗集料的掺入降低了混凝土的坍落度和抗折强度,提高了混凝土的抗压强度和弹性模量,改善了混凝土的抗冻性.随着煤矸石粗集料粒径的增大,煤矸石混凝土的坍落度逐渐增大,抗折强度和抗冻性逐渐降低,而抗压强度和弹性模量变化并不显著.

自燃煤矸石粗骨料混凝土双变量强度公式研究

通过对16组自燃煤矸石粗骨料混凝土试件的试验,研究了自燃煤矸石粗骨料压碎值、水胶比对混凝土抗压强度的影响。利用多元回归建立了自燃煤矸石压碎值、水胶比和混凝土28 d抗压强度之间的回归方程,并由25组试件检验,普适性良好。自燃煤矸石粗骨料混凝土双变量强度公式的建立,对自燃煤矸石粗骨料混凝土配合比设计及强度推算具有重要的实际意义。

自燃煤矸石集料制备混凝土工艺研究

采用"普通"、"净浆裹石法"和"砂浆裹石法"3种搅拌方法,以自燃煤矸石为粗、细集料制备混凝土。通过对自燃煤矸砂与自燃煤矸石、自燃煤矸砂与天然碎石、天然河砂与自燃煤矸石和天然粗细集料4种组合集料制备的混凝土进行稠度和强度试验,考察3种不同搅拌工艺对混凝土拌合物工作性和强度的影响。结果表明,砂浆裹石法最适合天然砂石制备普通混凝土;砂浆裹石法和净浆裹石法都适合自燃煤矸砂与天然碎石制备自燃煤矸砂混凝土,净浆裹石法对后期强度的发展更有利;净浆裹石法最适合天然河砂与自燃煤矸石制备的自燃煤矸石砂轻混凝土;附加水使二次搅拌工艺对自燃煤矸砂、石制备的全煤矸石集料混凝土工作性和强度影响不明显。

搅拌工艺对自燃煤矸石集料混凝土工作性和强度影响

通过对天然粗细集料、自燃煤矸砂与天然碎石、天然河砂与自燃煤矸石,以及自燃煤矸砂与自燃煤矸石四种组合集料配制的混凝土稠度和强度试验,以及微观形貌特征分析,揭示"普通"、"砂浆裹石"和"净浆裹石"三种不同搅拌工艺对不同集料混凝土工作性和强度的影响。研究结果表明,砂浆裹石适合天然砂石配制的普通混凝土;砂浆裹石和净浆裹石适合自燃煤矸砂与天然碎石配制的自燃煤矸砂混凝土,净浆裹石效果更好;净浆裹石适合天然河砂与自燃煤矸石配制的自燃煤矸石砂轻混凝土;附加水使混凝土水灰比变大,造成二次搅拌工艺对自燃煤矸砂、石配制的全煤矸石集料混凝土工作性和强度影响不明显。

自燃煤矸石轻集料混凝土结构耐久性综述

为了探讨自燃煤矸石轻集料混凝土结构耐久性能,通过对自燃煤矸石轻集料、自燃煤矸石轻集料混凝土的耐久性科研成果分析、工程应用情况、有关耐久性调查及长期自然环境下自燃煤矸石混凝土碳化试验研究后说明,只要制定合理标准,严格执行、精心设计、合理选材、加强管理、自燃煤矸石混凝土是可以满足结构耐久性要求。

自燃煤矸石作井巷喷射混凝土集料的应用研究

研究了开滦自燃煤矸石的组成和性能,以此为集料配制井下喷射混凝土,试验结果表明:其强度能够满足要求,且具有容重小,节约水泥,降尘,降弹的优点。

自燃煤矸石粗骨料特性及其对混凝土性能的影响

在系统掌握自燃煤矸石粗骨料基本特性的基础上,研究了不同取代率下自燃煤矸石粗骨料混凝土的拌和物和易性,以及混凝土强度、弹性模量、破坏特征和应力-应变曲线,并通过界面过渡区微观表征了自燃煤矸石粗骨料混凝土的微结构特征.结果表明:与天然碎石相比,自燃煤矸石粗骨料的表观密度小、吸水率高、压碎和坚固性指标大;随着自燃煤矸石粗骨料取代率递增,混凝土拌和物的坍落度和混凝土的表观密度、弹性模量递减,塑性有一定程度改善,轴压纵向劈裂破坏形态越发明显;取代率小于50%的自燃煤矸石粗骨料对混凝土的内养护作用比其自身强度低的影响更为显著,使混凝土界面过渡区更为密实,抗压强度有一定幅度的提高;当取代率大于50%后,因自燃煤矸石粗骨料自身缺陷增多而导致混凝土强度有所下降.

煤矸石粗集料理化性质和形状特征对混凝土强度的影响

随着天然集料的日益缺乏以及国家对固体废弃物再利用的高度重视,煤矸石集料的应用已引起广泛关注,但不同地区煤矸石粗集料理化性质和形状特征差异较大,会显著影响混凝土性能。本文选取陕西省不同矿区的煤矸石,采用宏观指标(压碎指标、吸水率、坚固性、表观密度、含泥量)和细观指标(矿物组成、化学成分、微观形貌和内部孔结构)评价煤矸石粗集料的理化性质,并分析了两者之间的关联性。针对煤矸石与天然碎石的形状差异,提出了球度、角数和纹理指数等煤矸石粗集料形状统计指标,并结合煤矸石粗集料宏观指标分析了对混凝土工作性与强度的影响规律。研究结果表明,石英、高岭石和伊利石含量高、微观形貌密实、孔隙率小的煤矸石粗集料,吸水率和压碎指标较低;与天然碎石相比,煤矸石粗集料球度较低,多呈不规则形状,角数和纹理指数高,表现为棱角较多且尖锐、表面更粗糙;压碎指标和吸水率低的煤矸石集料配制的混凝土,和易性好、强度高;当煤矸石粗集料压碎指标差异小时,其形状统计指标决定了混凝土强度,球度越高、角数和纹理指数越小,混凝土强度越低。

煤矸石集料混凝土抗压强度及耐久性能

以煤矸石-普通碎石混合作为粗集料制备了一系列混凝土试样,其中煅烧和未煅烧煤矸石等量替代普通碎石的掺量为0%、30%、50%、70%和100%,探究了煤矸石粗集料掺量和700℃煅烧对混凝土抗压强度、快速氯离子渗透、抗碳化性能和抗硫酸盐侵蚀性能的影响,并借助X射线衍射仪(XRD)观测矿物成分变化,利用扫描电子显微镜(SEM)观测微观结构。实验结果表明煤矸石作混凝土集料是可行的,最大掺量受混凝土设计强度和所处环境的限制。煤矸石与胶凝材料粘结处空腔的存在不利于混凝土抗压强度和耐久性能,但对固化氯离子性能有利。相比于掺未煅烧煤矸石的混凝土,掺煅烧煤矸石的混凝土的内部结构更致密,但煅烧煤矸石自身的缺陷导致其未获得较大优势。后续研究将致力于更大程度地激发煅烧煤矸石集料的活性以更好地发挥其优势。本研究为煤矸石的大宗高效利用提供试验基础和理论依据。

自燃煤矸石轻集料的主要技术性能与新制定国标比较

本文介绍了多年来实际应用自燃煤矸石轻集料的主要技术性能统计结果，并将该统计结果与新制定轻集料国标（GB／T17431．1－1998）进行比较。结果表明：新制定轻集料国标符合我国国情，指标具有代表性和科学性，能够指导自燃煤矸石轻集料的生产和使用。

自燃煤矸石轻集料的利用

自燃煤矸石加工成轻集料用于建筑工程 ,具有明显的社会、经济效益。研究表明 ,自燃煤矸石轻集料可替代普通砂和粗骨料配制C30以下混凝土和砂浆 ;在锚喷混凝土中使用自燃煤矸石轻集料 ,1m3混凝土可节约100～150kg水泥 ;在砌筑砂浆中 ,可节约30 %～40 %水泥 。

煤矸石集料混凝土小型空心砌块研制

以自燃煤矸石、粉煤灰为主要集料和掺合料,以水泥为胶结料研制轻集料混凝土小型空心砌块,通过配合比设计、成型设备选择、生产工艺参数确定,研制生产出了符合相关标准要求的轻集料混凝土小型空心砌块。

自燃煤矸石的材料性能试验研究

通过对煤矿加工的自燃煤矸石和轻集料各项指标进行了详细的试验 ,同时对自燃煤矸石混凝土的性能也进行了试验 ,为大力开展煤矸石的综合利用 。

自燃陶粒轻集料混凝土的研究与应用

开滦 (集团 )有限责任公司范各庄矿业分公司利用井下排出的煤矸石经堆积自燃氧化后形成的陶粒加工井下喷射混凝土轻集料 ,替代原来的石灰岩碎石集料 ,经几年的研究与应用 ,取得了可观的经济效益和明显的社会效益 ,为煤矸石的利用找到了一条新途径。

自燃煤矸石粗集料对混凝土强度影响的试验研究

参照国标,通过试验对辽宁省阜新市高德矿堆积的自燃煤矸石进行轻集料品质评定。在掌握了各项指标均满足国标对轻集料要求的基础上,将自燃煤矸石破碎作粗集料、普通砂作细集料、聚丙烯纤维作增韧材料,由均匀试验设计了10组自燃煤矸石轻集料混凝土试件,进行大量抗压强度、劈拉强度和抗折强度试验。研究结果表明:由于阜新高德自燃煤矸石粗集料与C40砂浆基体的强度和弹性模量相互匹配,虽然其自身强度远不及天然碎石,但因充分发挥了集料和基体的协调作用,可配制出性能优良的C40混凝土,且早期强度发展的更理想。

严寒地区轻集料混凝土小型空心砌块配方研究

以自燃煤矸石为主要组分研制符合严寒地区要求的轻集料混凝土小型空心砌块。通过试验室配方研制,以85%工业废弃物为集料和掺合料,以复合硅酸盐水泥为胶结材料,在湿热蒸汽养护条件下,制品主要技术指标符合现行标准规定。经过生产线试产,验证试验配方是合理性的。