纳米偏高岭土对铁尾矿砂-再生混凝土抗压性能影响及微观结构分析

为综合利用固体废弃物,以再生粗骨料部分取代天然骨料、以铁尾矿砂部分取代天然砂分别作为粗、细骨料,同时以纳米偏高岭土(NMK)部分取代水泥作为胶凝材料制成铁尾矿砂-再生混凝土(IRC),进行立方体抗压强度试验,探究NMK对IRC抗压强度的影响。利用扫描电镜(SEM)及氮吸附法(BJH)研究再生混凝土微观结构的变化规律。研究结果表明:铁尾矿砂取代率的增加会提高再生混凝土强度变化率,且取代率越大,抗压强度变化率越高;适量掺入NMK可以提高再生混凝土的抗压强度,当NMK取代率为5%时,抗压强度最大;掺入适量的NMK可以通过促进二次水化反应生成大量的C-S-H凝胶,提高砂浆内部及砂浆与骨料之间的密实度,提升界面过渡区强度,优化内部孔隙结构,进而提升IRC的抗压强度。

铁尾矿砂再生混凝土的力学及耐久性能研究

以C30混凝土为再生粗骨料,采用铁尾矿砂取代天然河砂,制备出不同铁尾矿砂取代率(0,25%,50%,75%和100%(质量分数))的再生混凝土。研究了不同铁尾矿砂取代率对再生混凝土力学性能、微观形貌、耐久性能的影响。结果表明,随着铁尾矿砂取代率的增加,再生混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均表现出先增高后降低的趋势,50%(质量分数)铁尾矿砂取代率的再生混凝土力学性能最佳;掺入适量的铁尾矿砂能够填充再生混凝土骨料之间的裂缝和孔隙,提高再生混凝土的结构致密性,改善混凝土的微观结构;50%(质量分数)铁尾矿砂取代率的再生混凝土在碳化处理28 d后的碳化深度最低为4.1 mm,抗碳化性能最优;冻融循环80次后,50%(质量分数)铁尾矿砂取代率的再生混凝土的相对动弹性模量最大为94.53%,质量损失率最低为-0.11%,抗冻性能最佳。综合可知,当铁尾矿砂的取代率为50%(质量分数)时,可以有效改善再生混凝土的力学性能、微观形貌和耐久性能。

铁尾矿砂再生骨料混凝土力学性能研究

通过16组256块试验对铁尾矿砂不同取代率和再生粗骨料不同服役年限的再生混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度进行了试验研究。研究结果表明:对于立方体、轴心抗压强度,在不同铁尾矿砂取代率的情况下均超过普通混凝土对应的强度;对于劈裂抗拉强度,当在30%取代率下,RAC-1、RAC-2、RAC-3分别比普通混凝土增加了13.38%、11.15%、11.46%,其强度也都超过普通混凝土的强度。通过对试件的微观形貌分析,只有30%的铁尾矿和30%的再生骨料能达到最佳的粒径分布,从而提高了混凝土的内部密实度和强度。

干湿循环下铁尾矿砂再生混凝土耐久性研究

试验主要研究了不同掺量铁尾矿砂对再生骨料混凝土在硫酸盐干湿循环作用下质量损失率、抗压耐腐蚀系数、超声声速等性能变化的影响。研究结果表明:基于再生粗骨料替代率为30%的情况下,当掺量30%铁尾矿砂等量替代细骨料时,在硫酸盐干湿循环50次时可以使再生骨料混凝土质量损失大大减少,抗压耐腐蚀系数达到最大。当掺量10%铁尾矿砂等量替代细骨料时,其超声声速值高于其他掺量铁尾矿再生混凝土的超声声速值。

高延性铁尾矿砂再生混凝土力学性能试验研究

为了研究铁尾矿砂对高延性再生混凝土力学性能的影响,对12组108个再生粗骨料替代率为30%和50%的铁尾矿砂高延性再生混凝土进行试验研究,分析了不同铁尾矿砂掺量对再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。结果表明,再生混凝土中掺入定量的PVA纤维后,再生粗骨料替代率为30%和50%的两种再生混凝土的力学性能随着铁尾矿砂掺量的增加均呈现先增长后下降的趋势,其抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度基本呈正相关,并在铁尾矿砂掺量30%时达到峰值;当铁尾矿砂掺量相同时,再生骨料替代率越大其抗压强度越小;掺30%铁尾矿砂、再生骨料替代率30%的再生混凝土劈裂抗拉强度达到最大值;铁尾矿砂掺量30%时,再生骨料替代率30%和50%再生混凝土的抗折强度近似呈线性减小。

盐雾侵蚀环境下铁尾矿砂再生混凝土的耐久性试验研究

研究了盐雾侵蚀环境下不同掺量铁尾矿砂再生混凝土的抗氯离子侵蚀性能。结果表明:相同条件下,未掺铁尾矿砂再生混凝土的氯离子侵蚀深度远高于普通混凝土的氯离子侵蚀深度;随着铁尾矿砂掺量的增加,氯离子侵蚀深度先降后增,当铁尾矿砂掺量为30%~40%时,试件的氯离子侵蚀深度小于普通混凝土和未掺铁尾矿砂再生混凝土的氯离子侵蚀深度;相同侵蚀深度处的自由氯离子含量随铁尾矿砂掺量的增加先降后增,当铁尾矿砂掺量为40%时,自由氯离子含量总体上达到最低;总氯离子含量随侵蚀时间的延长变化不大,结合氯离子含量随侵蚀时间的延长而降低,同时自由氯离子含量随侵蚀时间的延长而增加。

全再生骨料混凝土空心砌块配合比设计

将废弃混凝土和铁尾矿砂加工成再生骨料,用于配制全再生混凝土空心砌块,这对回收利用废混凝土和铁尾矿砂具有重要的现实意义。提出了利用废混凝土及铁尾矿砂配制全再生骨料混凝土空心砌块配合比的设计步骤和计算方法,并以强度等级为MU7.5的全再生骨料混凝土空心砌块为例进行了实例设计计算。

铁尾矿砂混凝土轴心受压应力-应变全曲线试验研究

为研究铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线,采用铁尾矿砂替代普通砂试配强度等级C20~C55的混凝土,对每组3个尺寸为70 mm×70 mm×210 mm的试件进行轴心受压试验,得到了不同强度等级铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线。同时,对相同尺寸的普通混凝土试件进行了轴压试验,得到了其应力-应变全曲线。对比分析表明:强度等级小于C40的铁尾矿砂混凝土应力-应变曲线与普通混凝土应力-应变曲线的峰值应力、峰值应变、初始弹性模量、峰值点割线模量、反弯点和收敛点等特征值相近,并与规范曲线吻合较好。强度等级大于C40时,铁尾矿砂混凝土应力-应变全曲线下降段与混凝土规范应力-应变全曲线下降段相比较陡。根据试验结果拟合了强度等级大于C40时铁尾矿砂混凝土受压应力-应变全曲线。