铁尾矿粉对石灰石粉混凝土力学性能和氢氧化钙含量的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。本文研究了复掺铁尾矿粉和石灰石粉的掺量和比例对混凝土性能的影响。结果表明:随着复掺矿粉比例的不断增大,复掺矿粉混凝土强度均呈现出先增大后减小的变化规律,并在复掺矿粉比例为1∶2时取得较大值。在同一冻融循环次数作用下,混凝土质量损失率随着复掺矿粉比例的增大呈现出先减小后增大的趋势,而混凝土的相对动弹性模量却呈现出先增大后减小的变化趋势。在同一测定位置处,随着复掺矿粉比例的不断增大,复掺矿粉混凝土氯离子含量均呈现出不断减小,且在比例为1∶2时复掺矿粉混凝土氯离子含量的下降变快。综合实验结果得到,石灰石粉掺量为20%时混凝土的强度特性较佳,复掺矿粉比例为1∶2时混凝土的强度和耐久性均达到较佳。

后续养护方式缓解蒸汽养护混凝土性能缺陷的试验研究

为研究后续养护缓解蒸汽养护造成的永久损伤,以蒸汽养护混凝土为例,设计了4种后续养护方式,测试不同后续养护方法对混凝土抗压强度、吸附系数、氯离子扩散系数和透气性等性能参数的影响。结果表明,后续养护方式对混凝土试件28 d强度增长贡献率由大到小为标准养护、饱和石灰水养护、水养护和空气养护;混凝土毛细吸附性、氯离子扩散性和透气性曲线均呈近似“L”形,即随养护时间增加而降低,且前期(龄期3 d前)下降显著,后期趋于平缓;蒸汽养护混凝土预制构件均应及时进行适当加湿养护,但不建议长时间浸泡于水环境中养护。

石墨烯纳米片增强水泥砂浆的抗氯离子扩散和抗硫酸盐侵蚀性能

本工作研究了石墨烯纳米片(GNP)对水泥砂浆抗氯离子扩散性能和抗硫酸盐侵蚀性能的影响,并采用热重分析法、压汞分析法、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析对GNP复合水泥砂浆的微观形貌和水化产物类别进行了表征,解释了GNP增强水泥砂浆抗氯离子扩散性能和抗硫酸盐侵蚀性能的机理。结果表明:与普通水泥砂浆相比,掺入0.1%水泥质量的GNP后,水泥砂浆的28 d抗压、抗折强度分别提高了11.1%和12.7%,表面氯离子浓度和扩散系数分别减小了36.8%和11.3%,经硫酸盐侵蚀后质量损失率为0.44%,抗蚀系数提升至0.9;GNP对水泥水化的产物类别没有影响,但GNP可以促进水泥的水化反应并细化水泥砂浆中的孔径;GNP作为水泥中的纳米添加材料能够填充在水泥熟料附近,使水泥砂浆的微观结构更为密实,且GNP较大的比表面积和二维板状结构也可以成为腐蚀离子的物理屏障。

离子改性对宽分子量分布聚丙烯黏弹性能影响

宽分子量分布聚丙烯(BMWDPP)PP1经离子改性剂处理后得到PP4。通过凝胶渗透色谱(GPC)与平板旋转流变、拉伸流变和熔体强度测试研究了PP1和PP4的分子结构与流变性能的变化。离子改性过程中的自由基诱发PP降解会降低BMWDPP的分子量大小及多分散性;虽未形成真正的长支链结构,但由于接枝在PP分子链上的金属盐之间靠离子相互作用造成“类长支链”效果,PP4可产生拉伸应变硬化现象;PP4因大分子量组分的降解削弱缠结及小分子量组分的降解增强塑化,导致黏弹性低于PP1。拉伸应变硬化对熔体强度增高的影响强于分子量降低对熔体强度削弱的影响,故PP4的熔体强度在不同的温度下皆高于PP1;在低温下呈现线形大分子量分子链PP特点,而在高温下呈现长支链PP特点。

不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能

为研究不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能,对单掺和复掺碳酸钙晶须、聚乙烯醇(PVA)纤维的水泥基材料分别进行电通量试验、电镜扫描观测及基本力学性能试验,分析不同纤维尺度、掺量及复合比例对水泥基材料抗氯离子渗透性能和基本力学性能的影响规律,并基于试验结果给出了多纤维复合增强水泥基材料的氯离子侵蚀深度计算模型。结果表明,不同尺度纤维可在不同结构层次上发挥对水泥基材料的增强作用,使得多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能明显优于单一纤维增强水泥基材料;多纤维复合材料的抗压强度与氯离子侵蚀深度及电通量大致呈反比例关系;当复合材料的抗压强度提高13.6%时,其氯离子侵蚀深度和总电通量则分别降低39.1%和44.7%;建立的氯离子侵蚀深度计算模型,可用于多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透和侵蚀性能评估。

高强双相钢氩离子抛光EBSD制备研究

利用Gatan公司的685型多功能氩离子抛光镀膜仪对铁素体-马氏体高强双相钢EBSD样品进行制备。采用正交法研究了氩离子加速电压、抛光时间以及入射角度对高强双相钢EBSD衍射花样标定率的影响。结果表明,随着加速电压、抛光时间及氩离子入射角度的增加,可有效地降低砂纸打磨痕迹对EBSD衍射花样标定的影响,且花样标定率明显提高,试样表面平整度增加。

掺硅粉对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合胶凝体系混凝土耐久性的影响研究

通过在m(普通硅酸盐水泥)∶m(硫铝酸盐水泥)=3∶7的复合胶凝体系(P·O-SAC)中掺入不同比例的硅粉,对复合胶凝体系的水化过程和混凝土的抗压强度、抗劈裂强度以及抗氯离子侵蚀进行试验,改善多元复合胶凝体系混凝土的耐久性能。研究表明:硅粉的掺入量越多,复合水泥的初凝和终凝时间越长;掺入适量的硅粉能有效提高P·O-SAC混凝土的抗压强度,改善P·O-SAC混凝土后期强度的发展;硅粉能提升P·O-SAC混凝土抗氯盐侵蚀的能力。

复掺铁尾矿和粉煤灰掺量对混凝土性能和微观结构性的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。采用不同掺量作用下混凝土的电阻率、抗压强度和氯离子迁移系数的变化规律,来评价混凝土的耐久性能。对不同铁尾矿掺量和不同粉煤灰掺量作用下混凝土的抗渗性能、力学性能、抗氯离子侵蚀性能进行了研究,以及分析了同时掺加不同比例铁尾矿砂和粉煤灰对混凝土性能的影响。结果表明:铁尾矿和粉煤灰掺量为30%时混凝土的抗压强度达到极大值。而粉煤灰掺量比例越大、铁尾矿掺量比例越小,混凝土的抗压强度、抗渗性能和抗氯离子侵蚀性能就越差,故在实际制备混凝土时应该采用大掺量铁尾矿砂、少掺量粉煤灰的配合比。随着铁尾矿掺量和粉煤灰掺量的增大,在同一水化时间作用下铁尾矿的水化放热速率和总放热量也呈现出不断减小的趋势,这说明了掺加铁尾矿和粉煤灰很大程度上降低了混凝土的水化放热速率和总放热量。随着铁尾矿掺量和粉煤灰掺量的增大,混凝土孔径分布曲线峰值点对应的孔径值也是不断增大的,但是增大的幅度却越来越小。

抗溶蚀喷射混凝土长龄期溶蚀性能对比研究

通过对排水沟水质、混凝土抗压强度、氯离子扩散系数、吸水率、芯样中CaO含量及排水沟结晶体厚度研究了RS(Ⅰ)溶蚀抑制剂对服役2年的喷射混凝土抗溶蚀性能的影响。结果表明:服役745 d后,RS(Ⅰ)溶蚀抑制剂的掺入抑制了喷射混凝土中钙离子的溶出,排水沟水中钙离子含量仅为普通喷射混凝土段的37.8%,相比468 d时抗压强度损失仅有3.2%,氯离子扩散系数降幅达22.3%,吸水率降幅达55.2%,芯样10 cm内钙离子溶出率降幅达3.1个百分点,排水沟中结晶体厚度降幅72.7%,显著提升了喷射混凝土抗水流冲刷溶蚀性能,保障了隧道衬砌混凝土的服役寿命。

石灰石粉对不同强度等级混凝土性能的影响

以石灰石粉等质量替代粉煤灰、超细粉煤灰,研究石灰石粉替代率对C30、C80混凝土工作性能、抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,对C30混凝土,石灰石粉替代率为40%时,可以改善混凝土的流动性,混凝土60 d抗压强度较基准组提高了5.8%,电通量较基准组减小了46.1%。对C80混凝土,掺入石灰石粉会降低其7、28 d抗压强度,石灰石粉替代率为100%时,混凝土28 d抗压强度较基准组降低17.5%,电通量较基准组增大21.2%。掺入石灰石粉对C30、C80混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性能呈现出截然相反的效果,石灰石粉更适合应用于低强度等级的混凝土,且替代率宜为40%。

活化煤矸石粉对煤矸石粗骨料混凝土性能的影响

采用热活化方式制备活化煤矸石粉(CGP),将其作为矿物掺合料与煤矸石粗骨料(CGA)复掺形成煤矸石粗骨料混凝土.利用压汞法、氮吸附法及扫描电镜研究CGP掺量对不同煤矸石粗骨料取代率混凝土孔结构和微观形貌的影响.结果表明:煤矸石粗骨料混凝土的抗压强度受不同CGP掺量和CGA取代率的影响,当CGP取代率为15%、CGA取代率为100%时,全煤矸石粗骨料混凝土的抗压强度较基准组提升最大;CGP的掺入降低了煤矸石粗骨料混凝土的氯离子扩散系数,提高了试件的抗氯离子渗透性能;适配掺量下的CGP可以降低水化体系中碱离子的浓度,促进水泥熟料的水化反应,进而优化全煤矸石粗骨料混凝土内部孔隙结构.

不同强度等级铁矿废石骨料混凝土抗氯离子渗透性能

在固废资源化发展背景下,利用铁矿废石骨料生产混凝土可以有效缓解天然砂石资源面临枯竭的困境。为研究不同强度等级铁矿废石骨料混凝土的抗氯离子渗透性能,设计了水胶比分别为0.59、0.35和0.23的混凝土,进行了立方体抗压强度试验,并采用电通量法分别测试了养护28 d和56 d混凝土的抗氯离子渗透性能。试验结果表明:养护28 d后,3种混凝土立方体抗压强度分别为25.3 MPa、54.6 MPa和79.9 MPa,渗透性评价依次为低、很低和极低;养护56 d后,3种混凝土的抗压强度分别增长16.9%、9.4%和7.4%,且电通量明显降低,说明养护龄期对渗透性的影响显著;混凝土的电通量与抗压强度具有极强相关性,呈线性递减关系。

粉煤灰基地聚物混凝土的抗氯盐侵蚀性能研究

对比研究了氯盐侵蚀0~360 d内,粉煤灰基地聚物混凝土(以下简称FABGC)与普通混凝土(以下简称OPC)的抗压强度、质量损失率、氯离子含量、氯离子扩散系数、微观结构。结果表明:各侵蚀龄期下,OPC的抗压强度、质量损失率、氯离子含量基本均高于FABGC;随着侵蚀龄期的增加,FABGC和OPC的抗压强度、氯离子扩散系数基本呈下降趋势,质量损失率、氯离子含量呈增大趋势;当侵蚀龄期达到60 d后,OPC的抗压强度损失率、质量损失率和氯离子扩散系数均明显高于FABGC;随着侵蚀深度的增加,FABGC与OPC氯离子含量逐渐降低;与FABGC相比,未受氯盐侵蚀时,OPC的微观结构更致密,但受氯盐侵蚀后,OPC的微观结构劣化速率较快。

基于索塔大体积混凝土实体温度匹配养护的C50混凝土性能研究

为探究桥梁索塔结构内部混凝土的实际性能发展规律,将某长江公路大桥索塔C50大体积混凝土施工时的芯部温度作为混凝土的匹配养护温度,对比研究了标准养护和温度匹配养护对纯水泥、单掺20%粉煤灰、复掺20%粉煤灰和15%矿粉3种C50混凝土试件的强度发展规律、抗氯离子渗透性和水化产物微观形貌的影响。结果表明:温度匹配养护下的高水化温度显著激发了掺有粉煤灰和矿粉的复合胶凝材料的水化活性,复掺粉煤灰和矿粉的混凝土在温度匹配养护下的3 d抗压强度和抗折强度较标准养护分别提高45%和30%以上;温度匹配养护抑制了纯水泥混凝土的后期强度发展,且增大了其脆性,降低了抗氯离子渗透性,而单掺粉煤灰或复掺粉煤灰和矿粉可以改善或消除上述不利影响;无论是标准养护还是温度匹配养护,复掺粉煤灰和矿粉的混凝土具有最高强度、最大折压比和最好的抗氯离子渗透性,适合索塔大体积混凝土结构施工使用。

蒸养制度对掺磷渣粉混凝土强度及氯离子渗透性的影响

选取了两种强度等级的混凝土,研究了不同蒸养温度和蒸养时间对掺磷渣粉混凝土拆模强度、强度发展及氯离子渗透性的影响,并测试了拆模龄期硬化浆体的化学结合水含量。试验结果表明:随着磷渣粉掺量的增加,混凝土的拆模强度和硬化浆体的化学结合水含量逐渐降低。延长恒温蒸养时间和提高蒸养温度均能够显著提高水泥-磷渣粉复合胶凝材料硬化浆体拆模龄期的化学结合水含量,并提高掺磷渣粉混凝土的拆模强度。然而,提高蒸养温度不利于掺磷渣粉混凝土的强度发展及后期的抗氯离子渗透性。延长恒温蒸养时间后,掺磷渣粉混凝土后期能够取得良好的抗压强度和抗氯离子渗透性。

弃土基可控性低强度材料静态力学特性及孔隙分布特征

针对大规模的水利水电项目通常需要一定量的土地用于建设水库、水电站等基础设施,导致产生大量的工程弃土,利用开挖弃土制备土基可控性低强度材料,采用数字图像相关技术(digitalimage correlation,DIC)和声发射技术(acoustic emission,AE)监测试件破坏特征以及损伤演化机制,通过压汞法(mercury intrusion porosimetry,MIP)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察试件内部孔隙分布特征。结果表明,试件受压破坏后呈现完全破碎形态,裂缝在贯穿试件的过程中沿着最初方向持续发展,荷载到达峰值后裂缝发展主要以延伸为主直至破坏,试件内部拉伸破坏和剪切破坏并无明显区别。试件内部孔隙率较高,孔隙较大,整体黏结性较低,部分孔隙有水化产物充填,在加载过程中起连结作用。本研究为科学调控弃土基可控性低强度材料力学性能提供参考。

建筑旧桩的桩身材料耐久性能试验研究

对旧桩进行桩身材料耐久性能检测是评估旧桩承载性能的重要方面,也是旧桩再利用的前提。依托上海曹家渡花鸟市场改造工程,对桩身混凝土开展了碳化深度、抗压强度和氯离子含量试验,并检测了混凝土中钢筋的锈蚀程度和抗拉性能。结果表明:随着距桩顶距离的增加,桩身混凝土的碳化深度和氯离子含量均逐渐减小,抗压强度逐渐增大;随着距桩顶距离的增加,混凝土中钢筋的直径、屈服强度和极限抗拉强度均略有减小,但仍满足HRB335级钢筋的强度要求;该工程旧桩满足原位再利用要求。

橡胶粉对透水混凝土抗压强度及氯离子渗透性的影响研究

文中对橡胶粉透水混凝土力学性能及耐久性的影响因素进行了研究,重点分析了透水混凝土抗压强度及氯离子渗透系数与橡胶粉粒径、掺量及养护龄期的关系曲线。结果表明,透水混凝土的抗压强度与养护龄期呈正相关关系。与普通混凝土相比,橡胶粉透水混凝土抗压强度有所下降;混凝土抗压强度与橡胶粉粒径呈负相关关系,橡胶粉掺量呈负相关关系;低掺量细粒径的橡胶粉掺入混凝土中,有助于提升其力学性能;橡胶粉氯离子扩散系数与橡胶粉掺量呈负相关关系,但与橡胶粉粒径呈正相关关系。

水泥固化淤泥质锌离子污染土强度特性试验研究

以人工制备的淤泥质锌离子(Zn^(2+))污染土为研究对象,采用室内试验与理论分析相结合的方法对不同锌离子浓度、水泥掺量及养护温度下的水泥固化污染土无侧限抗压强度进行分析,提出了相应固化土强度变化预测的经验模型。结果表明:Zn^(2+)污染会导致土体强度发生劣化,当Zn^(2+)浓度小于0.2%时,土体无侧限抗压强度显著下降,当Zn^(2+)浓度大于0.2%时,土体无侧限抗压强度下降不明显;采用水泥固化锌离子污染土可有效提高土体强度,固化土强度变化规律符合指数函数模型;养护温度对固化土强度变化规律单独发挥作用,锌离子浓度对两者之间的关系影响较小。

西北地区强腐蚀环境高耐久性纤维增强混凝土技术研究

针对西北地区核电工程恶劣环境,采用镁质抗蚀增强剂、水化热抑制剂、高性能复合矿物掺合料等制备了聚丙烯纤维增强C40高性能混凝土,研究了镁质抗蚀增强剂和水化热抑制剂对混凝土的工作性、力学性能和耐久性能的影响,并基于试验结果对纤维的最佳掺量进行了优选。结果表明:掺加水化热抑制剂和镁质抗蚀增强剂的混凝土具有良好的工作性,掺入不同掺量的纤维,混凝土的出机坍落度仍保持在160 mm以上,含气量在2.7%~4.2%之间;掺加水化热抑制剂和镁质抗蚀增强剂,混凝土的3 d抗压强度降低,7 d、28 d抗压强度提高,而随着纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度提高;水化热抑制剂和镁质抗蚀增强剂的掺入可有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能,掺入适量纤维可显著提高混凝土的抗氯离子渗透性能;水化热抑制剂和镁质抗蚀增强剂的掺入可提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,适量纤维的掺入也可提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能;综合考虑工作性、力学性能和耐久性能,纤维推荐掺量为1.0 kg/m^(3)。