废弃玻璃粉风积沙混凝土柱抗震性能试验研究

为研究玻璃粉等质量取代20%水泥与风积沙等质量取代30%天然砂对混凝土柱抗震性能的影响,本文设计和制作4根混凝土柱试件。第1根是普通混凝土柱,第2根是玻璃粉等质量取代20%水泥的混凝土柱,第3根是风积沙等质量取代30%河砂的混凝土柱,第4根是同时用玻璃粉和风积沙分别等质量取代20%水泥和30%河砂的混凝土柱。通过低周往复荷载试验,对比分析各个试件的破坏形态、承载力、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、延性系数、刚度退化规律和变形特点。结果表明:20%取代率的玻璃粉取代水泥和30%取代率的风积沙取代天然河砂均能提高混凝土柱的抗震性能,降低构件破坏程度;基于试验结果、Fajfar和Park-Ang提出的地震损伤模型,对其耗能因子β进行修正,得到了修正后的Park-Ang损伤模型,并与废弃玻璃粉风积沙混凝土柱的试验过程吻合较好。

石粉对轨道交通工程用机制砂混凝土性能的影响研究

研究了石粉含量对轨道工程用C20、C35、C50机制砂混凝土性能的影响及石粉含量的合理范围。结果表明:对于工作性和抗压强度,机制砂混凝土的强度等级越高,石粉的最佳含量越小,C20机制砂混凝土的石粉含量宜为10%~20%,C35宜为5%~10%,C50宜为5%以内;对于早期抗裂性能,C35机制砂混凝土的石粉含量宜控制在3%~7%,C50宜控制在5%以内;对于抗氯离子渗透性能,C35机制砂混凝土的石粉含量宜控制在5%~15%,C50机制砂混凝土的性能受石粉含量的影响较小;对于抗冻性能,当石粉含量在5%以内时,C35机制砂混凝土的抗冻性能变化不明显,超过5%后,抗冻性能下降,石粉含量对C50机制砂混凝土抗冻性能的影响不明显。

自硬-微波加热复合硬化硅酸盐粘结剂砂性能研究

针对自硬硅酸盐粘结剂砂用于铸铁件时存在硬化速度慢、对环境湿度敏感、砂型(芯)强度低、溃散性差四个问题,本文选择一种新型硅酸盐粘结剂,以陶瓷砂为原砂,在采用固化剂自硬的基础上,还通过微波加热以及添加粉末促硬剂,进行了复合硬化工艺的研究。首先,研究了微波加热工艺参数对型砂试样性能的影响,确定了优化微波加热工艺:加热功率为900 W、加热时间为180 s;而后,选用了三种粉末促硬剂进行优化,得到的最佳粉末添加剂优化方案为粘结剂2.2%、微硅粉0.2%、氧化铝0.2%、石英粉0.06%。结果表明,该组优化方案相比较不加入粉末添加剂,使砂型(芯)1 h强度提高至1.86 MPa,24 h强度提高至2.17 MPa,98%RH吸湿强度提高至1.45 MPa,800℃残留强度降低至0.75 MPa,其常温强度值和残留强度值分别达到和接近自硬树脂砂的水平。

新型硅酸盐自硬粘结剂砂性能的研究

以有机酯为固化剂的普通水玻璃自硬砂具有生产环境好、产生的有害气体少的优势,目前广泛应用于铸钢件的生产。但以硅砂为原砂的水玻璃自硬砂用于生产结构复杂、质量要求高的铸铁件,与树脂砂工艺相比,还存在硬化速度慢,型芯砂强度较低,使用性能对环境湿度敏感等问题。为此,本文以一种新型硅酸盐粘结剂为对象,选用球形陶瓷砂,在固化剂自硬工艺基础上,添加促硬剂和多种粉末改性剂,重点研究了常温强度和高温残留强度的变化规律。正交试验获得的复合粉末改性剂优化配方为:陶瓷砂∶促硬剂∶氧化锆∶氮化硅=1000∶4∶2∶1,粘结剂加入量2.2%,固化剂占粘结剂质量的20%,试样1h强度为0.98MPa,24h强度1.59MPa,800℃残留强度0.62MPa,其常温强度已达到自硬树脂砂的性能指标。

角闪岩弃碴机制砂和石粉掺量对混凝土性能的影响机理

为探明角闪岩弃碴制砂过程中石粉对混凝土性能的影响,以冀环京津6个地区的角闪岩弃碴为对象,通过开展力学测试、坍落度试验和Zeta电位分析,并结合SEM、FTIR等测试探讨了角闪岩弃碴机制砂和石粉掺量对混凝土工作性能、力学性能及微观结构的影响机理。研究表明:除鑫鑫地区外,其他地区的角闪岩弃碴机制砂均可提升混凝土的抗压强度,其中承德和小石匣地区的角闪岩弃碴机制砂对混凝土增强效果较优,与天然砂制备的混凝土相比,这两种弃碴机制砂制备的C30混凝土7 d抗压强度分别提升了20.51%和11.11%,28 d抗压强度分别提升了10.79%和6.58%;C50混凝土7 d抗压强度分别提升了15.14%和12.57%,28 d抗压强度分别提升了14.55%和16.55%。承德、鑫鑫、冀恒和小石匣地区石粉最佳掺量一般可达胶凝材料质量的8%~15%,而平山地区最佳掺量仅为5%。其中承德和小石匣地区石粉取代胶凝材料用量最高,原因在于这两个地区石粉的颗粒粒度较小,SEM表明在碱性条件下石粉呈明显侵蚀破坏形貌,在骨料界面处形成较多胶凝产物,提升了骨料颗粒之间的胶结程度。此外,适量石粉的加入对丰宁地区较粗机制砂混凝土有一定填充作用,能提升混凝土力学性能。FTIR和Zeta电位测试结果表明,角闪岩弃碴石粉能吸附聚羧酸减水剂并发生反应生成离子化合物,聚羧酸减水剂提升了石粉、水泥和聚羧酸溶液体系稳定性。本研究可为角闪岩弃碴机制砂在普通混凝土中应用及石粉在混凝土中取代不同胶凝材料用量配比设计提供参考。

再生砂粉基发泡混凝土性能研究

利用筑垃圾破碎后筛分出的再生砂粉细骨料制备设计密度等级为A11的发泡混凝土,研究了再生砂粉及泡沫掺量等因素对发泡混凝土力学性能、干密度及导热系数等性能的影响规律。研究结果表明,随着再生砂粉掺量的增加,发泡混凝土干密度在1 086.1~1 172.3 kg/m3,抗压强度等级从FC5下降到FC2,导热系数均≤0.27 W/(m·K);再生砂粉基发泡混凝土的抗压强度、干密度和导热系数随泡沫掺量的增加均呈现下降趋势。其中干密度等级从A13减小到A9,当泡沫掺量在7%时,抗压强度仅为0.6 MPa;对比分析再生砂粉取代率和泡沫掺量对发泡混凝土吸水率的影响规律,其吸水率均随着两者掺量的增加而增大,但泡沫掺量对其影响更为显著;此外,通过强度-成本比率,确定密度等级为A11的再生砂粉基发泡混凝土,即再生砂粉取代率为20%时,单位成本下获得的RSPFC抗压强度最高。

机制砂MB值对掺石粉混凝土性能的影响

研究了不同机制砂MB值(0.75、2.75)对掺石粉混凝土的工作性、力学性能的影响。结果表明:机制砂MB值的增加会降低混凝土的工作性;当机制砂MB值较小时,适当的石粉掺量可以在一定程度上改善混凝土的工作性,但机制砂MB值过大对混凝土工作性的负面影响远大于石粉的正面影响;对于纯水泥或单掺粉煤灰组试件,机制砂MB值的增加会降低其抗压强度;而对于掺石粉的试件,机制砂MB值的增加会小幅提高其抗压强度;总体上,机制砂MB值对掺石粉混凝土抗压强度的影响相对较小。

掺珊瑚砂粉砂浆抗硫酸镁侵蚀性能研究

本文研究了硫酸镁作用下掺珊瑚砂粉(CSP)和辅助胶凝材料(SCMs)砂浆的抗硫酸镁侵蚀性能。在5和20℃硫酸镁溶液中侵蚀至365 d,通过外观、长度变化、抗压强度,结合X射线衍射谱和傅里叶变换红外光谱分析砂浆的抗硫酸镁侵蚀性能。发现在5℃的硫酸镁溶液中侵蚀至365 d时,掺CSP砂浆发生严重劣化。掺20%(质量分数)CSP的抗硫酸盐硅酸盐水泥比掺20%(质量分数)CSP的普通硅酸盐水泥表现出更好的抗硫酸镁侵蚀性能。在5℃下粉煤灰和矿渣有助于改善掺CSP砂浆的抗硫酸镁侵蚀性能,然而在20℃下硅灰降低其抗硫酸镁侵蚀性能。在5℃下掺CSP砂浆主要发生镁盐和碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀并伴随少量石膏生成,在20℃下主要发生镁盐和石膏型硫酸盐侵蚀。

SAC-P·Ⅱ体系对废旧混凝土再生砂粉制备的灌浆材料性能研究

以SAC-P·Ⅱ(硫铝酸盐-Ⅱ型硅酸盐水泥)复合体系为胶凝材料,对以废旧混凝土再生砂粉作为骨料制备水泥基灌浆材料的流动度、抗折抗压强度、拉伸粘结强度、泌水率及竖向膨胀率等性能的影响研究。结果表明:随着SAC水泥掺入比例的增加,30min流动度明显降低,1d和3d抗折及抗压强度增幅较大,而28d抗折及抗压强度则增长幅度不大;P·Ⅱ水泥收缩较大,SAC水泥具有微膨胀性能,故SAC水泥比例越高,同等膨胀剂用量条件下,竖向膨胀率增大,反之降低;同等胶凝材料用量下,SAC水泥比例高,拉伸粘结原强度、浸水后及热老化均表现为降低,与扫描电子显微镜(SEM)微观结构显示一致;综合考虑各项性能,推荐SAC-P·Ⅱ复合体系灌浆料中SAC水泥比例为不超过80%。

机制砂全再生粗骨料混凝土的力学性能

为探究骨料类型、水灰比与石粉含量对机制砂全再生粗骨料混凝土力学性能的影响,制备了不同石粉质量分数(5%、10%和15%)和不同水灰比(0.50、0.37和0.32)的全再生骨料混凝土试件.以72个立方体试件用于抗压强度试验,72个圆柱体试件用于弹性模量试验.结果表明,合理的石粉含量能有效提高再生骨料混凝土的力学性能,但在不同的水灰比下,最佳石粉含量存在差异;当水灰比和石粉含量双因素交互作用时,水灰比为0.32、石粉质量分数为15%的再生混凝土力学性能达到最优.构建了机制砂再生粗骨料混凝土抗压强度、弹性模量与水灰比、石粉含量的关系模型,计算结果的标准差与离散系数均不超过5%,模型精度良好.研究成果可为提高再生骨料混凝土力学性能及其工程应用提供理论依据.

凝灰岩机制砂混凝土工作性的流变学分析

机制砂的生产与应用是我国混凝土行业走向低碳发展的良好契机,但机制砂的复杂特性导致混凝土工作性较差且难以预测。为研究基于流变学特性的机制砂混凝土工作性的影响因素及变化规律,从机制砂特性及混凝土配合比参数两个角度展开,建立了流变学特性与工作性的二维、三维关系模型,并采用灰色关联度分析法,对基于流变学分析的凝灰岩机制砂混凝土工作性影响机制进行因素显著性分析。结果表明,动态屈服应力和塑性黏度与混凝土的工作性关系密切,随着石粉含量、机制砂取代率和砂率的增加,动态屈服应力呈先减小后增大的趋势,机制砂特性与混凝土各项流变性能之间的关联度在强相关的区间内,通过合理调配各因素的水平可以达到实际工程所需要的最佳工作性。

自发光水泥基路面材料的耐久性影响因素分析

采用对照试验分析自发光水泥基路面材料,研究了发光砂和反光粉掺量两个因素对自发光水泥基路面材料的耐久性影响。结果表明,在7天的浸泡后,自发光路面材料的初始发光亮度和余辉时间下降速率最快,随着浸泡时间增多,衰减速率明显降低。40%发光砂的样本显示出最佳的抗冻和耐腐蚀性能,在固定发光砂掺量为20%时,反光粉的最佳掺量为10%。试验可为未来的材料改进和实际应用提供有价值的信息和方向。

石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响

研究了不同石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响,并对现有徐变预测模型进行了对比分析。结果表明:当机制砂石粉含量不超过15%时,各组试件的抗压强度均可满足C60强度等级的要求,各组试件120 d的徐变应变约为(180~230)×10-6,徐变系数在0.41~0.56之间;随着石粉含量的增加,各组试件的徐变应变呈现先减小后增大的趋势,徐变系数呈先增大后减小的趋势;石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响不显著;现有徐变模型对徐变系数的计算结果均大于实测结果;相比较之下,fib MC 2010模型更适用于高强机制砂混凝土的徐变预测。

石粉掺量对钢筋混凝土握裹力性能的影响

主要改变混凝土中石粉掺量、胶砂比、水灰比、吸水树脂用量,对比工作性及钢筋混凝土界面握裹力分析,采用混凝土气泡间隙测试仪观察拉升后界面结构和混凝土强度比较,最终确定C(水泥)∶S(砂)∶G(石)=1∶1.70∶2.64,石粉量8%,减水剂1%,吸水树脂0.20%,3 d强度提高31.9%;7 d强度提高29.1%;28 d强度提高57.2%,满足C40混凝土强度的要求,进一步提高机制砂对钢筋界面握裹力的性能。

预制结构拼接用超高性能混凝土配制及工程应用研究

为制备预制结构拼接用超高性能混凝土(UHPC),探讨了矿渣粉比表面积、骨胶比及机制砂替代率对UHPC工作性能和力学性能的影响。结果表明:矿渣粉比表面积越大,制备的UHPC浆体黏度越高,但同时水化反应程度越大,强度发展越快,比表面积800 m~2/kg的矿渣粉制备UHPC的3、28 d抗压强度分别为96、143 MPa;随骨胶比的增大,工作性能及力学性能均降低;机制砂替代石英砂后浆体结构中界面过渡区比例多,强度进一步下降,单轴拉伸曲线出现应变软化。骨胶比0.9、机制砂替代率为50%制备的UHPC扩展度720 mm,28 d抗压强度128 MPa,极限拉伸强度9.3 MPa,极限拉伸应变0.21%,单轴拉伸呈现应变硬化现象,其综合性能优异,适用于预制箱梁湿接缝加固工程。

矽卡岩型尾矿机制砂对混凝土性能的影响

利用涞源地区矽卡岩尾矿废石制备机制砂,分析其母岩的岩相和矿物组成,测定机制砂石粉的主要成分。对比石灰岩机制砂,研究了机制砂片状颗粒含量、石粉含量对C30、C50混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:片状颗粒和石粉含量的提高均会使机制砂混凝土的工作性能和强度降低;相比于石灰岩机制砂,当片状颗粒相同时,矽卡岩机制砂混凝土强度更高;石粉含量小于8%时,矽卡岩机制砂混凝土的强度较高;对于C30矽卡岩机制砂混凝土,片状颗粒含量的提高会使混凝土的耐久性变差,但一定量的石粉对抗渗、抗冻以及抗氯离子渗透性能具有一定的改善效果。

广东地区不同岩性机制砂石粉含量对混凝土性能的影响

针对广东省地方标准《广东省公路工程机制砂水泥混凝土应用技术规范》(GDJTG/T B01—2017)关于混凝土机制砂石粉限值≤10%的规定,研究了花岗岩和石灰岩两种岩性机制砂石粉含量分别对C 30、C 50混凝土的工作性能、强度等影响。对于C50混凝土,两种岩性机制砂石粉含量应严格按照标准控制在10%以内;对于C30混凝土,花岗岩机制砂的石粉含量可以放宽到13%,石灰岩机制砂的石粉含量可以放宽到16%。

高韧性砂纹粉末涂料用聚酯树脂的合成研究

为提高砂纹粉末涂料的机械性能,探索了醇酸比、三羟甲基丙烷(TMP)用量、柔性单体种类、合成工艺及增韧助剂等对聚酯树脂的影响,通过漆膜冲击仪、T型弯曲仪、氙灯老化、中性盐雾测试等表征了涂层性能。结果表明,以醇酸比1.13、三羟甲基丙烷用量1.2%、己二酸(ADA)作为柔性单体、先IPA酸解后ADA酸解并二次抽真空的工艺条件,采用增韧剂C可赋予聚酯树脂优异的机械性能,该聚酯树脂还具有较高的玻璃化转变温度、良好耐候性和优异的耐盐雾性能。

大型砂石骨料加工系统机制砂最优石粉含量试验研究

砂石骨料加工系统在生产机制砂时会产生石粉,石粉可有效调整胶凝材料的级配,补充水泥中不足的粒径为45~75μm的颗粒。但机制砂石粉含量的增加也会使混凝土的收缩增大,不利于混凝土塑性开裂的控制,从而影响混凝土质量。通过对砂石加工系统破碎、筛分设备选型和整套生产工艺的研究改进,确定使混凝土性能最优的石粉含量,为混凝土骨料生产提供技术依据,保证工程质量。

石粉含量对机制砂高强混凝土性能影响的研究现状

在机制砂的生产过程中,石粉是不可避免的附加产物,而且不同的石粉含量会给混凝土的性能带来不同的变化。机制砂高强混凝土具有高强度、高工作性和高耐久性的特点,石粉对其性能的影响已然成为研究热点之一。主要论述了不同的石粉含量对机制砂高强混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能的影响,并对其影响的作用机理进行阐述。