油菜秸秆纤维混凝土抗碳化性能的试验研究

运用正交试验,制作油菜秸秆纤维混凝土试件,探究水灰比(0.45、0.50、0.55、0.60)、油菜秸秆纤维长度(15~20、>20~25、>25~30、>30~35 mm)和秸秆纤维体积掺量(0.50%、1.00%、1.50%、2.00%)对油菜秸秆纤维混凝土抗碳化性能的影响。极差分析结果表明,3因素对油菜秸秆混凝土抗碳化性能影响的大小依次为水灰比、秸秆纤维长度、秸秆纤维体积掺量,最优组合为水灰比0.45、秸秆纤维长度为>30~35 mm、秸秆纤维体积掺量1.50%。取最优水平组试件作电镜扫描观察,发现油菜秸秆纤维的掺入,能够改善水泥浆体内部孔隙结构,使混凝土碳化深度最多可减小35.31%,从而提高混凝土的抗碳化性能。采用最小二乘法回归分析建立的油菜秸秆纤维混凝土碳化深度预测模型,验证离散系数接近0.05。     

低掺量油菜秸秆纤维混凝土力学性能试验研究

为了探索秸秆纤维对混凝土力学性能的影响机理,研究了在水灰比为0.50、强度等级为C35条件下,不同油菜秸秆纤维长度和油菜秸秆体积掺量的混凝土力学性能。通过测试混凝土的抗压、劈裂抗拉、抗折强度,分析油菜秸秆纤维对混凝土力学性能的影响规律,并使用扫描电镜验证分析结果。结果表明:混凝土的抗压、劈裂抗拉、抗折强度随着油菜秸秆纤维长度的增加和掺量的提高均呈现先增大后减小的趋势;当纤维长度30～40 mm,体积掺量0.1%时,抗压强度为47.43 MPa,比对照组提高16.45%,当纤维长度20～30 mm,体积掺量0.2%时,混凝土的劈裂抗拉和抗折强度为3.71 MPa、9.1 MPa,比对照组提高9.12%、6.64%,扫描电镜对比观察0.2%和0.4%纤维体积掺量的混凝土内部结构,证实0.2%掺量混凝土的纤维-混凝土交界面无大面积孔隙,纤维上水泥浆体均匀分布,与混凝土间形成良好的吸附黏结力与机械啮合力,混凝土内部纤维填充了有害孔隙,无纤维结团现象,减少了应力集中,增强了混凝土的力学性能。     

粉煤灰对混凝土抗冻及抗硫酸盐性能的影响

【目的】研究冻融循环与硫酸盐侵蚀双因素作用下粉煤灰对混凝土耐久性的影响机理,为粉煤灰在耐久性混凝土工程中的应用提供依据。【方法】将粉煤灰掺量(质量分数)为15%,25%,35%的混凝土在质量分数5.0%硫酸钠溶液中进行单一冻融循环试验、单一硫酸盐侵蚀试验及冻融循环+硫酸盐侵蚀交替试验,分析混凝土的质量损失率及相对动弹模量的变化规律和特点。【结果】粉煤灰掺量对混凝土抗冻及抗硫酸盐侵蚀具有一定的影响,混凝土的最优粉煤灰掺量为25%。在此掺量下经过6次冻融循环与硫酸盐侵蚀交替试验后,试件的质量损失率为0.72%,相对动弹模量为80.27%;相比粉煤灰掺量为15%,35%的混凝土试件,其质量损失率分别减少0.23%,0.38%,相对动弹模量分别增加2.38%,4.95%,表明粉煤灰可以提高混凝土的抗冻及抗硫酸盐侵蚀性能,并且在一定范围内随着粉煤灰掺量的增大而提高。冻融破坏与硫酸盐侵蚀交替循环下,这两种破坏相互影响,相互促进。【结论】掺加25%的粉煤灰可以有效提高混凝土的耐久性。     

油菜秸秆灰分混凝土与钢筋粘结性能的研究

用油菜秸秆灰分等量替代5%、10%、15%的水泥,分别制作强度为C20、C30、C40的秸秆灰分混凝土试件,测试混凝土的粘结强度,考察月牙纹钢筋与油菜秸秆灰分混凝土的粘结性能。结果表明,油菜秸秆灰分掺量为5%时,3个强度下的油菜秸秆灰分混凝土与月牙纹钢筋的粘结强度分别为19.06、19.90、20.08 MPa,与普通混凝土相当,油菜秸秆灰分掺量10%和15%的混凝土与月牙纹钢筋粘结性能较普通混凝土减弱。改变5%掺量油菜秸秆灰分混凝土植入钢筋的类型与月牙纹钢筋直径,月牙纹钢筋与油菜秸秆灰分混凝土的粘结强度是光圆钢筋的2.55倍;月牙纹钢筋直径从12 mm增至16、20 mm,粘结强度分别下降了6%与25%,油菜秸秆灰分混凝土粘结性能随着月牙纹钢筋直径增加而减弱。     

冲击荷载下油菜秸秆灰分混凝土的动态力学性质

运用直径80 mm分离式霍普金森压杆试验设备,研究油菜秸秆灰分掺量分别为10%、15%、20%、25%的混凝土在0.30、0.45、0.65 MPa冲击加载气压下的动态力学性质。结果表明:油菜秸秆灰分混凝土的应变率与试件加载气压呈正相关关系;峰值应力随加载气压的提高而增大,油菜秸秆灰分掺量为10%的混凝土在不同加载气压下的峰值应力变化率最大,其变化率高达63.63%;在同一加载气压下,油菜秸秆灰分混凝土峰值应力随灰分掺量的增加而减小;相比对照混凝土峰值应力,10%掺量混凝土最大,其峰值应力大于对照混凝土,而其他掺量油菜秸秆灰分混凝土峰值应力均低于对照混凝土,油菜秸秆灰分掺量10%的混凝土的动态承载力最优。     

冻融循环作用下不同含气量混凝土抗冻性研究

冻融作用是影响混凝土耐久性的重要因素。本研究通过不同含气量混凝土的冻融循环试验,对冻融后混凝土的抗冻性能进行分析,采用质量损失与动弹性模量变化为抗冻指标对混凝土冻融循环结果进行评价。结果表明:引气剂的掺入可改善混凝土冻融循环条件下的抗冻性能。随冻融循环次数增加,混凝土的质量与动弹性模量均有所下降,掺有引气剂的混凝土下降幅度较小,质量与动弹性模量下降幅度随含气量增大而减小。通过研究引气剂对混凝土抗压强度的影响,发现含气量越高,混凝土抗压强度下降幅度越明显。从质量损失、动弹性模量变化与抗压强度三方面综合分析,得出使混凝土具有较好抗冻性能与较好力学性能的最佳含气量。     

混凝土抗冻性试验

为了研究混凝土的抗冻耐久性，采用慢冻法对普通混凝土试件、掺2％防冻剂的混凝土试件和掺4％防冻剂的混凝土试件进行了冻融循环试验。每个试件共进行20次冻融循环试验，每次冻融循环后均测定每个试块的质量，全部冻融循环结束后对每一试块的抗压强度都进行了测定。在此基础上对3种试件质量随冻融时间变化的规律及防冻剂的掺量对混凝土抗冻耐久性的影响进行了分析，结果表明：3种试件的质量随冻融时间的延长均呈下降趋势，掺4％防冻剂的混凝土试件的抗冻耐久性最好。     

冻融循环作用下再生骨料处理对混凝土性能的影响

本文测试了不同再生粗骨料掺量和再生粗骨料处理的混凝土质量损失率、弹性模量、抗压强度和抗折强度等基本抗冻性能指标,分析了再生粗骨料掺量和骨料处理对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:1)再生混凝土的质量和弹性模量损失随再生骨料掺量的增大而增大;2)混凝土的抗冻性能基本呈现出随冻融循环次数的增大而降低的现象;3)包浆处理可以有效提高混凝土的抗冻性能,整形处理次之,饱水处理再次之。     

纳米材料对再生混凝土抗冻性能的影响

本文制备了纳米再生混凝土样品并分析了冻融循环作用下样品的抗压强度、质量损失率和相对弹性模量等基本抗冻性能。结果表明:随着冻融循环次数的增大,再生混凝土的抗压强度和相对弹性模量逐渐降低,质量损失率先减小后增大;纳米材料可以有效提高再生混凝土的抗压强度和相对弹性模量、降低质量损失率,最佳纳米二氧化硅掺量为4%。     

油菜秸秆灰分混凝土抗硫酸盐的侵蚀性能

用油菜秸秆灰分等量替代5%、10%、15%、20%和25%的水泥,在水胶比分别为0.4、0.45、0.5下制作油菜秸秆灰分混凝土试件,采用全浸泡方式进行混凝土的抗硫酸盐侵蚀试验,通过对试件变形、质量损失和抗压强度的测试,考察油菜秸秆灰分混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:水胶比0.4的油菜秸秆灰分混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力强于水胶比0.5的;当水胶比为0.45,油菜秸秆灰分掺量15%时,油菜秸秆灰分混凝土抗硫酸盐侵蚀能力较普通混凝土增强约46%。     

双掺油菜秸秆灰分和硅粉对混凝土性能的影响

针对油菜秸秆灰分混凝土早期强度较低的缺陷,利用硅粉的高火山灰活性和填充效应,在普通混凝土中掺加油菜秸秆灰分的基础上复掺硅粉,测试双掺混凝土的力学性能和工作性能。结果表明:当秸秆灰分的基准掺量为20%时,随着硅粉掺量增加,混凝土的黏聚性和保水性变优;当硅粉掺量为10%时,混凝土的抗压强度达到17.2 MPa,强度增加24%;当秸秆灰分为20%、硅粉掺量为6%时,双掺混凝土水胶比的最适范围为0.5~0.6。     

油菜秸秆灰分混凝土保温性能试验

选取砂率、水灰比及油菜秸秆灰分掺量为变量,在保障秸秆灰分混凝土设计强度为C20的条件下,采用稳态平板导热仪测试秸秆灰分混凝土试件的导热系数。结果表明:油菜秸秆灰分混凝土的导热系数与秸秆灰分掺量呈负相关关系,掺入油菜秸秆灰分后,导热系数比不掺秸秆灰分的混凝土试件的降低6.8%~21.0%,秸秆灰分的掺量越多,保温性能越好。当水灰比为0.52、秸秆灰分掺量为5%、砂率为30%时,油菜秸杆灰分混凝土抗压强度达22.8 MPa,并具有良好的保温隔热性能。     

玄武岩纤维对再生混凝土基本力学性能的影响

随着社会发展和技术的进步,我国的再生混凝土的研究日益深入,纤维再生混凝土能提高其力学性能已经成为了土木工程应用的重要依据。玄武岩纤维作为一种新型的无机绿色纤维材料,具有较好的延性及经济性,是改善再生混凝土力学性能的新选择。针对强度为C35的混凝土,研究了长度6mm、12mm及20mm的玄武岩纤维在0.15%及0.3%的体积掺量下对粗骨料替代率为50%的再生混凝土的抗压和劈裂抗拉性能。结果表明,掺入玄武岩纤维对替代率为50%的再生混凝土有一定的增强和增韧效果,长度为12mm,纤维体积掺量为0.3%的玄武岩纤维再生混凝土的抗压强度达到最大值。玄武岩纤维对提高再生混凝土劈裂抗拉强度效果明显,长度为12mm,体积掺量为0.15%的玄武岩纤维再生混凝土的抗拉强度达到最优。     

油菜秸秆纤维对水泥胶砂孔隙特征的影响

为探究油菜秸秆纤维对硅酸盐水泥胶砂孔隙的影响及其作用机理,将处理后的油菜秸秆分别按照0、1%、2%、3%和4%质量分数的比例掺入水泥中,对不同秸秆纤维掺量水泥的标准稠度用水量及凝结时间进行测定,研究不同龄期（3、7、28 d）下油菜秸秆的掺量对水泥胶砂孔隙率和孔隙特征的影响。结果表明,随着油菜秸秆掺量的增加,水泥胶砂试块的表观密度逐渐减小,其中,当掺量为4%时,其表观密度相比基准组降低9.27%;当掺量为1%时,其孔径分布与基准组相近;当掺量为3%和4%时,两组的孔径分布相近,在龄期为28 d时,胶砂的有害孔占比分别为14.2%和15.4%,多害孔占比分别为24.15%和25.01%,与基准组相比,多害孔和有害孔增幅较大,均约为基准组的3.5倍。随着秸秆掺量的增加,水泥胶砂最可几孔径均减小;随着龄期的增加,水泥胶砂最可几孔径减小,多害孔及有害孔比例相对减少。显微形貌分析结果表明,油菜秸秆纤维掺量为1%时,与水泥界面粘接较好;掺量为3%和4%时,多害孔及有害孔增加,主要出现在秸秆纤维周围。     

混凝土路面的抗冻融磨蚀措施

测定了掺纤维材料和硅粉路面混凝土在冻融磨蚀复合作用下的力学性能,并通过微观结构分析,探讨掺纤维材料和硅粉混凝土路面抗冻融磨蚀复合作用机理.结果表明,路用混凝土中加入适量、适长的聚丙烯腈纤维材料或硅粉均有助于提高混凝土抗冻、耐磨性能.掺入纤维明显提高混凝土的抗拉强度和韧性,其中有机纤维效果最佳,无机短纤维次之,无机长纤维最差.     

浅议引气剂在水工混凝土中的作用与应用

介绍了混凝土冻融破坏的机理、引气剂的抗冻作用及过程、引气剂的技术经济效益、引气剂对混凝土强度的影响及引气剂掺量与混凝土各项指标的关系，指出了掺引气剂混凝土施工时应注意的问题。     

聚丙烯纤维加筋淤泥的实验研究

将河道底泥清淤,对除完杂质的"出泥"拌入不同长度和不同掺量的聚丙烯纤维,进行直接剪切和单向压缩实验,以研究聚丙烯纤维对"出泥"力学性质的改良程度。据直接剪切实验可知:土体黏聚力受纤维掺量和纤维长度的影响较为显著,内摩擦角随纤维掺量和纤维长度变化并不特别明显;当聚丙烯纤维长度为12 mm、掺量为1.5%时,"出泥"剪切强度提高最明显。当土体含水率为55%时,土体黏聚力随纤维掺量上升;当土体含水率为80%时,纤维掺量对土体的黏聚力提高不明显。据不同含水率纤维土的压缩实验可知:聚丙烯纤维的拌入对土体压缩指标的影响不是特别明显。说明要充分发挥纤维的补强加筋作用,土体含水率不能过高。     

碳纤维混凝土的力学性能试验研究*

 通过试验,对短切碳纤维掺量为1%,2%的混凝土的150mm×150mm×150mm立方体和150mm×150mm×300mm棱柱体试块的抗压强度、劈拉强度、静力受压弹性模量、泊松比等进行了试验,并和未掺短切碳纤维的普通混凝土的基体做了比较和分析,据此研究分析了一定基体混凝土强度下不同碳纤维体积分数对混凝土力学性能等变化的影响。     

弯曲荷载作用下粉煤灰混凝土抗盐冻性能研究

为研究弯曲荷载作用下粉煤灰混凝土的抗盐冻性能,本文设计制作了不同粉煤灰掺量的钢筋混凝土试块在3.5%NaCl溶液中进行的快速冻融循环试验,对其施加不同水平的弯曲荷载,通过测量损伤后试块的动弹性模量,分析粉煤灰掺量以及弯曲荷载对混凝土试块盐冻损伤的影响。研究结果表明:粉煤灰掺量为20%时可有效改善混凝土的抗盐冻性能;弯曲荷载加剧了粉煤灰混凝土的盐冻损伤。     

高抗冻混凝土的研究与应用

【目的】研制适用于西北寒冷地区水工高抗冻性混凝土。【方法】配制不同水灰比、外加剂(引气剂,减水剂)掺量和粉煤灰掺量的混凝土,对其进行抗压、抗拉强度和抗冻融试验,分析以上因素对混凝土抗冻性能的影响,以优化水灰比,外加剂和粉煤灰掺量。配制高抗冻混凝土并将其应用于工程实践中,测定其坍落度、含气量、抗压强度和抗冻性,验证该混凝土的实用性。【结果】在水胶比为0.45时,混凝土中加入0.2 g/kg引气剂、5.0 g/kg减水剂和200 g/kg粉煤灰,其28 d抗压强度达到33.8 MPa,抗冻次数300次。经工程实际应用验证,该混凝土实用性满足C30F300高抗冻混凝土要求。【结论】在水胶比为0.45时,向普通混凝土中加入0.2 g/kg引气剂、5.0 g/kg减水剂和200 g/kg粉煤灰,其强度、抗冻耐久性完全能满足高抗冻混凝土要求,适用于西北寒冷地区水电工程建设。