硅灰改性全煤矸石粗骨料混凝土力学性能和微观结构研究 被引量：1

1

作者 景宏君 郭美蓉 +3 位作者 单俊伟 叶万军 高萌 崔源泉 《功能材料》 北大核心 2025年第2期2018-2027,共10页

针对全取代煤矸石粗骨料混凝土力学性能差的问题,本研究通过硅灰改性的方式,采用宏观力学性能试验,探究硅灰对全煤矸石粗骨料混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度的影响规律。采用回归分析方法,建立劈裂抗拉强度与抗压强度的经验换算方... 针对全取代煤矸石粗骨料混凝土力学性能差的问题,本研究通过硅灰改性的方式,采用宏观力学性能试验,探究硅灰对全煤矸石粗骨料混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度的影响规律。采用回归分析方法,建立劈裂抗拉强度与抗压强度的经验换算方程,同时结合核磁共振技术和扫描电子显微镜技术,从微观角度阐述硅灰对全煤矸石粗骨料混凝土力学性能的影响机理。结果表明,硅灰可以改善全煤矸石粗骨料混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度,掺量在10%附近,混凝土力学性能最优,建立的强度换算方程具有一定的实用性;硅灰主要细化了混凝土的有害孔和多害孔,提升了全煤矸石粗骨料混凝土的强度,不同孔隙半径的积分面积与全煤矸石粗骨料混凝土抗压强度的定量关系主要为线性关系,有害孔为指数关系;硅灰掺入全煤矸石粗骨料混凝土后水化产物结构更加稳定,消耗了界面过渡区范围内的Ca(OH)_(2),生成的三维C-S-H凝胶和钙矾石作为骨架结构桥连了煤矸石粗骨料与砂浆基体,细化并减少了混凝土内部孔隙与微裂缝是混凝土强度提高的主要原因。低掺量的硅灰将全煤矸石粗骨料混凝土强度等级提升后完全可以用于当地的大中修工程。 展开更多

关键词 全煤矸石粗骨料混凝土 硅灰 力学性能 孔隙结构 微观形貌

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自燃煤矸石粗骨料特性及其对混凝土性能的影响 被引量：45

2

作者 李少伟 周梅 张莉敏 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期334-340,380,共8页

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... 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. 展开更多

关键词 自燃煤矸石粗骨料 自燃煤矸石粗骨料混凝土 和易性 力学性能 微观结构

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基于骨料特性差异的煤矸石混凝土干燥收缩模型 被引量：6

3

作者 白国良 刘瀚卿 +2 位作者 王建文 朱可凡 代沐容 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期27-42,共16页

为研究煤矸石粗骨料对混凝土干燥收缩的影响,试验分别以陕西榆神矿区3种典型矿井煤矸石为粗骨料,并以煤矸石取代率为变量,设计了10组干燥收缩试件。通过对试件在390d内干燥收缩变形的观测,分析煤矸石粗骨料对煤矸石混凝土收缩发展与收... 为研究煤矸石粗骨料对混凝土干燥收缩的影响,试验分别以陕西榆神矿区3种典型矿井煤矸石为粗骨料,并以煤矸石取代率为变量,设计了10组干燥收缩试件。通过对试件在390d内干燥收缩变形的观测,分析煤矸石粗骨料对煤矸石混凝土收缩发展与收缩应变的影响,给出煤矸石混凝土的干燥收缩预测模型。试验表明:相较于普通混凝土,受煤矸石粗骨料吸返水特性影响,煤矸石混凝土干燥收缩发展存在滞后现象,且煤矸石粗骨料吸水率越高,其混凝土干燥收缩发展越慢,试件达到收缩稳定的龄期也越长。煤矸石粗骨料的表观密度与吸水率是影响煤矸石混凝土干燥收缩终值的2个主要指标,且随不同来源煤矸石粗骨料表观密度的降低、吸水率的增大,其混凝土的干燥收缩应变也随之增大。在CEB-FIP 90模型的基础上,分别引入了2个系数来考虑煤矸石粗骨料掺入对混凝土收缩发展与收缩终值的影响,并提出适用于煤矸石混凝土的干燥收缩预测模型。通过与试验数据对比,建议模型的预测精度较高,具有较好的适用性。 展开更多

关键词 煤矸石粗骨料 吸水率 表观密度 煤矸石混凝土 干燥收缩 预测模型

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方钢管煤矸石混凝土短柱轴压承载力有限元分析 被引量：2

4

作者 张玉琢 姬婷婷 +2 位作者 刘进隆 黄怡萌 路林翰 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期284-292,共9页

目的 研究各设计参数在不同煤矸石粗骨料取代率下对方钢管煤矸石混凝土短柱轴压承载力的影响规律,提出轴压承载力计算式。方法 利用ABAQUS有限元分析软件建立方钢管煤矸石混凝土短柱轴压有限元模型,并与试验结果对比,验证模型的准确性;... 目的 研究各设计参数在不同煤矸石粗骨料取代率下对方钢管煤矸石混凝土短柱轴压承载力的影响规律,提出轴压承载力计算式。方法 利用ABAQUS有限元分析软件建立方钢管煤矸石混凝土短柱轴压有限元模型,并与试验结果对比,验证模型的准确性;分析试件应力分布与荷载分配,并采用控制变量法分析试件在5种煤矸石粗骨料取代率下主要参数对其轴压承载力的影响。结果 相同设计参数下,试件轴压承载力随煤矸石粗骨料取代率的提高而降低,且最大降幅未超过14%;当试件截面边长一定时,含钢率对试件轴压承载力的影响最显著,其中,含钢率由7.4%增加至20.3%使试件轴压承载力在不同取代率下平均提升68.85%。结论 掺入煤矸石粗骨料不会使构件轴压承载力显著劣化,依据《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936—2014),引入煤矸石粗骨料取代率影响系数后的计算误差小于5%,可为相关研究提供参考。 展开更多

关键词 方钢管混凝土 煤矸石粗骨料 轴压承载力 有限元分析

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圆钢管煤矸石混凝土中长柱轴压性能有限元分析 被引量：1

5

作者 张玉琢 黄怡萌 +2 位作者 刘进隆 姬婷婷 路林翰 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期697-705,共9页

目的研究圆钢管煤矸石混凝土中长柱的轴压性能,找到各设计参数对试件轴压承载力的影响规律,提出轴压承载力计算式,推广钢-煤矸石混凝土组合结构。方法采用ABAQUS有限元分析软件建立圆钢管煤矸石混凝土中长柱轴压有限元模型,分析典型试... 目的研究圆钢管煤矸石混凝土中长柱的轴压性能,找到各设计参数对试件轴压承载力的影响规律,提出轴压承载力计算式,推广钢-煤矸石混凝土组合结构。方法采用ABAQUS有限元分析软件建立圆钢管煤矸石混凝土中长柱轴压有限元模型,分析典型试件受力全过程的应力分布、荷载分配以及不同参数变化对其轴压承载力的影响。结果相同设计参数下,钢材屈服强度与含钢率是承载力的关键影响因素;而随煤矸石粗骨料取代率的增加,试件的承载力降低幅度未超过3.6%。结论掺入煤矸石粗骨料后的试件仍具有较高承载力,依据《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936—2014)中的方法对计算式进行修正后的误差在10%以内,适用于圆钢管煤矸石混凝土中长柱,能够满足实际需求。 展开更多

关键词 圆形钢管混凝土 中长柱 煤矸石粗骨料 轴压承载力 长细比

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不同养护龄期下再生粗骨料混凝土拉伸本构关系 被引量：8

6

作者 王雪芳 肖祥栋 +2 位作者 方金杰 吴文达 张明 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期977-983,共7页

采用MTS疲劳试验机进行了再生粗骨料混凝土轴向拉伸试验,研究分析再生粗骨料取代率对不同养护龄期下再生粗骨料混凝土轴向拉伸应力-应变全曲线的影响规律,并提出了再生粗骨料混凝土拉伸本构关系模型.研究结果表明:再生粗骨料混凝土轴向... 采用MTS疲劳试验机进行了再生粗骨料混凝土轴向拉伸试验,研究分析再生粗骨料取代率对不同养护龄期下再生粗骨料混凝土轴向拉伸应力-应变全曲线的影响规律,并提出了再生粗骨料混凝土拉伸本构关系模型.研究结果表明:再生粗骨料混凝土轴向拉伸应力-应变全曲线的上升段斜率较普通混凝土低,下降段随着再生粗骨料取代率提高与养护龄期的增长而变陡;再生粗骨料混凝土的弹性模量随着养护龄期的增长呈线性增长,当荷载超过50%之后,其变形模量的下降速度快于普通混凝土;早龄期再生粗骨料混凝土的拉伸峰值应变随着再生粗骨料取代率的增大而增长;养护龄期低于7d时,再生粗骨料混凝土的抗拉强度增长速率快于普通混凝土;再生粗骨料混凝土的拉压比随着养护龄期的增长而下降. 展开更多

关键词 再生粗骨料混凝土 取代率 养护龄期 拉伸应力应变全曲线 拉伸本构关系模型

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不同粒径再生粗骨料混凝土单轴受压应力-应变关系试验研究 被引量：7

7

作者 王瑞骏 赵叶 +1 位作者 缑彦强 许萍 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期193-198,共6页

研究了粗骨料粒径对再生混凝土力学性能的影响,为再生混凝土工程中合理选取再生粗骨料粒径及取代率提供参考和依据。以再生粗骨料粒径和取代率为变量,用5~20 mm、20~30 mm及5~30 mm粒径范围内的再生粗骨料制作了不同取代率的二级配再生... 研究了粗骨料粒径对再生混凝土力学性能的影响,为再生混凝土工程中合理选取再生粗骨料粒径及取代率提供参考和依据。以再生粗骨料粒径和取代率为变量,用5~20 mm、20~30 mm及5~30 mm粒径范围内的再生粗骨料制作了不同取代率的二级配再生混凝土试件,利用混凝土单轴抗压的试验方法,分析了不同再生粗骨料粒径以及不同取代率再生混凝土的力学性能。实验结果表明:再生混凝土的弹性模量随取代率的增大而减小;相同取代率下,再生粗骨料粒径为5~30 mm的二级配再生混凝土的抗压强度比粒径为5~20 mm或20~30 mm的二级配再生混凝土的抗压强度高;粒径为20~30 mm的再生粗骨料对二级配再生混凝土力学性能的影响最大。再生粗骨料全级配取代,且取代率为30%时二级配再生混凝土的抗压强度最大。 展开更多

关键词 再生混凝土 再生粗骨料粒径 单轴受压试验 应力-应变全曲线

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基于两相复合材料的煤矸石混凝土弹性模量研究 被引量：8

8

作者 王庆贺 李喆 +1 位作者 张玉琢 常熤存 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期254-261,共8页

目的提出一种基于两相复合材料理论的煤矸石混凝土弹性模量预测模型,为煤矸石混凝土弹性模量的计算提供借鉴。方法基于普通混凝土弹性模量预测模型,考虑煤矸石粗骨料取代率的影响,推导得到煤矸石混凝土弹性模量预测模型;采用文献中39组... 目的提出一种基于两相复合材料理论的煤矸石混凝土弹性模量预测模型,为煤矸石混凝土弹性模量的计算提供借鉴。方法基于普通混凝土弹性模量预测模型,考虑煤矸石粗骨料取代率的影响,推导得到煤矸石混凝土弹性模量预测模型;采用文献中39组自燃煤矸石和12组原状煤矸石混凝土弹性模量试验数据验证模型的可靠性。结果传统的自燃煤矸石和原状煤矸石混凝土弹性模量预测模型精度还需提高,预测结果与试验结果相差26%~31%;对于基于两相复合材料理论提出的煤矸石混凝土弹性模量预测模型中,BNC模型预测精度最高,对于自燃煤矸石和原状煤矸石混凝土,其预测结果与试验结果比值的均值分别为0.936和1.030,判定系数分别为0.839和0.943。结论BNC模型较传统预测方法能更为准确地预测煤矸石混凝土的弹性模量。 展开更多

关键词 煤矸石混凝土 煤矸石粗骨料 弹性模量 预测模型 两相复合材料模型

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煤矸石混凝土抗折强度试验研究 被引量：15

9

作者 刘瀚卿 白国良 +2 位作者 朱可凡 刘辉 陈菲 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期346-352,377,共8页

以榆神矿区煤矸石为粗骨料,通过288个棱柱体抗折强度试验,分析了煤矸石含碳量、煤矸石取代率及水灰比对煤矸石混凝土抗折强度的影响.结果表明:当不同矿源煤矸石含碳量由0.91%增加至2.09%时,煤矸石混凝土抗折强度降低了21.1%~32.6%;与普... 以榆神矿区煤矸石为粗骨料,通过288个棱柱体抗折强度试验,分析了煤矸石含碳量、煤矸石取代率及水灰比对煤矸石混凝土抗折强度的影响.结果表明:当不同矿源煤矸石含碳量由0.91%增加至2.09%时,煤矸石混凝土抗折强度降低了21.1%~32.6%;与普通混凝土相比,不同煤矸石取代率下煤矸石混凝土抗折强度降低了20.5%~47.5%;当水灰比由0.25增加至0.45时,煤矸石混凝土抗折强度降低了8.0%~15.3%.综合考虑了煤矸石含碳量和煤矸石取代率的影响,提出了适用于不同矿源煤矸石混凝土抗折强度的预测公式. 展开更多

关键词 煤矸石混凝土 煤矸石粗骨料 影响因素 抗折强度

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煤矸石基混凝土在井下巷道硬化工程中的应用试验 被引量：8

10

作者 申海生 和卫红 +2 位作者 赵春洲 吴秉臻 陆银龙 《矿业安全与环保》 北大核心 2021年第6期65-71,共7页

煤矸石是我国目前排放量较大的固体废弃物之一,利用煤矸石部分或全部代替混凝土粗骨料生产煤矸石基混凝土是其高效利用的途径。通过实验室开展不同煤矸石粗骨料替代率、水胶比、添加剂等条件下的煤矸石基混凝土的抗压强度试验,探究煤矸... 煤矸石是我国目前排放量较大的固体废弃物之一,利用煤矸石部分或全部代替混凝土粗骨料生产煤矸石基混凝土是其高效利用的途径。通过实验室开展不同煤矸石粗骨料替代率、水胶比、添加剂等条件下的煤矸石基混凝土的抗压强度试验,探究煤矸石基混凝土的基本力学性能,确定煤矸石基混凝土的最佳配合比。研究结果表明:煤矸石基混凝土抗压强度随着煤矸石粗骨料替代率的增大而减小;在胶凝材料中加入质量比为5%的硅灰、0.3%的减水剂有助于迅速提高煤矸石基混凝土的前期强度。在山西李村煤矿二采区胶带巷5#辅运联巷开展了煤矸石基混凝土的井下硬化试验,验证了煤矸石基混凝土在井下硬化工程中的良好效果。 展开更多

关键词 煤矸石基混凝土 粗骨料 替代率 配合比 抗压强度 井下硬化试验

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高强再生混凝土应力-应变全曲线试验研究 被引量：23

11

作者 曹万林 朱可睿 +3 位作者 姜玮 陈桂林 林栋朝 彭世阳 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期167-172,共6页

再生混凝土的本构关系是再生混凝土结构抗震设计与计算的关键问题之一,本构关系确定的试验依据是应力-应变全曲线,但是目前亟待研究的高强再生混凝土应力-应变全曲线的试验很少。为研究高强再生混凝土单轴受压应力-应变本构关系,制备了... 再生混凝土的本构关系是再生混凝土结构抗震设计与计算的关键问题之一,本构关系确定的试验依据是应力-应变全曲线,但是目前亟待研究的高强再生混凝土应力-应变全曲线的试验很少。为研究高强再生混凝土单轴受压应力-应变本构关系,制备了水胶比为0.32的再生混凝土,试件进行了16个100×100×300mm再生混凝土棱柱体试块的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析了再生粗骨料置换率对高强再生混凝土应力-应变本构关系的影响。试验表明:高强再生混凝土应力-应变全曲线下降段脆性明显,再生粗骨料掺量较低时会出现应力台阶;随着再生粗骨料置换率增大,高强再生混凝土强度、弹性模量呈下降趋势,峰值应变小幅度增大,极限应变先增大后减小;拟合了试验所得应力-应变全曲线,效果较好。 展开更多

关键词 高强再生混凝土 水胶比 再生粗骨料 应力-应变全曲线 单轴受压试验

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再生混凝土单轴受压应力—应变全曲线试验研究 被引量：186

12

作者 肖建庄 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1445-1449,共5页

完成了不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力—应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力—应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响.研究表明,再生混凝土的应力—应变全曲线... 完成了不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力—应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力—应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响.研究表明,再生混凝土的应力—应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别;再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通混凝土;再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土.再生混凝土应力—应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式拟合. 展开更多

关键词 再生混凝土 单轴受压 再生粗骨料取代率 应力-应变全曲线

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钢管海砂再生混凝土轴压性能试验与分析 被引量：14

13

作者 黄一杰 吴纪达 +2 位作者 肖建庄 王清 孙黄胜 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期85-90,130,共7页

以再生粗骨料取代率和海砂中的Cl-含量为主要参数,完成了18个钢管海砂再生混凝土轴压试验,分析了再生粗骨料取代率、海砂中的Cl-含量对试件破坏特征和受力变形的影响.结果表明:钢管海砂再生混凝土受力过程与普通钢管混凝土相似,包含弹... 以再生粗骨料取代率和海砂中的Cl-含量为主要参数,完成了18个钢管海砂再生混凝土轴压试验,分析了再生粗骨料取代率、海砂中的Cl-含量对试件破坏特征和受力变形的影响.结果表明:钢管海砂再生混凝土受力过程与普通钢管混凝土相似,包含弹性、弹塑性和破坏3个阶段,其主要破坏模式为斜剪破坏;试件峰值荷载随着再生粗骨料取代率和海砂中的Cl-含量的增加而略有降低;峰值应变随着再生粗骨料取代率的增加而增大,随着Cl-含量的增加先增大后减小.同时,对比分析了不同规范的峰值荷载公式计算值与试验值的差异,并根据试验数据对钢管海砂再生混凝土轴压应力-应变全曲线计算模型进行了拟合. 展开更多

关键词 钢管海砂再生混凝土 再生粗骨料取代率 Cl-含量 破坏模式 受力变形全曲线

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