大掺量矿物掺合料复合胶凝材料性能研究

1

作者 董帅志 余其俊 +3 位作者 张强 罗扣 储玉婷 詹炳根 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期1289-1296,共8页

为降低大体积混凝土的水化热和收缩开裂风险,同时保证力学性能等服役性能,文章采用3种不同细度矿渣粉,通过与质量分数均为30%的硅酸盐水泥和粉煤灰进行复掺,制备大掺量矿物掺合料复合胶凝材料,并对其浆体的水化放热、化学收缩、孔径分... 为降低大体积混凝土的水化热和收缩开裂风险,同时保证力学性能等服役性能,文章采用3种不同细度矿渣粉,通过与质量分数均为30%的硅酸盐水泥和粉煤灰进行复掺,制备大掺量矿物掺合料复合胶凝材料,并对其浆体的水化放热、化学收缩、孔径分布和砂浆试件的力学性能、抗开裂性能进行研究。结果表明:同时掺加3种不同细度矿渣的复合胶凝材料,由于矿物掺合料的填充作用,使其孔隙尺寸减小,密实度增加,保证了较好力学性能;同时通过优化级配,使得体系水化放热量和最大放热速率大幅度降低,化学收缩量减小,实现温和水化的作用;复合胶凝材料砂浆初始开裂时间推迟20.8%,裂缝宽度减少50%,大大降低大体积混凝土的收缩开裂风险,提升了抗开裂性能。 展开更多

关键词 大掺量矿物掺合料 水化热 化学收缩 孔径分布 抗开裂性能

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基于残余浆体质量分数的废弃混凝土再生砂品质评价方法研究 被引量：1

2

作者 洪学飞 詹炳根 +2 位作者 洪丽 陈语阳 余其俊 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第12期1715-1720,共6页

文章针对废弃混凝土再生砂资源属性复杂、基本性能差异性大导致其难以被高效利用的问题,提出了基于再生砂的残余浆体质量分数分类及评价再生砂的方法。对北京、合肥、桐城、广州、成都和重庆的再生砂进行基本性能测试,以再生砂的残余浆... 文章针对废弃混凝土再生砂资源属性复杂、基本性能差异性大导致其难以被高效利用的问题,提出了基于再生砂的残余浆体质量分数分类及评价再生砂的方法。对北京、合肥、桐城、广州、成都和重庆的再生砂进行基本性能测试,以再生砂的残余浆体质量分数α_(RCC)为基础,综合利用再生砂的表观密度、压碎指标、再生胶砂需水量比和强度比指标将再生砂划分成Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类3个等级并与现行规范比较。结果表明:分别以再生砂的残余浆体质量分数α_(RCC)≤15%、15%<α_(RCC)≤25%、α_(RCC)>25%划分再生砂的类别,其对应的各项基本性能指标都满足现行规范的要求;以残余浆体质量分数为基础对再生砂进行更简便精细的分类及品质评价。该分类方法有利于再生砂的差异化高效利用。 展开更多

关键词 废弃混凝土 再生砂 残余浆体质量分数 分类 评价方法

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土体-水下不分散混凝土-桩身混凝土间的界面黏结性能试验研究

3

作者 刘祥胜 李虹岑 +3 位作者 纪厚强 刘锦程 洪丽 詹炳根 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期1422-1427,共6页

为研究水下不分散混凝土与土体及桩身混凝土间界面的黏结性能,文章设计一系列界面黏结受拉和受剪试验,试验特别考虑了不同粉煤灰掺量对水下不分散混凝土的界面黏结破坏形态及力学性能的影响。结果表明:水下不分散混凝土与土体的受拉、... 为研究水下不分散混凝土与土体及桩身混凝土间界面的黏结性能,文章设计一系列界面黏结受拉和受剪试验,试验特别考虑了不同粉煤灰掺量对水下不分散混凝土的界面黏结破坏形态及力学性能的影响。结果表明:水下不分散混凝土与土体的受拉、受剪破坏均在土体的同一侧;水下不分散混凝土与桩身混凝土间界面的受拉、受剪破坏均位于两者界面处。其中,当粉煤灰掺量为20%时,水下不分散混凝土的性能相对较好。 展开更多

关键词 界面黏结抗拉 界面黏结抗剪 水下不分散混凝土 桩身混凝土 土体

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废弃混凝土再生微粉物理化学联合活化研究 被引量：2

4

作者 熊科兴 詹炳根 +3 位作者 王存 卞朋飞 周耀宗 余其俊 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第9期1275-1280,1287,共7页

针对再生微粉活性低、不能高效利用的问题,在物理研磨和化学激发2种单一活化方式的研究基础上,文章探究物理化学联合活化方式对再生微粉活性的影响效果。结果表明,物理化学联合活化活性指数可提升14.7%,较单一活化方式活性提升效果显著... 针对再生微粉活性低、不能高效利用的问题,在物理研磨和化学激发2种单一活化方式的研究基础上,文章探究物理化学联合活化方式对再生微粉活性的影响效果。结果表明,物理化学联合活化活性指数可提升14.7%,较单一活化方式活性提升效果显著,再生微粉经过机械研磨后,结构表面缺陷增多,促进了活性成分的溶出,进一步增加了化学激发剂与再生微粉发生反应的效率,促进试样中生成较多能够提高试件强度的C-S-H和C-A-S-H等凝胶物相。 展开更多

关键词 再生微粉 活性指数 联合活化 活化原理

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泵送陶粒混凝土的性能及应用研究 被引量：4

5

作者 武海英 戴硕 +2 位作者 姚瑞 陶书庆 陈语阳 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第8期1148-1152,共5页

陶粒混凝土具有轻质、保温、耐久性好等优点。文章结合某工程训练中心大楼屋面建设需求,研究陶粒预处理、黏度改性剂用量、调凝剂用量等因素对泵送陶粒混凝土工作性能及力学性能的影响,得出满足工程需求的配合比,并成功应用于屋面工程... 陶粒混凝土具有轻质、保温、耐久性好等优点。文章结合某工程训练中心大楼屋面建设需求,研究陶粒预处理、黏度改性剂用量、调凝剂用量等因素对泵送陶粒混凝土工作性能及力学性能的影响,得出满足工程需求的配合比,并成功应用于屋面工程。试验结果为建筑屋面泵送陶粒混凝土的设计与工程应用提供了试验数据和参考。 展开更多

关键词 陶粒混凝土 泵送 工作性能 经时损失 工程应用

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非规则再生骨料建模方法及其对混凝土抗压性能的影响

6

作者 付宇 高鹏 +3 位作者 詹炳根 李景哲 胡焱博 余其俊 《材料导报》 北大核心 2025年第20期129-137,共9页

为将再生骨料(Recycled aggregates, RAs)形状纳入考虑,更加细致地研究RAs关键参数对再生混凝土(Recycled aggregate concrete, RAC)抗压性能的影响机制,推进RAs的高值化利用。提出了形状叠加法和对应随机投放算法,实现了包含真实形状RA... 为将再生骨料(Recycled aggregates, RAs)形状纳入考虑,更加细致地研究RAs关键参数对再生混凝土(Recycled aggregate concrete, RAC)抗压性能的影响机制,推进RAs的高值化利用。提出了形状叠加法和对应随机投放算法,实现了包含真实形状RAs的RAC细观几何结构的参数化建模。基于“映射网格法”和内聚力模型建立了RAC的数值模型并通过现有实验数据进行了校准。开展了RAs取代率、残余砂浆含量、新-旧砂浆强度比和孔隙率等关键参数对RAC在压缩荷载下力学响应和断裂过程的影响研究。研究结果表明,在不考虑RAs高吸水率额外降低水灰比的影响情况下,RAC的抗压强度随着RAs取代率、新-旧砂浆强度比、残余砂浆含量和孔隙率的增大而降低(最大降幅可达15%~20%),这主要源于RAs旧界面和初始孔隙对裂缝开展的引导作用。 展开更多

关键词 再生骨料 再生混凝土 抗压性能 内聚力 有限元分析

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废弃混凝土再生微粉活化研究 被引量：5

7

作者 常智玮 詹炳根 +3 位作者 王存 杨永敢 熊科兴 余其俊 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第7期936-940,971,共6页

为了有效利用废弃混凝土,提高其副产物再生微粉的活性,文章研究物理研磨和化学激发2种活化方式对再生微粉活性的影响效果,并进一步探究活化作用机理。结果表明:物理研磨能大幅提升再生微粉活性,而化学激发效果不明显;物理研磨可优化再... 为了有效利用废弃混凝土,提高其副产物再生微粉的活性,文章研究物理研磨和化学激发2种活化方式对再生微粉活性的影响效果,并进一步探究活化作用机理。结果表明:物理研磨能大幅提升再生微粉活性,而化学激发效果不明显;物理研磨可优化再生微粉的粒径分布,从而提高其活性;通过水杨酸-甲醇溶解法、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)及热重(thermogravimetric,TG)分析可知,再生微粉主要晶相为石英、石灰石和白云石等惰性物质,化学激发缺乏有效的作用对象,因而效果有限。 展开更多

关键词 废弃混凝土 再生微粉 活性指数 活化方式 作用机理

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碱激发矿渣回填浆体的膨胀性能研究

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作者 余雅韵 詹炳根 +2 位作者 李景哲 刘洋 周耀宗 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第11期1510-1515,共6页

文章将一种新型化学发泡剂作为膨胀剂掺入碱激发矿渣基的充填浆体中,研究不同膨胀剂掺加质量分数(简称“掺量”)与尾矿砂质量分数对充填浆体膨胀率与抗压强度的影响。实验结果表明,膨胀速率和膨胀率均随膨胀剂掺量与尾矿砂质量分数增加... 文章将一种新型化学发泡剂作为膨胀剂掺入碱激发矿渣基的充填浆体中,研究不同膨胀剂掺加质量分数(简称“掺量”)与尾矿砂质量分数对充填浆体膨胀率与抗压强度的影响。实验结果表明,膨胀速率和膨胀率均随膨胀剂掺量与尾矿砂质量分数增加而增加,膨胀率与膨胀剂掺量呈近似线性关系;膨胀剂在充填浆体内产生气孔,使得充填浆体抗压强度随膨胀剂掺量增加而降低;充填浆体抗压强度随尾矿砂质量分数增加而增加。研究结果可为膨胀充填浆体在矿山充填接顶中的应用提供理论参考。 展开更多

关键词 胶结充填 充填接顶 新型膨胀剂 膨胀率 抗压强度

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非规则再生骨料建模及再生骨料混凝土数值模拟 被引量：6

9

作者 胡焱博 高鹏 +6 位作者 李景哲 章国辉 王国陶 董帅志 储玉婷 詹炳根 余其俊 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第1期276-286,294,共12页

传统再生骨料混凝土(RAC)模型多采用基本几何形状来代表再生骨料(RA)结构,这与实际情况差异较大。本文结合数字图像技术和傅里叶描述法构建了真实的二维骨料数据库,并提出了基于骨料叠加法随机生成RA的新方法。基于外接矩形框/内切圆的... 传统再生骨料混凝土(RAC)模型多采用基本几何形状来代表再生骨料(RA)结构,这与实际情况差异较大。本文结合数字图像技术和傅里叶描述法构建了真实的二维骨料数据库,并提出了基于骨料叠加法随机生成RA的新方法。基于外接矩形框/内切圆的粗判定和基于重叠框的精细判定提出了一种新的适用于傅里叶重构骨料的快速投放算法,实现了不同RA取代率和RA残余砂浆含量的RAC细观结构的构建。基于内聚力模型根据随机生成的RAC的细观结构建立了数值模型,研究了RA取代率和RA残余砂浆含量对RAC单轴抗拉性能的影响。结果表明,RAC的抗拉强度和弹性模量随着RA取代率和RA残余砂浆含量的增加而降低,但峰值应变变化不大。该RA模型更符合实际,且附着砂浆的含量和分布可自主调整。 展开更多

关键词 傅里叶重构 再生骨料 再生骨料混凝土 细观结构 骨料投放算法 内聚力模型

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废弃混凝土再生微粉制备盾构注浆料及性能演变规律 被引量：2

10

作者 郑圣飚 储玉婷 +4 位作者 高鹏 詹炳根 王国陶 张青峰 卢炳斗 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第12期4491-4500,共10页

废弃混凝土解体产生的再生微粉(RFP)产量高,具有一定活性,有望部分替代水泥、粉煤灰和膨润土制备RFP盾构注浆料,然而RFP对盾构注浆料性能的影响规律尚不明确,难以实际应用。本文对RFP盾构注浆料的初始流动度、凝结时间、抗压强度和干燥... 废弃混凝土解体产生的再生微粉(RFP)产量高,具有一定活性,有望部分替代水泥、粉煤灰和膨润土制备RFP盾构注浆料,然而RFP对盾构注浆料性能的影响规律尚不明确,难以实际应用。本文对RFP盾构注浆料的初始流动度、凝结时间、抗压强度和干燥收缩进行试验测定。结果表明:RFP替代水泥易造成浆体流变性能下降,当RFP替代水泥12.5%(质量分数,下同)时,盾构注浆料流动度为17.6 cm,不满足规范要求(21±3)cm;RFP替代膨润土易导致浆体工作性能降低,当RFP替代膨润土30%时,浆体泌水率为5.2%,且出现分层现象;RFP替代粉煤灰有利于提高浆体流动性能,当RFP替代粉煤灰30%时,浆体流动度增加16.5%,泌水率低,无分层现象。RFP“微集料”效应构筑刚性支撑骨架,能够降低浆体孔隙率,有效抑制干燥收缩。综合各方面性能,优选注浆料配比:水胶比0.31、胶砂比0.66、水泥27%、膨润土44.5%、粉煤灰9.4%、RFP 19.1%、减水剂0.3%。 展开更多

关键词 再生微粉 废弃混凝土 盾构注浆料 膨润土 干燥收缩

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水下不分散混凝土抗分散剂优化设计与凝结时间调控 被引量：2

11

作者 刘祥胜 纪厚祥 +3 位作者 郑圣飚 詹炳根 余其俊 李占甫 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第10期1427-1433,共7页

水下不分散混凝土(non-dispersible underwater concrete,NDC)为涉水工程的施工提供抗冲刷能力,为实现水下不分散混凝土性能的提升,文章探讨抗分散剂的优化设计和凝结时间的调控,选取聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)和羟丙基甲基纤维素(... 水下不分散混凝土(non-dispersible underwater concrete,NDC)为涉水工程的施工提供抗冲刷能力,为实现水下不分散混凝土性能的提升,文章探讨抗分散剂的优化设计和凝结时间的调控,选取聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)和羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methyl cellulose,HPMC)作为抗分散剂主剂,聚羧酸减水剂、有机硅和聚醚类消泡剂作为辅剂,从抗分散性和流动性的角度对水下不分散混凝土抗分散剂的组成进行优化设计,同时选取碳酸锂和硫酸铝作为调凝剂,对水下不分散混凝土的凝剂时间进行调控。研究结果表明:采用HPMC作为主剂、聚羧酸减水剂和聚醚类消泡剂作为辅剂制备抗分散剂,可以使得水下不分散混凝土具有较好的抗分散性和流动性;其中,含水泥质量分数0.45%的HPMC和1%聚羧酸减水剂的新拌水泥砂浆(水胶质量比为0.5,胶砂质量比为2)表现出优异的抗分散性和良好的流动性,其pH值为9,扩展度为150 mm;在该体系中,硫酸铝的调凝效果较好且经济效益更高,但使用时用量应少于2%。对抗分散剂的优化设计和凝结时间的调控为水下不分散混凝土的相关实验研究提供了重要参考。 展开更多

关键词 水下不分散混凝土(NDC) 抗分散剂 减水剂 凝结时间

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环形脱空对圆钢管混凝土柱抗侧向冲击性能的影响分析 被引量：1

12

作者 沈奇罕 刘俊杰 +2 位作者 朱维军 王静峰 谢强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期92-102,145,共12页

近年来随着社会机械化水平的不断提高和交通事业的飞速发展,车辆、船舶及飞行器等机械撞击城市高架、跨河桥梁墩柱等事故的发生频率显著提升。而实际钢管混凝土(concrete-filled steel tubular, CFST)结构由于材料特性或服役环境等问题... 近年来随着社会机械化水平的不断提高和交通事业的飞速发展,车辆、船舶及飞行器等机械撞击城市高架、跨河桥梁墩柱等事故的发生频率显著提升。而实际钢管混凝土(concrete-filled steel tubular, CFST)结构由于材料特性或服役环境等问题普遍存在脱空缺陷情况,但目前有关脱空缺陷对CFST冲击性能的影响研究仍相对较少。为此,构建了侧向冲击作用下含环形脱空圆钢管混凝土柱有限元分析模型,并通过相关试验验证模型的准确性。揭示了环形脱空对圆钢管混凝土柱在侧向冲击作用下破坏模式、时程曲线特征、冲击全过程应力应变发展和界面接触行为的影响机理,系统研究了脱空率、轴压比、边界条件、径厚比、冲击速度和冲击质量等诸多参数对侧向冲击作用下含环形脱空圆钢管混凝土柱冲击力、挠度变形和耗能等动力响应的影响规律。结果表明,环形脱空的存在将逐步降低圆钢管混凝土柱的抗侧向冲击能力。随着脱空率的增大,圆钢管混凝土柱的冲击力和耗能逐步减小,挠度变形相应增大。同时,由于缺乏混凝土的有效支撑,钢管在侧向冲击作用下的凹陷变形程度也随着脱空率的增大而愈发显著。 展开更多

关键词 环形脱空 钢管混凝土(CFST) 侧向冲击 数值分析 破坏机理

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再生细骨料残余浆体对混凝土流变性和强度的影响

13

作者 胡立 詹炳根 +3 位作者 洪丽 张赵强 李景哲 陈语阳 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期220-225,共6页

文章开展再生细骨料残余浆体的定量表征实验、混凝土常规工作性能试验、流变性能试验和力学性能试验,研究不同残余浆体质量分数对再生细骨料混凝土流变性能和力学性能的影响。研究发现,再生骨料表面残余浆体的去除可以明显改善其基本性... 文章开展再生细骨料残余浆体的定量表征实验、混凝土常规工作性能试验、流变性能试验和力学性能试验,研究不同残余浆体质量分数对再生细骨料混凝土流变性能和力学性能的影响。研究发现,再生骨料表面残余浆体的去除可以明显改善其基本性能,再生细骨料的使用会使新拌混凝土的坍落度和扩展度损失加快,屈服应力增大,塑性黏度降低。随着再生细骨料残余浆体质量分数的减少,用其制备出的再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉随之增大。当浆体质量分数为14.9%时,骨料水泥界面过渡区粘结紧密,再生细骨料混凝土的28 d抗压强度和劈裂抗拉强度分别为28.50、2.30 MPa,约为普通混凝土的89%、77%,表明较低残余浆体质量分数的再生细骨料可取代天然砂应用于混凝土中。 展开更多

关键词 再生混凝土 再生细骨料 残余浆体质量分数 流变性 力学性能

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成熟度法预测混凝土强度的机理分析

14

作者 张赵强 詹炳根 赵明强 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期233-239,共7页

为了从微观层面分析成熟度与强度之间的相关性,文章从成熟度与水化产物生成量之间的关系研究混凝土强度预测机理,并对成熟度规则进行验证;采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析不同养护温度下各龄期水泥石中各物相组成,并通过积分... 为了从微观层面分析成熟度与强度之间的相关性,文章从成熟度与水化产物生成量之间的关系研究混凝土强度预测机理,并对成熟度规则进行验证;采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析不同养护温度下各龄期水泥石中各物相组成,并通过积分强度法确定各物相的相对生成量。实验结果表明:氢氧化钙的相对生成量随着成熟度值增大而增大,钙矾石的相对生成量随着成熟度值增大呈先增大而后减小的趋势,且不受水泥石所经历的温度历程影响,水化硅酸钙的相对生成量与氢氧化钙具有相同规律;成熟度相等时,不同温度历程下的水泥石中氢氧化钙、钙矾石的相对生成量大致相等。 展开更多

关键词 成熟度规则 钙矾石 氢氧化钙 积分强度法

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