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题名稻壳灰应用于水泥混凝土的研究进展
被引量：27
- 1
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作者
汪知文
李碧雄
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机构
四川大学建筑与环境学院
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出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期3-11,共9页
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文摘
稻壳是21世纪最有潜力的再生资源之一,通过低温燃烧制备的稻壳灰(RHA)含有高纯度的非晶态SiO 2,具有较高火山灰活性,可作为水泥基材料的辅助性胶凝材料,这不仅提高了稻壳的附加值,也符合可持续发展绿色建筑的理念。相比于粉煤灰、硅灰、矿渣等市场成熟的掺合料,稻壳灰有两大优势:(1)原材料稻壳储备量大,价廉;(2)非晶质SiO 2含量高达90%,火山灰活性可比肩硅灰。然而稻壳灰对生产燃烧设备要求较高,燃烧控温技术难关及副产物回收技术未完全被攻破,只能用流化床小规模生产,市场供应量低。未来在酸处理后的污水的回收利用方面,流化床设备的改进仍需进一步探索。同时稻壳灰的Si-O键会与减水剂的官能团发生配位反应,削弱减水效果,影响水泥混凝土的相容性,与之匹配的高性能减水剂仍需进一步研发,才有望实现稻壳灰在水泥混凝土中高效且规模化的应用。稻壳灰由细度约50 nm的SiO 2凝胶粒子疏松地粘聚形成,且含有大量纳米尺度的孔隙,这是其具有高火山灰效应的内在原因。通过酸处理的稻壳先经低温燃烧后再高温燃烧,在低于750℃的燃烧制度下可获得优质的稻壳灰。稻壳灰比表面积高达50~100 m 2/g,使其具有吸附性,吸附自由水会降低混凝土的流动性,提高粘聚性;当稻壳灰的平均粒径小于水泥且掺量为10%~20%时,可以提高混凝土的后期强度及其与钢筋的粘结强度,其耐久性也能得到显著改善。本文系统梳理了稻壳灰用于水泥基材料的国内外文献,对稻壳灰的理化性质、微观结构、生产制备工艺及其对水泥混凝土各项性能的影响等方面的研究进展进行了介绍,揭示了稻壳灰用于水泥混凝土的工作机理,厘清了该领域尚待进一步探索的问题,旨在为将来稻壳灰再生利用形成完整的生产链提供理论依据和技术支撑。
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关键词
稻壳灰
水泥混凝土
火山灰活性
理化性质
生产工艺
工作性能
力学性能
耐久性能
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Keywords
rice husk ash
cement and concrete
pozzolanic properties
physicochemical properties
production technique
workability
mechanical properties
durability
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分类号
TU52
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名废玻璃在水泥混凝土中的应用研究评述
被引量：12
- 2
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作者
李碧雄
汪知文
饶丹
余弦
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机构
四川大学建筑与环境学院
成都建工集团有限公司
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出处
《硅酸盐通报》
CAS
北大核心
2020年第8期2449-2457,共9页
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基金
国家自然科学基金(51678379)
四川省科技厅应用基础研究项目(2019YJ0131)。
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文摘
玻璃制品的广泛使用,所带来的大量固体废弃物给环境造成严重负担,成为亟待解决的生态难题。钠钙玻璃以环保、活性较高、硬度高、低吸水率等优点得到研究人员的关注与重视,将其作为细集料、胶凝材料应用于水泥混凝土逐渐成为研究热点。本文对废玻璃的应用进展进行了总体概述,比较了不同废玻璃的物理化学性质。同时,分析了废玻璃粒径大小对硅酸盐膨胀效应的影响程度,并总结出,可以通过降低玻璃粉粒径和掺入抑制剂等措施来削弱废玻璃作为细集料的硅酸盐膨胀效应。重点论述了玻璃粉作为胶凝材料的可能性,并深入探讨玻璃粉细度、掺量对混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能的影响。最后,指出了废玻璃混凝土现阶段研究中存在的不足,旨在对废玻璃材料在混凝土中的研究方向和工程应用提供参考。
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关键词
废玻璃
火山灰活性
理化性质
工作性能
力学性能
耐久性能
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Keywords
waste glass
pozzolanic activity
physicochemical property
workability
mechanical property
durability
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分类号
TU528
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名多种掺合料复掺对混凝土力学性能影响研究
被引量：6
- 3
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作者
陈斌
李碧雄
汪知文
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机构
四川大学建筑与环境学院
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出处
《混凝土世界》
2019年第6期72-75,共4页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51678379)
四川省科技厅应用基础研究项目(2019YJ0131)
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文摘
通过对4组不同组成成分的混凝土进行抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验,研究稻壳灰、粉煤灰、废玻璃、硅灰以及钢纤维掺入对混凝土力学性能的影响。研究发现,上述掺合料以及钢纤维的加入能有效提高混凝土的力学性能,其中掺入合理比例的稻壳灰、粉煤灰以及废玻璃可提高抗压强度至对照组的两倍。建议可进一步开展针对上述掺合料的最优掺入量或最优取代率的研究。
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关键词
稻壳灰
废玻璃
混凝土
掺合料
力学性能
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分类号
TU528
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名减小EPS混凝土收缩的配合工艺试验研究
被引量：5
- 4
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作者
李碧雄
汪知文
苏柳月
冷发光
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机构
四川大学建筑与环境学院
广西科技大学土木建筑工程学院
中国建筑科学研究院有限公司
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出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第16期16021-16027,共7页
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基金
国家自然科学基金(51678379)。
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文摘
采用正交试验方法,探究胶凝材料总量、粉煤灰用量、砂用量对EPS混凝土体积密度、抗压强度、收缩率的影响规律,并结合极差分析和方差分析确定了最优基准配合比,在此基础上系统研究了不同类型的外加剂对EPS混凝土收缩性能的影响,并从失水过程和微观结构的角度分析其干缩机理。结果表明:各组EPS混凝土的体积密度均为450~600 kg/m^(3),满足轻质量的特性要求;胶凝材料用量是影响EPS混凝土强度、收缩率的关键因素,而砂用量对EPS混凝土收缩率的影响最大。最优基准配合比为:胶凝材料用量340 kg/m^(3)、粉煤灰质量分数10%、砂用量140 kg/m^(3);减缩剂、可再分散乳胶粉和黄原胶均可显著降低EPS混凝土的收缩率,且与失水率满足相关性较好的乘幂关系。微观分析得到:减缩剂使EPS混凝土界面过渡区的针状AFt数量明显增加;可再分散乳液凝聚形成乳胶膜后,能起到增强水化产物间的胶结性和封堵有害孔隙防止水分蒸发的作用;黄原胶降低了界面过渡区的AFt数量,使得水化产物的整体性得到显著提高。
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关键词
EPS混凝土
外加剂
正交试验
抗压强度
收缩性能
微观结构
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Keywords
EPS concrete
admixture
orthogonal test
compressive strength
shrinkage property
microstructure
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分类号
TU528
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名废玻璃粉对高延性水泥基复合材料性能的影响
被引量：4
- 5
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作者
李碧雄
张治博
汪知文
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机构
四川大学建筑与环境学院
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出处
《混凝土与水泥制品》
2021年第10期86-90,94,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51678379)
国家重点研发计划项目(2018YFC1508802)。
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文摘
采用粒径为75~300μm的废玻璃粉取代部分河砂制备了高延性水泥基复合材料(HDCC),研究了废玻璃粉取代率(10%、20%、30%)对HDCC抗压、抗拉和抗弯性能以及流动性的影响。结果表明:废玻璃粉的掺入提高了HDCC的流动度;HDCC的抗压强度随废玻璃粉取代率的增加而增大;当废玻璃粉取代率为10%时,HDCC的拉伸性能略有改善,取代率继续增大时,抗拉性能劣化;随废玻璃粉取代率的增加,HDCC的弯曲韧性降低,裂缝数量减少,裂缝宽度增大。此外,拉伸过程中废玻璃粉对PVA纤维有刮伤,削弱了PVA纤维的拉伸性能,导致HDCC的抗拉强度和抗弯强度降低。
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关键词
废玻璃粉
高延性水泥基复合材料
工作性
力学性能
PVA纤维
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Keywords
Waste glass powder
High ductility cementitious composite
Workability
Mechanical property
PVA fiber
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分类号
TU528
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名稻壳灰对本地化高延性水泥基材料性能的影响
被引量：1
- 6
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作者
汪知文
李碧雄
张治博
刘星
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机构
四川大学建筑与环境学院深地科学与工程教育部重点实验室
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出处
《工程科学与技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第3期77-86,共10页
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基金
国家重点研发计划项目(2018YFC1508802)。
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文摘
为了降低高延性水泥基复合材料的生产成本,提高废弃稻壳的建材资源化利用,利用国产涂油PVA纤维和天然河砂分别替代进口PVA和石英砂,探究本地化高延性水泥基复合材料的配制工艺;在此基础上,试验研究稻壳灰作为辅助胶凝材料替代部分水泥对高延性水泥基复合材料流动度、抗压强度、拉伸性能和弯曲性能的影响。结果表明:采用国产涂油PVA纤维和天然河砂可成功配制强度等级可达C30,且14 d的极限拉伸应变可达到1.44%的国产化高延性水泥基复合材料;水胶比和PVA纤维掺量分别是影响高延性水泥基复合材料抗压强度和拉伸强度的主要因素。相比对照组,随着稻壳灰替代率的增加,浆体流动度由于稻壳灰的吸水性逐渐下降,最大可降低10%;基体14 d抗压强度略有提高后大幅降低;试件抗拉强度呈略微下降趋势,而极限拉伸应变则显著提高,可高达2.94%;基体弯曲强度呈先增加后逐渐降低的趋势,且纯弯段裂纹数量明显增多,裂纹宽度均低于100μm。因此,稻壳灰替代10%的水泥有利于高延性水泥基复合材料抗压强度、极限拉应变和弯曲强度的提高,同时对浆体流动度影响较小。微观分析可知,具有良好火山灰活性的稻壳灰可与水泥水化产物反应,提高胶凝产物总量,同时降低Ca(OH)_(2)数量,进而增强了高延性水泥基复合材料的强度。
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关键词
高延性水泥基复合材料
稻壳灰
力学性能
废物利用
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Keywords
high ductility cementitous composites
rice husk ash
mechanical properties
waste utilization
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分类号
TU526
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名超高强钢筋ECC柱轴心受压试验研究
被引量：2
- 7
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作者
汪知文
李碧雄
游杨
廖桥
饶丹
余弦
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机构
四川大学建筑与环境学院
成都建工集团有限公司
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出处
《混凝土与水泥制品》
北大核心
2020年第10期51-54,60,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(51678379)。
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文摘
对超高强钢筋HRB500与高延性水泥基复合材料(ECC)矩形截面短柱进行了轴心受压试验,研究了配筋率为1.13%、2.26%的超高强钢筋对ECC应力-应变曲线的影响。结果表明:ECC柱在破坏后依然能保持良好的整体性,且裂缝宽度明显低于普通混凝土柱;超高强钢筋ECC柱的纵向钢筋均达到屈服强度,极限承载力和极限竖向应变均大于普通混凝土试件;超高强钢筋与ECC混凝土之间的协同性明显优于普通混凝土;ECC柱的泊松比随着加载的进行先逐渐变小,然后有一定程度的增加。
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关键词
超高强钢筋
高延性水泥基复合材料
轴心受压
应力-应变曲线
泊松比
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Keywords
Ultra-high strength reinforcement bar
ECC
Axial compression
Stress-strain curve
Poisson′s ratio
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分类号
TU528
[建筑科学—建筑技术科学]
-
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题名稻壳灰粒径对水泥砂浆的碱硅酸反应风险影响
- 8
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作者
刘文丰
李碧雄
王熠泽
汪知文
陈权
高攀越
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机构
四川大学建筑与环境学院
深地科学与工程教育部重点实验室
华西绿舍建材有限公司
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出处
《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》
北大核心
2024年第1期30-37,共8页
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基金
四川省重点研发计划项目(2023YFQ0047)。
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文摘
固废资源化是实现可持续发展的重要内容.稻壳灰的火山灰活性高,有望作为辅助性胶凝材料用于水泥砂浆或混凝土,但其中K 2O和Na 2O含量较大,需探明不同粒径稻壳灰的掺入可能带来的碱硅酸反应风险.现有研究表明,粉煤灰的火山灰活性能抑制碱硅酸反应,已得到广泛应用.对比起见,设置了基准组、掺4种粒径粉煤灰组和稻壳灰组,在分别测试其抗压、抗折强度的基础上,测试膨胀率,通过SEM和EDS测试了掺粒径为5μm的稻壳灰试件和未掺稻壳灰试件的微观形貌和元素组成.试验结果表明:稻壳灰或粉煤灰的掺入均可以提高砂浆的力学性能,稻壳灰粒径越小提高的程度越大,中值粒径为5μm的稻壳灰可以使砂浆28 d抗压强度提高50.6%,抗压强度提高64.7%,效果均好于粉煤灰;稻壳灰的粒径不超15μm时,对砂浆的膨胀率可起到显著的抑制作用,且抑制效果优于粉煤灰,5μm的稻壳灰能使14 d膨胀率减小90%,并使骨料表现为无害,而8~20μm粉煤灰均仅减小60%左右的14 d膨胀率,骨料仍表现为有害;稻壳灰的火山灰活性不仅能生成低Ca/Si比的C-S-H凝胶,降低碱含量,还能使砂浆致密性提高,抑制碱离子和水的渗透,从而表现为对碱硅酸反应的抑制效果.
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关键词
碱硅酸反应
稻壳灰
粒径
粉煤灰
微观分析
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Keywords
alkali silica reaction
rice husk ash
particle size
fly ash
micro analysis
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分类号
TU528.041
[建筑科学—建筑技术科学]
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