Investigation of Phosphate Cement-based Binder with Super High Early

Magnesium phosphate cement-based binder (MPB) for repair ofconcrete was prepared by proportionally mixing over burned MgO powder (M) with NHH2PO4 powder (P) and set modifying admixtures. It is characteristic by excellent properties such as rapid setting,high strength and high bond strength to old concrete.. The study is focused on the key factors influencing the setting time and strength of MPB, the bond property of MPB to old concrete and the kinetic feature of the hydration of MPB.     

石灰石粉细度对水泥混凝土性能的影响研究

通过对比试验研究了不同细度的石灰石粉对水泥混凝土性能的影响。结果表明,磨细石灰石粉减少了水泥的标准稠度用水量,但效果甚微,缩短了水泥的初、终凝时间;并且使混凝土拌合物的塌落度增大,提高了拌合物的流动性和可塑性;通过对不同龄期混凝土试块抗压强度的测定表明,磨细石灰石粉提高了混凝土的抗压强度,并且随着石灰石粉细度的增加,混凝土的抗压强度增大。     

Influence of Thermally Treated Flue Gas Desulfurization （FGD） Gypsum on Performance of the Slag Powder Concrete

The feasibility of flue gas desulphurization （FGD） as concrete admixture was studied. A combined concrete admixture of the thermally-treated FGD gypsum and slag powder was explored. The FGD gypsum was roasted at 200℃ for 60 min and then mixed with the slag powder to form FGD gypsum-slag powder combined admixture in which the SO3 content was 3.5wt%. Cement was partially and equivalently replaced by slag powder alone or FGD gypsum-slag powder, at concentration of 25wt%, 40wt%, and 50wt%, respectively. The setting times, hydration products, total porosity and pore size distributions of the paste were determined. The compressive strength and drying shrinkage of cement mortar and concrete were also tested. The experimental results show that, in the presence of FGD gypsum, the setting times are much slower than those of pastes in the absence of FGD gypsum. The combination of FGD gypsum and slag powder provides synergistic benefits above that of slag powder alone. The addition of FGD gypsum provides benefit by promoting ettringite formation and forms a compact microstructure, increasing the compressive strength and reduces the drying shrinkage of cement mortar and concrete.     

Mesomechanism of steel fiber reinforcement and toughening of reactive powder concrete

Reactive powder concrete (RPC) is a novel cement-based composite material with ultra-high strength. Embedding a certain amount of short steel fibers in the matrix can improve the RPC's toughness and overcome the disadvantage of high brittleness. In this paper, a number of direct uniaxial tension tests have been carried out with '8-shape' RPC200 specimens. The bond-slip process, mesoscopic structural variation and mechanical characteristics of a fiber pullout of the matrix have been investigated using the real-time SEM loading system and CCD observation techniques. The influence of the volume of embedded short steel fibers in matrix on the mesoscopic morphology of attachments on the surface of a pulled individual fiber, the initial cracking force, the ultimate pullout force, interfacial bond strength and the pullout rupture energy have been analyzed. A general formulation relating these quantities to the volume of fibers in matrix has been proposed. The components comprising the interfacial bond strength have been outlined. In addition, the contribution that fibers make to enhance and toughen the reactive powder concrete has been discussed. It is shown that there exists an optimal threshold of fiber volume ρv, opt =1.5% at which the bond performance of a fiber pullout of RPC behaves best.     

强度等级对矿渣粉混凝土早期弯曲徐变性能的影响

以矿渣粉作为矿物掺合料,配制了两种强度等级的混凝土,研究了高弯曲应力比(弯曲荷载与弯曲强度的比值,0.7)条件下强度等级对混凝土早期(1～3 d)弯曲徐变的影响.并用体视显微镜观察两种矿渣粉混凝土试样弯曲徐变断裂后的裂纹形貌,研究结果表明矿渣粉混凝土弯曲徐变增长速率随着龄期和加载时间的增加而减小,高强矿渣粉混凝土(C60)在早期(1～3 d)的裂纹扩展比普通强度矿渣粉混凝土(C40)更严重.     

不同界面剂对新旧混凝土粘结强度影响的试验研究

增强新旧混凝土粘结强度的有效途径之一是使用界面剂,而目前对各种界面剂的粘结强度缺乏统一的评价标准,因此本文采用抗剪和抗拉试件对不同种类的界面剂和特种混凝土的粘结强度进行了试验研究。主要以抗剪粘结强度和抗拉粘结强度的相对值为评价指标,再综合考虑界面剂的性能、成本、材料的可获得性,推荐使用几种界面剂,为实际工程的应用提供参考。     

Bond Properties and Experimental Methods of Textile Reinforced Concrete

Textile reinforced concrete（TRC, for short） allows the low size production and offers a high effectiveness of the reinforcement by using continuous roving instead of short-chopped fibers. However, whether textiles can cooperate with concrete very well depends on the bond between them. In this paper, the bonding mechanism that the stress was transferred from fine concrete to textile was analyzed, and the influences of the initial bond length of textile, the surface treatment of textile, the strength and workability of concrete as well as the level of prestressing force on bond behavior were investigated on the basis of pull-out tests. The results reveal that with initial bond length increasing, the maximum pull force increases, and increasing concrete strength and improving workability of concrete matrix, epoxy resin impregnating and sand covering of textile as well as prestressing textile can obviously increase the bond strength between the textile and concrete.     

基于基因表达式编程的NSM FRP-混凝土粘结强度预测模型

纤维增强复合材料（fiber-reinforced polymer,FRP）已被广泛应用于混凝土加固工程中。FRP与混凝土界面间的粘结性能是影响加固效果的重要因素之一,为准确预测FRP嵌入式加固（near-surface-mounted,NSM）NSM FRP-混凝土的粘结强度,运用基因表达式编程（gene expression programming,GEP）方法,选取混凝土抗压强度、粘结长度、槽深宽比、FRP轴向刚度、FRP抗拉强度及环氧树脂抗拉强度等6个参数作为粘结强度的影响因素,建立了NSM FRP与混凝土粘结强度的预测模型,提出了具体的计算公式。通过比较粘结强度预测值与实验值,发现二者较为接近,说明该模型具有一定的可靠性。对该模型进行敏感性分析,发现其可以反映粘结强度与单因素之间的内在关系,即粘结强度随着粘结长度、混凝土抗压强度、槽深宽比及FRP轴向刚度等因素的增大而增大。将该GEP模型与经验模型及小波神经网络模型进行比较,并选取6个统计指标对模型进行评价。结果表明,GEP模型与小波神经网络模型的精度较高,各项误差指标均较小,决定系数分别为0.793和0.787。总体而言,GEP模型的精度略优于小波神经网络模型,二者的精度均远高于经验模型。     

离心钢管混凝土结构粘结强度分析

根据国内外关于钢-混凝土组合结构粘结性能的试验研究,对钢-混凝土组合结构中,离心钢管混凝土的粘结强度进行了分析和探讨,并基于Tepfers受均匀内压力作用的厚壁圆筒力学模型,提出了一种离心钢管混凝土粘结强度的计算方法,建立了钢管与离心混凝土之间粘结强度的理论分析模式.最后通过具体算例,分析了含钢率、混凝土强度等级与钢管微观偏差等参数对粘结强度的影响,可为离心钢管混凝土结构中钢管-混凝土粘结性能的试验研究及实际设计中粘结强度的计算提供参考和依据.     

机制砂中石粉对混凝土物理力学性能的宏细观影响机制研究

石粉作为机制砂生产过程中的副产品,是区别于天然砂的主要特征之一,本文在结合现有规范的基础之上,提出了将机制砂中石粉纳入胶凝体系的配合比设计方法,系统开展了两种岩性（石灰岩、花岗岩）石粉及其在不同含量条件下的室内混凝土物理力学性能试验,并结合X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、热重分析仪（TGA）等测试手段深入分析了石粉对混凝土的微观作用机理。研究结果表明：当按照本试验混凝土配合比,以石粉替代机制砂的情况下,随着石粉含量的增加,混凝土的抗压强度、劈裂强度均呈先增大后减小的趋势。微观机理分析表明机制砂中的石粉大多是惰性的,仅微量石灰岩石粉存在有限的化学活性,促进早期水泥水合作用,进而加快混凝土的早期强度的发展。机制砂中的石粉在混凝土中主要发挥物理填充作用,其含量保持在16%~19%时,能发挥良好的微集料填充效应提升混凝土力学性能,超过该范围则导致稀释效应降低混凝土力学性能。在石粉含量相同的情况下,由于花岗岩石粉组的混凝土试样的整体微观结构相较于石灰岩石粉组更为致密,从而导致花岗岩石粉组的混凝土宏观力学性能强于石灰岩石粉组。相比于同类研究,本研究获得的最优石粉含量处于较高范围,可为高石粉含量的机制砂混凝土的配合比设计及机制砂石骨料制作过程中的石粉含量控制提供科学依据。     

新旧混凝土界面结合状态研究

研究了在不同的界面干湿状态下，几种常见的修补材料和界面剂对新旧混凝土界面结合强度的影响。运用拉拔强度评价新旧混凝土界面结合状态，并借助显微硬度仪测量界面处的显微硬度值对试验结果进行了验证和分析。结果表明，在界面处于不同的干湿状态时，提高新混凝土的强度可使结合强度略有增大。在修补材料中掺入纤维会明显提高界面结合强度，且聚丙烯纤维要优于碳纤维．使用界面剂后界面干湿程度对界面结合强度影响减小。     

高炉喷补料体积稳定性与热稳定性

配制系列高炉喷补料，并检测其烧后线变化及耐热震性等性能．喷补料的体积稳定性直接影响其热稳定性．以焦宝石，铝矾土等为基本骨料，以高铝水泥等为复合结合剂的喷补料中加入适量的Al2O3微粉，有利于提高喷补层在烘炉过程中的体积稳定性及热稳定性，同时还能改善喷补料附着率及喷补层同砖衬间的粘结强度．     

大掺量矿物细粉掺和料活性粉末混凝土高温性能

研究了大掺量矿物细粉活性粉末混凝土高温爆裂性能和高温后的抗压强度.结果表明,试件的爆裂温度随着水胶比的减小而降低,爆裂几率随水胶比的降低而增大;高温爆裂的初始时间和温度随矿物细粉掺和料掺量增多而降低;聚丙烯纤维能有效地改善活性粉末混凝土抗爆裂性能;活性粉末混凝土经200℃高温后的抗压强度有所增加,且聚丙烯纤维的加入可使活性粉末混凝土抗压强度和200℃范围内残余强度率有一定幅度提高.     

型钢混凝土结构粘结强度的试验研究

根据16个型钢混凝土推出试件的试验结果，对推出试件的荷载-滑移曲线进行了分析，得到了初始滑移粘结强度、极限粘结强度和水平残余粘结强度这三个特征强度的试验统计结果，并据此分析了混凝土强度、型钢的混凝土保护层厚度、横向配箍率和型钢埋置长度4个因素与特征粘结强度之间的关系，提出了临界保护层厚度的概念，通过统计回归建立了考虑多因素的型钢混凝土粘结强度计算公式．     

钢筋直径与活性粉末混凝土粘结性能的关系

钢筋与混凝土的粘结性能的好坏对实际工程中有着重要的作用.影响钢筋与混凝土粘结性能的因素有很多,比如钢筋直径,钢筋锚固长度,钢筋保护层厚度以及钢筋的锈蚀情况等.在普通的混凝土与钢筋粘结性能的研究中,已总结出了很多成熟的规律.但是对钢筋和活性粉末混凝土的粘结性能的研究相对比较少,缺乏具体的规范.现主要通过握裹力实验,研究钢筋直径与粘结性能的关系.通过实验得出一些结论:钢筋和活性粉末混凝土的粘结强度比普通混凝土和钢筋的粘结强度大很多,滑移曲线也有更好的延性.此外研究发现粉末混凝土相比普通混凝土有着更好的抗裂性能.这些结论为以后相关设计提供参考.     

碳纳米管增强水泥砂浆在混凝土修补加固中的应用研究

采用8字形新老砂浆抗拉粘结强度的试验方法,研究了不同粘结砂浆粘结材料在不同配比条件下的粘结性能,得到了不同粘结材料抗拉强度的变化规律。试验结果表明,碳纳米管增强水泥砂浆粘结性能良好,适宜作为新老混凝土界面修补材料。     

再生混凝土粘结性能试验研究

为进一步在实际工程中推广应用再生混凝土,通过再生混凝土拔出试验,研究再生粗骨料、细骨料取代率,水灰比及锚固条件对再生混凝土抗压强度、粘结性能的影响.结果表明:再生混凝土的粘结强度随再生粗骨料取代率增加而增加,在粗骨料取代率约为60%时取得最大值,随后降低;再生混凝土的粘结强度随再生细骨料取代率增加而降低;再生混凝土的粘结强度优于普通混凝土;过多掺入再生粗、细骨料会降低再生混凝土抗压强度;降低水灰比可提高再生混凝土抗压强度及粘结强度,水灰比变化对再生混凝土抗压强度的影响较普通混凝土小;适当增加保护层厚度(≤3 d)及锚固长度可以提高再生混凝土粘结强度.     

CFRP板与混凝土间粘结性能试验

设计制作了27个梁试件,测量了以混凝土强度等级和CFRP板粘贴长度为设计参数的CFRP板的应变及测试端CFRP板剥离破坏时的最大荷载。结果表明：混凝土强度等级越高,CFRP板与混凝土间的粘结强度也越高;粘贴长度越长,CFRP板与混凝土间的平均粘结应力越小,当粘贴长度超过有效粘贴长度后,平均粘结强度应以有效粘贴长度计算。CFRP板与混凝土粘结强度模型计算结果与试验结果吻合良好。     

双高混凝土优化配制试验研究

混凝土高性能化是保障混凝土结构质量的基本措施。通过系列试验,优化了双高(高工作性能、高强)混凝土配合比,研究了其基本力学性能,确定了C50~C80混凝土的施工配合比。结果表明:采用P·O 42.5R普通硅酸盐水泥,掺加优质矿粉和高性能聚羧酸减水剂,可配制拌合物工作性能良好的C70、C75和C80混凝土,其基本力学性能满足现行结构设计规范要求。基于试验结果,建议了考虑胶结材料强度和密度、水胶比的双高混凝土立方体抗压强度计算公式,并分别分析了轴心抗压强度、抗压弹性模量、劈裂抗拉强度和抗折强度与立方体抗压强度的关系。     

白云石砂为骨料高强混凝土的制备

为了降低活性粉末混凝土的制备成本同时获得高强度制品,根据活性粉末混凝土的制备原理,采用价格相对较低的白云石砂、白云石粉取代其原料中价格较高的石英砂、石英粉来制备高强混凝土.利用水泥,硅灰,粉煤灰三元胶凝材料体系,在水泥,白云石粉,减水剂的相对掺量不变的条件下,用单元变量的方法分别改变水胶比,以及硅灰、粉煤灰、白云石砂和钢纤维的掺量,探讨了不同配合比设计对样品强度的影响.通过研究发现:水胶比,以及粉煤灰、硅灰、白云石砂的掺量变化对样品的抗压强度影响较大,抗折强度的影响较小,而钢纤维掺量变化对样品的抗压和抗折强度的变化都很明显.最后得出最佳配合比设计为:水胶比为0.16,硅灰、粉煤灰、白云石砂、白云石粉的掺量分别为水泥用量的0.3、0.3、0.9、0.2,钢纤维的掺量为体积分数的2%,减水剂的掺量为胶凝材料总量的2%.制备的混凝土样品脱模后先采用水泥砼标准养护2天,再于90℃热水中养护3天,测得样品的抗压强度超过150MPa,抗折强度达到30MPa.