孔隙分形修正的混凝土中氯离子扩散系数

在已有的氯离子扩散理论和孔隙分形理论的基础上,提出小孔的孔轴线分形维数表征氯离子扩散的曲折度、大孔的孔表面分形维数修正孔隙率,并推导得到基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数模型。通过分析龄期为14 d 和28 d 不同配比混凝土的基于孔隙分形的氯离子扩散系数模型的计算结果和快速氯离子扩散试验（ASTM C1202）电通量,发现两者之间有良好的线性关系。采用基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数代入 Fick 第二定律的解析解,对试验后各组混凝土中不同扩散深度的氯离子浓度进行拟合,计算结果与实测值吻合情况较好。     

龄期和掺合料对混凝土孔隙影响的分形学评价

为研究龄期和掺合料对混凝土孔隙的影响，采用压汞法测试不同龄期和不同掺合料混凝土的孔结构参数，并计算混凝土孔隙的体积分形维数，探究孔隙体积分形维数的变化及其与强度和耐久性的关系。结果表明：混凝土的孔结构具有明显的分形特征，随着龄期的增长，孔隙率逐渐降低，而孔隙体积分形维数逐渐增大，混凝土孔隙结构越来越不规则；不同掺合料混凝土孔隙体积分形维数与强度和氯离子渗透系数都有一定相关性，强度随分维的增大而增大，氯离子渗透系数随分维增大而降低；掺合料会影响混凝土孔隙结构，掺加矿粉会使混凝土的孔隙率降低，孔隙体积分形维数增大，而掺加粉煤灰会使混凝土早期孔隙率增大，孔隙体积分形维数降低。     

渗透孔隙水压对混凝土孔结构影响的试验研究

通过压汞试验探究了混凝土在渗透孔隙水压作用前后,孔隙的孔隙率、总孔隙面积、平均孔径、最可几孔径、临界孔径、孔径分布的演化规律,并计算不同状态下混凝土孔体积分形维数,进一步分析渗透孔隙水压对混凝土不同位置孔隙结构以及混凝土渗透性能的影响。结果表明,受渗透孔隙水压后混凝土孔隙结构与孔径分布都发生变化,其中对毛细孔改变最大;混凝土外侧孔隙特征改变要比内部显著;渗透率和孔隙率与大孔阶段的分形维数D1呈正相关关系,定性分析了混凝土渗透率与孔结构的关系。     

混凝土孔体积分形维数及其与氯离子渗透性和强度的关系

采用压汞法对含不同掺合料混凝土的孔分形结构进行了试验研究,测定了其孔体积分形维数,探讨了含不同掺合料混凝土的孔体积分形维数与氯离子渗透性能及强度的关系。结果表明:混凝土孔体积分形维数越大氯离子渗透系数越大;含不同掺合料混凝土的孔体积分形维数与氯离子渗透系数相关性由高到低依次为:粉煤灰矿渣石灰石水泥;含不同掺合料的混凝土的孔体积分形维数与强度相关性由高到低依次为:粉煤灰矿渣水泥石灰石。     

基于孔结构的胶凝砂砾石材料渗透性能研究

为探究孔结构特征对胶凝砂砾石材料渗透性能的影响规律，进行了渗透试验和核磁共振试验；在此基础上引入分形理论，借助分形维数分析孔结构特征参数与渗透系数的关联性，进行胶凝砂砾石渗透性能的机理性研究。结果表明：随着粉煤灰掺量的增加，孔隙结构得到改善，大孔隙向小孔隙演变，孔隙率逐渐减小，渗透系数呈现出递减的趋势；分形维数能够定量表征孔隙结构的复杂程度，粉煤灰掺量的增加使得孔隙结构趋于复杂，分形维数逐渐增大；采用孔隙率和分形维数的渗透系数预测模型回归效果较好，可为胶凝砂砾石材料渗透性能优化设计提供理论依据。     

复合掺合料对C50海工自密实混凝土氯离子扩散系数的影响机理

采用自然浸泡法研究了粉煤灰和矿粉复合掺合料对C50海工自密实混凝土氯离子扩散系数的影响,并采用化学结合水方法、XRD衍射、SEM、孔隙结构测定等分析方法研究了复合掺合料对混凝土氯离子扩散系数的影响机理,结果表明:混凝土的氯离子扩散系数随复合掺合料中粉煤灰含量的提高先减少后增大,28 d龄期时粉煤灰含量为10%的混凝土氯离子扩散系数最低,而90 d龄期时粉煤灰含量为20%的混凝土氯离子扩散系数最低。复合胶凝材料的水化程度随掺合料的比例及龄期不同而有差异,延长养护龄期有利于提高粉煤灰的反应程度;混凝土的孔隙率和平均孔径均随复合胶凝材料中粉煤灰含量的提高先减少后增加,90 d龄期时粉煤灰含量为20%混凝土的孔隙率和平均孔径都最低,掺合料对氯离子扩散系数的影响主要是引起混凝土孔隙结构的变化。     

碳化水泥砂浆分形特征研究

利用压汞试验对不同碳化程度水泥砂浆孔结构的分形特征进行研究。结果表明:水泥砂浆具有多重分形的特征;碳化使水泥砂浆总孔隙率降低,孔径细化,凝胶孔的孔隙体积分形维数降低;而生成的碳酸钙在大孔、毛细孔中沉积,大孔、毛细孔的体积分形维数增大。因此,分形维数能表达碳化对混凝土材料孔结构的影响。     

桥梁用高性能混凝土养护龄期对弹性模量和孔隙结构的影响

混凝土养护龄期对混凝土弹性模量和和孔隙结构都会产生重要影响,通过研究桥梁用C50高性能混凝土的弹性模量随龄期增长的发展规律,利用压汞测试仪对龄期为5、28 d混凝土的孔隙结构进行了测试,并引入分形理论分析了混凝土的孔隙结构,进而分析了养护龄期对弹性模量和孔隙结构的影响。结果表明:养护龄期对混凝土性能和孔隙结构有较大的影响,混凝土表观性能与孔隙结构之间存在密切关系;随着混凝土养护龄期的增大,混凝土弹性模量不断增大,混凝土孔隙率不断减小,同时孔径分布更加均匀,混凝土更加致密。分形维数和孔隙率变化趋势相反,分形维数随孔隙率增大而减小,混凝土的孔体积分形维数随弹性模量的提高而变大。     

混凝土孔隙分形特征与氯离子渗透理论研究

混凝土内部孔隙的空间分布特征及形貌直接影响氯离子渗透性的大小,在已有混凝土的孔隙分形特征与氯离子渗透理论的研究基础上,通过构建混凝土分形毛细管束与大孔模型,并结合Katz-Thompson渗透理论方程和Byung hwan oha有效氯离子渗透系数方程,提出了考虑混凝土孔隙分形特征的氯离子渗透性方程。     

基于图像分析的透水混凝土孔隙研究

通过对透水混凝土试块打磨并拍摄图像,利用MATLAB、IMAGE PROPLUS与IMAGE J对透水混凝土截面孔隙进行二值化处理与分析,获得孔隙面积、分形维数等参数,分析骨料粒径、水灰比对等效孔径大小及分形维数的影响,并研究了孔隙分形维数与实测孔隙率的关系.结果表明,粗骨料最大粒径和透水混凝土的目标孔隙率是影响透水混凝土内部孔径及分形维数的主要因素,而水灰比对其影响很小.实测孔隙率能达到目标孔隙率的85％以上,与孔隙分形维数呈现良好的线性关系.