纳米CuO改性水泥基材料力学与耐久性的试验研究

为了明确纳米CuO对低水胶比水泥基材料力学性能和耐久性的改性作用,采用0. 5%～4%纳米CuO制备水泥基材料,研究其对凝结时间、流动性、力学性能和耐久性的影响,并分析其作用机制。试验结果表明:0. 5%～4. 0%纳米CuO能降低低水胶比水泥基材料的凝结时间和流动性,掺量越多,其降低幅度越大; 1. 0%～4. 0%纳米CuO能提高低水胶比水泥基材料的抗折和抗压强度,但会降低其干燥收缩和渗透性能,掺量以2%为宜;纳米CuO替代水泥后,虽不能参与水泥的二次水化,但能促进水泥的水化;综合分析发现,纳米CuO能发挥尺寸效应、微集料的填充效应和表面活性效应,达到提高水泥基材料密实度和细化孔结构的目的。因此,纳米CuO替代水泥后,能在一定程度上改性低水胶比水泥基材料的力学性能和耐久性。     

水力插板透水丁坝坝头冲刷坑深度模型试验

为探索水力插板透水丁坝减小坝头冲刷坑深度的最佳设计参数和布置方案,通过改变流量、丁坝挑角、丁坝透水率、丁坝长度进行单因素影响试验,得出坝头冲刷坑深度与各单因素的回归方程。从每组单因素试验结果中选择最佳试验水平,利用L9(34)正交试验设计表设计4因素3水平的正交试验。试验结果表明:4个单因素对水力插板透水丁坝坝头冲刷坑深度的影响从大到小依次为:丁坝透水率、流量、丁坝长度、丁坝挑角;在一定流量条件下,水力插板透水丁坝最佳布置方案的设计参数为丁坝透水率30%、丁坝长度30 cm、丁坝挑角60°。     

水力插板透水式双丁坝坝头局部冲刷优化试验

水力插板透水丁坝为一种新型丁坝,丁坝坝头局部冲刷严重危害丁坝的稳定性和安全性,而双丁坝是丁坝群的组成单元,合理的布置和设计双丁坝至关重要。在第一个丁坝布置的情况下,通过改变丁坝间距及第二个丁坝的挑角、透水率、长度进行单因素试验,获得各单因素与第二个丁坝坝头冲刷坑深度的回归方程,再从每组单因素试验结果中选择最佳试验水平,利用L9(34)正交试验设计表设计4因素3水平的正交试验。结果表明,4个单因素对第二个丁坝坝头冲刷坑深度的影响为丁坝间距丁坝长度丁坝透水率丁坝挑角。进而获得以减小丁坝坝头冲刷坑深度为目的的水力插板透水式双丁坝经济合理的设计参数和布置方案为丁坝间距90cm,第一、二个丁坝长度分别为30、25cm,第一、二个丁坝透水率为30%,第一、二个丁坝挑角为60°。     

不同细度和煅烧温度下磷石膏的基本性能及砂浆强度研究

为在建筑行业中大量地使用湿法磷酸生产过程中产生的磷石膏,通过球磨、筛选不同细度的磷石膏,采用TG/SEM等技术,研究不同煅烧温度对磷石膏性能及微观结构的影响,并分析不同煅烧温度对磷石膏砂浆强度的影响。结果表明：磷石膏存在典型的结晶水和共晶磷,微观形貌主要以菱片状和板片状为主,目数越大,颗粒尺寸越小,厚度也越薄。经过高温煅烧后,二水磷石膏向半水石膏和硬石膏转化,温度越高,转化效果越明显,共晶磷的去除越显著,比表面积越大。磷石膏颗粒的最大厚度和径厚比分别为2.56μm和13.993,纯磷石膏砂浆养护90 d时的最大抗折强度和抗压强度分别为1.23 MPa和23.1 MPa。因此,磷石膏砂浆可用于承载力要求为C20的墙体和梁以及非承重填充墙、抹灰等工程。     

生物炭对混凝土力学性能与收缩性能的影响

为研究玉米芯生物炭混凝土的力学性能及收缩性能的影响,采用经过450℃、500℃和550℃高温裂解后的玉米芯生物炭,替换1%、4%和8%砂制备混凝土,测试其抗压、抗折强度和收缩性能。试验得出:550℃下制备出的玉米芯生物炭在掺量为4%时,相比掺量为0的内养护性效果更好,抗压强度增加11.0%,抗折强度增加17.2%,自收缩减小14%。证明玉米芯生物炭对混凝土的力学性能及收缩性能能够产生一定影响。     

纳米ZrO2对水泥基材料性能的改性作用

为了研究纳米ZrO_2对水泥基材料抗压强度、孔隙率和渗透性能的改性作用,以30nm ZrO_2为研究对象,研究纳米ZrO_2掺量(1%、2%、4%、8%)对水泥基材料性能的影响,并分析其作用机制。试验结果表明,纳米ZrO_2掺量为1%、2%、4%、8%时,水泥基材料的化学收缩约为对照组的87.7%、98.4%、117.1%、117.6%;抗压强度约提高了53%～135%;孔隙率和渗透系数分别降低5.4%～19.9%、7.9%～17.3%。综合分析发现,纳米ZrO_2的作用机制主要是填充效应和晶核作用,即通过填充作用,降低了孔隙率达到提高抗压强度和降低渗透性能的目的;同时通过晶核作用加速了水泥的水化。     

纳米金属氧化物对水泥基材料耐久性的影响

为明确纳米金属氧化物对水泥基材料耐久性的改性作用,采用纳米Al2O3、MgO、Fe3O4、CuO和Fe2O3等质量替代水泥,研究了5种纳米金属氧化物对水泥基材料孔隙率、干燥收缩、渗透系数和吸水率的影响。结果表明,纳米金属氧化物能降低水泥基材料的孔隙率、干燥收缩和渗透系数,掺量越大,孔隙率、干燥收缩和渗透系数的降低率越大,且干燥收缩与孔隙率呈线性关系。纳米Fe2O3和Al2O3能降低水泥基材料的吸水率,但纳米Fe3O4、CuO和MgO呈现相反的规律。综合发现,纳米Fe2O3、Al2O3和MgO能发挥表面活性效应,纳米Fe3O4和CuO主要以填充作用为主。     

灰色理论预测锂渣高性能混凝土中锂渣的临界细度

采用灰色理论建立GM(1,1)模型来预测锂渣高性能混凝土中锂渣的细度,结果表明:通过GM(1,1)模型预测出的锂渣细度与试验值吻合较好;并通过残差检验,相对误差均≤3%。比较GM(1,1)模型计算值与试验值,证明这种灰色理论预测方法是简便易行的、可靠的、准确的,可以进一步探究应用于高性能混凝土其它性能的试验研究中。     

锂渣、粉煤灰高性能混凝土早期抗裂性能试验研究

利用刀口法研究了水胶比、锂渣掺量、粉煤灰掺量和锂渣细度对复掺锂渣、粉煤灰高性能混凝土早期塑性收缩裂缝的影响,试验结果表明水胶比对混凝土早期抗裂性能影响较大,粉煤灰掺量和锂渣掺量分别次之。在相同条件下,复掺锂渣、粉煤灰高性能混凝土的早期抗裂性能优于普通水泥混凝土,锂渣细度的适度增加会在一定程度上提高混凝土的早期抗裂性能。     

水力插板透水丁坝群累积效应减轻局部冲刷效果的试验研究

水力插板透水丁坝是一种新型丁坝。本文以水力插板透水丁坝群、井柱桩透水丁坝群和实体丁坝群为研究对象进行动床模型试验。用测针测量各丁坝群附近地形,并用Surfer8.0绘制各丁坝群附近的地形图。结果表明:水力插板透水丁坝群累积效应减少局部冲刷的性能最好,其次是井柱桩透水丁坝群,实体丁坝群性能最差。最后详细地分析了各丁坝群减少局部冲刷差异性产生的机理。