矿渣粉煤灰复合胶凝体系的试验研究

本文通过优化组分设计和添加剂的使用，制备了一种高掺量矿渣粉煤灰复合胶凝体系．并研究了物料粉磨方式、石膏品种及掺量、混合材的掺量及比例对复合胶凝体系强度的影响。结果表明，复合胶凝体系强度可达复合水泥42．5R标准，水化热较低并具有良好的抗硫酸盐侵蚀和干缩性能，由其配制的混凝土具有良好的抗渗性能。     

天然火山灰碾压混凝土拌合物速凝原因分析和控制

掺有天然火山灰的碾压混凝土拌合物的初凝时间较基准混凝土大为缩短．本文分析了产生这一现象的原因，认为在诸多影响因素中，天然火山灰的结构属性对此所起的作用不容忽视；同时，提出可采用适宜的控制手段，延缓天然火山灰碾压混凝土拌合物的初凝时间，并使该混凝土的各项性能满足设计和施工要求．     

高碱度水泥基材料早期开裂敏感性研究

选用粉煤灰、减缩剂和减水剂，采用五路裂缝测定仪和非接触式电阻率测定仪，分别测试了相同水灰比、不同碱类型的水泥砂浆在干燥条件下约束收缩开裂的初始时间与水泥浆体早期水化24h内的电阻率变化，并测定了水泥砂浆在干燥环境下的抗压、抗折强度．结果表明：碱度增加会加速水泥的早期水化硬化以及微结构的形成与发展；Na^ 提高水泥砂浆早期强度、增加约束收缩开裂敏感性的作用要比K^ 的明显，尤其在低水灰比、掺减水剂时其影响更为明显；粉煤灰和减缩荆可延缓水泥(尤其是高碱度的水泥基材料)的早期水化硬化，降低水泥砂浆强度的发展，推迟初始开裂时间．     

碱对低热水泥早期水化进程和微结构的影响

通过外掺Na_2SO_4的方式,将低热水泥中的碱含量(质量分数,下同)提高至0.80%,1.20%和1.60%.利用微量热仪研究了以硫酸盐形式存在的碱对低热水泥早期水化进程的影响,并通过水化动力学模型具体分析了碱对低热水泥各水化阶段的影响,最后利用29Si和27Al固体魔角核磁共振技术,研究了碱对低热水泥水化产物中含Al相和含Si相组成结构的影响.结果表明:碱能促进低热水泥的水化,但在一定碱含量范围内,低热水泥的水化并不随着碱含量的增加而显著增加,这种促进作用主要是由于碱提高了水泥结晶成核和晶体生长速率,并延长了相边界反应阶段;此外,碱在一定程度上促进了低热水泥中的Al向C-S-H链中转移,但随着碱含量的增加,Al在C-S-H链中的相对含量降低,更倾向于向六配位的AFt中转移.     

南水北调中线京石段漕河渡槽结构简化计算

为了减小大跨度渡槽结构计算的难度和复杂度,为同类型大跨度渡槽的计算提供简化方法,同时验证漕河渡槽（30 m跨）安全监测仪器布设的合理性,对南水北调中线京石段应急供水工程漕河渡槽段30 m跨多侧墙渡槽进行了简化计算。根据渡槽的结构和受力特点,将30 m跨多侧墙渡槽简化成底板、次梁、主梁、墙体,并分别进行了结构简化计算,根据计算的弯矩确定了渡槽的不利断面。针对这些不利断面,应在应力或挠度较大的位置合理布设监测仪器,以实时反映渡槽的运行情况。     

水化硅酸钙纳米颗粒间相互作用力的模拟

采用COMSOL Multiphysics软件建立了水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,简称C-S-H)纳米颗粒的微观物理模型,并以水泥基材料收缩机理为依据,考虑了不同湿度下,由于C-S-H纳米颗粒堆积密度不同,而造成的不同局部孔径,较为真实地模拟了C-S-H纳米颗粒之间的作用力,得出不同湿度下C-S-H纳米颗粒簇的干缩力和体积应变量.研究发现在湿度较高的状态下,水化硅酸钙簇的应力和变形都受孔径影响较大.本方法对于理解水泥基材料微结构的收缩变形机理有一定的帮助,可用于水泥基材料基于微观结构的收缩性能预测.     

溶蚀条件下水化硅酸钙结构演化与粉煤灰适宜掺量研究

利用魔角旋转核磁共振(29Si MAS-NMR)测试技术从机理上分析了不同掺量粉煤灰(30%～70%)对水泥基材料强度发展和溶蚀条件下性能退化的影响规律。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,水泥硬化浆体强度逐渐下降,但掺量为50%时,强度下降率最小,超过这个掺量强度下降率增大;与此对应,水化硅酸钙(C-S-H)中Q1和Q2含量相应减少,特别是Q1的变化令人关注。粉煤灰掺量从0增加到50%时,Q0,Q1,Q2信号峰强度均较溶蚀前下降,但Q1信号峰下降幅度更大;当粉煤灰掺量为70%时,Q1信号峰已不明显,Q2也相应减少,此时引起强度降低和溶蚀后性能退化显著。溶蚀后Q(21Al)信号峰强度增大,粉煤灰掺量50%时最为明显。研究表明,Q1具有很强的工程特性,其变化对粉煤灰适宜掺量的确定起着关键作用。     

基于微系统阵列的变形翼的控制研究

针对基于微系统阵列的变形翼控制问题,搭建了一种简易分布式的、电机致动的变形翼模型。针对此模型,提出了协同控制的算法,使翼型快速变形,且在变形过程中保持翼面平滑。用李雅普诺夫定理证明了协同控制算法的收敛性。利用了Matlab／Truetime工具箱,进行了无网络、网络无丢包以及有丢包情况下的系统仿真。仿真结果表明：协同控制算法能很成功地对基于微系统阵列的变形翼进行控制。     

脱钙对水泥浆体中C S H凝胶结构的影响

采用X射线荧光分析、X射线衍射、Fourier红外光谱、29Si固体核磁共振谱结合去卷积技术研究了脱钙对水泥（ASTMⅠ型）浆体中CSH凝胶结构的影响.结果表明：对于水化3,28d的水泥浆体,其脱钙过程均为2个阶段,即：当水泥浆体的钙硅比(摩尔比)由2.78左右降至2.00左右时,几乎全部游离的CH被脱去,CSH凝胶部分脱钙,浆体的脱钙主要在这个阶段完成,CSH平均链长分别由2.4,2.9增加至4.4,5.8,且I(Q2)/I(Q1)增加;当水泥浆体的钙硅比降至1.83左右时,CSH凝胶脱钙,并产生了更显著的聚合,CSH平均链长进一步分别增加至6.2,9.9,且I(Q2)/I(Q1)继续增加;Alite和Belite在整个脱钙过程中的变化并不明显.脱钙过程中CSH二聚体向更高聚合态转变,但是Al掺杂会影响CSH结构的稳定性.从分子尺度理解,脱钙如能使桥硅氧四面体结构稳定,对于CSH结构的优化是有利的     

无碱液体水泥速凝剂的性能及其促凝机理

采用宏微观试验方法,研究无碱液态水泥速凝剂对水泥基材料的性能影响及其水化机理。结果表明:无碱液体速凝剂对水泥水化作用主要体现在1 d之内,水泥水化28 d时几乎不起作用;掺加6%速凝剂1 h水泥净浆硬化体有较多棒状AFt晶体形成,这些AFt晶体互相交错,填充在水泥浆体的孔隙中,使水泥净浆结构比基准水泥净浆结构更致密,使得其早期强度更高;无碱液体速凝剂的促凝机理主要是促进早期水泥浆体中AFt晶体的形成而达到促凝;SEM照片显示,生成的AFt是通过液相化学反应-沉淀析出途径生成,AFt晶体呈短柱状、随机取向,无序分布于整个硬化体空间,与基准水泥浆体形成的AFt途径完全不同,这可能是导致水泥浆体快速凝结及强度提高的主要原因。