偏高岭土对超高性能混凝土流变及纤维分布的影响EI北大核心CSCD

为研究相同流动度下偏高岭土对超高性能混凝土(UHPC)浆体流变性能和静置状态下纤维分布的影响规律,采用流变性能试验、结构重建速率测试和图像分析技术,探讨了偏高岭土对UHPC浆体流变性能的作用机理,并使用结构重建速率表征纤维分散情况。结果表明:流动度相同时,浆体的屈服应力基本相同;随着偏高岭土掺量的增加(5%~10%),UHPC浆体的表观黏度逐渐增加,但其流变特性无明显变化;掺入偏高岭土可以提升浆体的结构重建速率,但减水剂用量的增加会削弱这种提升效果;浆体结构重建速率与静置状态下UHPC中的纤维分散具有良好的相关性,结构重建速率越高,纤维分散越好。     

超高性能混凝土钢桥面铺装层收缩约束应力分析EI北大核心CSCD

通过建立的收缩约束应力计算方法和设计的收缩约束试验评估了超高性能混凝土(UHPC)钢桥面铺装结构的收缩约束应力发展行为。结果表明:钢桥面对UHPC收缩约束作用占据主导,约束度可达0.41,配筋率对UHPC收缩约束作用呈指数增长趋势;UHPC收缩约束应力水平与约束度基本呈线性相关,但UHPC收缩约束应力水平增长幅度随着配筋率的提升逐渐降低;用于钢桥面铺装的UHPC材料收缩变形宜控制在300×10-6以内,且具备应变硬化特性;密配筋(≥3%)会显著增加结构开裂风险,但也可以有效提高等效结构刚度。     

现代混凝土增韧防裂原理及应用

从水泥基体和增强纤维两个方面综述混凝土增韧防裂的原理,分析增韧防裂技术的影响因素和作用效果,介绍了典型应用工程。从分子、微观和细观三个层次,阐述了纳米材料、有机高分子材料和聚合物对水泥基体增韧的作用机制。从纤维 基体界面作用力、裂缝形成和非稳态扩展抑制等方面,论述纤维种类和特性对混凝土硬化前后阶段增韧防裂的作用规律。基体增韧与纤维增韧相结合,能够提高混凝土的抗拉强度、拉伸应变和断裂能,并有效降低裂缝宽度,抑制裂缝扩展。     

2-氯-5-三氯甲基吡啶电化学脱氯合成2-氯-5-氯甲基吡啶

对2-氯-5-三氯甲基吡啶(TCMP)采用电化学脱氯合成2-氯-5-氯甲基吡啶(CCMP),考察了支持电解质、阴极材料及目数、反应温度和电流密度等工艺条件对上述反应的影响和TCMP及其脱氯中间产物的脱氯电位。结果表明:在乙酸锂、氯化锂、高氯酸锂、氯化铵、四丁基高氯酸铵中,乙酸锂为最佳支持电解质。各阴极材料上CCMP收率从高到低次序为:铜>铅>石墨>银>锌>镍。在优化条件下〔阴极液:含10%(体积分数)乙酸+5%(体积分数)水+0.2 mol/L乙酸锂+0.1 mol/L TCMP的甲醇溶液;阴极:80目铜网;反应温度:30℃;电流密度:前期电流密度为333 A/m~2,后期为166 A/m~2〕,0.1 mol/L TCMP能较高效地转化为CCMP,其收率可达56.9%。TCMP脱氯成2-氯-5-二氯甲基吡啶(DCMP)的电位明显正于DCMP脱氯成CCMP的脱氯电位,后者与CCMP进一步脱氯的电位则非常接近。     

聚羧酸减水剂在碱激发矿渣胶凝材料中的研究进展

聚羧酸减水剂(PCE)为改善碱激发矿渣(AAS)胶凝材料的分散性能和工作性能提供了新途径。本文综述了PCE的分子结构和溶解度对AAS浆体分散性能和工作性能的影响,以及PCE对AAS的作用机制。马来酸酐合成的烯丙基聚氧乙烯醚聚羧酸减水剂(APEG PCE)结合钙离子能力比丙烯酸合成的APEG PCE强,分散性能更具有优势;甲基烯丙醇聚氧乙烯醚聚羧酸减水剂(HPEG PCE)酸醚比7,侧链长度7个环氧乙烷(EO)且具有更多的AAA(A=丙烯酸)和AAE(A=丙烯酸,E=甲基烯丙醇聚氧乙烯醚)的分子结构序列,对提高AAS浆体的流动度和工作性能有利;PCE在AAS浆体中的溶解度和分散性能没有相关性。最后提出当前PCE在AAS胶凝材料中存在的问题和今后研究的方向,可推动建筑行业的绿色低碳化发展。     

铁路桥梁用高性能混凝土的力学性能试验研究

作为重要桥型之一的拱桥,跨径的不断增长是其重要发展趋势,而高性能混凝土为拱桥跨径的飞跃提供了有效载体。研究了C80~C100高性能混凝土的制备和力学性能评价,形成了铁路桥梁用C80~C100高性能混凝土的配合比,并揭示了立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量、剪切变形模量及泊松比等力学性能指标,为铁路桥梁用C80~C100混凝土的结构设计提供了取值依据。     

水溶蚀作用下水泥-水玻璃双液浆力学性能衰减机理研究

双液浆在富水环境中长期服役极易受到水溶蚀作用而力学性能大幅衰减。本文研究了配合比参数、养护制度对双液浆力学性能的影响,并结合多种微观分析手段,揭示了富水环境下双液浆性能衰减的作用机制。结果表明：10%、15%(质量分数)低含水率砂层中养护有利于早期强度发展,但后期强度逐渐衰减,而25%(质量分数)高含水率砂层中试块早期强度相比15%(质量分数)含水率砂层中试块降低了23.5%,但后期水溶蚀作用被大幅削弱,220 d抗压强度较90 d增加了15%;标准养护条件加速双液浆力学性能的劣化,试块强度分别较水中养护、绝湿养护降低了80.6%和91.0%;双液浆力学性能发展主要受水化反应及水溶蚀作用控制,早期阶段由水化反应主导,后期阶段由水溶蚀作用主导,力学性能的演变本质是两种效应相互叠加的结果;在富水环境中长期养护,基体外侧水化产物不断向外迁移溶出,在试块外层形成多孔结构包覆层,并成为内部结构中钠、硅酸根离子及水化产物的迁移通道,导致力学性能持续劣化。     

粗骨料与钢纤维对超高性能混凝土单轴拉伸性能的影响

为了提高含粗骨料超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)的单轴拉伸性能,采用单轴拉伸试验和图像分析技术分别研究了粗骨料掺量、颗粒粒径对含粗骨料UHPC单轴拉伸性能和钢纤维在UHPC体系中分散性能的影响规律。结果表明,随着粗骨料掺量及颗粒粒径的增大,钢纤维在UHPC体系中的分散系数和取向系数显著降低,含粗骨料UHPC的单轴拉伸初裂强度、裂后强度和耗能也随之减小。根据粗骨料颗粒最大粒径与钢纤维体积分数、直径间的匹配关系式(Dmax=3df/(Vf)0.5),采用纤维混杂可以充分发挥多尺度纤维与具有不同粒径分布的骨料间的分级匹配关系;粗骨料体积分数和颗粒最大粒径分别为10%和10mm时,采用平直钢纤维(直径0.12mm、长度10mm、体积掺量1.2%)和端钩钢纤维(直径0.35 mm、长度20mm、体积掺量1.8%)混杂实现了含粗骨料UHPC的单轴拉伸性能的提升,其裂后强度和耗能分别为8.69 MPa和11.10J。     

超高性能混凝土拉伸力学行为的研究进展

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高比强度、突出韧性和优异耐久性的水泥基材料,其韧性立足于高强基体和高强纤维之间的高效协同机制基础之上,往往通过拉伸力学行为加以表征。从试验方法、基体和纤维三个角度综述了UHPC拉伸力学行为的研究进展情况,指出UHPC拉伸力学行为宜采用狗骨头状试件进行测试,具有明显的尺寸效应且受加载速率影响;合理优化材料组成、尺寸和分布是提高UHPC拉伸性能的有效途径;纤维种类对UHPC拉伸性能的影响最为显著,提高纤维增强因子和调控纤维分布有利于拉伸性能的提升。最后,从工程应用角度,提出了UHPC拉伸力学行为需要进一步加强研究的建议。     

早强型高延性水泥基复合材料制备及其性能研究

为满足结构工程对修复材料提出的抗裂、增韧及早强的实际需求,研究了纤维类型、缓凝剂及早强剂对高延性水泥基复合材料(HDCC)的早龄期力学性能、凝结时间与荷载-位移特征的影响。结果表明,不同纤维增强HDCC的24h龄期抗折与抗压强度均分别超过了16,37MPa,表现出早强特征;进口PVA纤维增强HDCC表现出更大的弯曲荷载极大值与对应的跨中位移,国产2种PVA纤维的弯曲荷载极大值相当,跨中位移均小于进口纤维增强体系。缓凝剂则有效延长了凝结时间,早强剂提高了HDCC的抗折强度。将制备的HDCC材料在某桥梁工程箱梁的结构修补中得以应用,取得了良好的抗裂与增韧效果。