纳米压痕表征水泥基材料高温后微观力学性能

为了考察水泥基材料经历高温后其微观各相的力学性能变化,采用三种典型水灰比(0. 2,0. 4,0. 6)的P·O 42. 5氢氧化钙水泥制备了水泥净浆试样并开展高温试验,采用纳米压痕试验和解卷积分析获取微观各相的弹模和硬度,对比分析了温度对各组分弹模和硬度的影响规律。结果表明:温度导致多孔复合相和水合硅酸钙(C-S-H)相的弹性模量、硬度降低,而氢氧化钙(CH)及未水化水泥矿物复合相则影响不显著。温度低于200℃时,C-S-H的弹性模量、硬度略微降低,此时水泥基材料中主要失去自由水和毛细孔水; 400℃时弹性模量、硬度显著降低,此时C-S-H中失去层间水和部分化学结合水,并造成C-S-H微观结构破坏;高于400℃后C-S-H的弹性模量、硬度不再显著降低。据此推算C-S-H微观破坏的临界温度在300～400℃。     

水泥净浆、砂浆及混凝土早期收缩 与内部湿度

采用早龄期混凝土变形与内部湿度测量装置,测量了水泥净浆、砂浆和混凝土的自由变形及内部湿度变化规律.结果显示:水泥净浆、砂浆和混凝土早期变形均具有先膨胀后收缩的特征,膨胀结束点之后的变形为有效变形;3种水泥基材料的早期收缩随龄期的发展遵循双阶段模式,即早期的快速发展期(阶段Ⅰ)和随后的缓慢发展期(阶段Ⅱ);在阶段Ⅰ,3种材料收缩差异不大,骨料对收缩变形的约束作用主要体现在阶段Ⅱ;最终混凝土收缩最小,砂浆次之,水泥净浆最大.从浇筑开始,材料内部湿度经历早期的水气饱和期(相对湿度RH=100%)和随后的湿度下降期,湿度下降的起始点基本与收缩发展阶段Ⅱ起始点相对应,表明阶段Ⅱ的收缩与内部湿度下降密切相关.收缩变形的双阶段模式及其与湿度发展的对应关系揭示了水泥基材料早期变形机制由化学减缩控制到湿度控制的转换过程.     

早龄期混凝土全变形曲线的试验测量与分析

试验测量了完整的早龄期混凝土变形曲线,并称之为混凝土的全变形曲线.混凝土全变形曲线表现为先膨胀后收缩的变形特征,基于此,定义膨胀结束点为混凝土的凝结时间,定义混凝土凝结后的变形为有效变形.同时分别考察了初测时间和环境温度对混凝土变形测量结果的影响,结果表明:初测时间晚于凝结时间将不能准确测量到混凝土的完整变形,并可能给试验结果带来较大偏差;环境温度显著影响混凝土的凝结时间和有效变形的大小.     

高庙子钠基膨润土纳米孔隙结构的同步辐射小角散射

针对内蒙古地区2种钠基膨润土(GMZ001,GMZ07),采用同步辐射小角X射线散射(SAXS)技术进行纳米孔隙结构表征,通过FIT2D软件数据处理和背底散射扣除,校准并基于Porod校准后的曲线,利用最大熵统计方法得到孔径分布,分析了Guinier曲线并通过小角区域近似和外推方法,得到回转半径和孔径尺寸。同时,基于双对数曲线求斜率测定了分形维数。结果表明:GMZ07的散射强度大于GMZ001散射强度;Porod正偏离效应表明造成微密度起伏的不均匀区可能是膨润土中存在无定形成分。GMZ001分选性较GMZ07好,孔径集中;与GMZ001平均孔径和最可几孔径相比,GMZ07尺寸更小。最大熵理论估算的平均孔径相比于Guinier曲线估算的偏高,但差值不大。二者分形类型及维数差别不大,表明2种膨润土复杂程度类似。上述研究为膨润土SAXS制样、数据处理、孔结构参数获取提供参考。     

挤压纤维增强水泥板及复合梁抗弯与耐久性能

研究了水灰比、纤维种类、掺量和水泥基材对挤压成型纤维水泥板及其复合梁的力学性能与耐久性能的影响。结果表明掺加纤维后板材韧性有显著改善;PVA纤维增强板材当纤维掺量达1.7%时表现应变硬化,出现多点开裂;PP纤维则呈现应变软化。两种纤维增强水泥基材料性能的差异是由于纤维自身性能的不同。以纤维增强板为底板,制作的纤维板/混凝土复合梁的极限荷载和相应挠度,与普通混凝土梁相比都得以改善;同时与普通混凝土梁相比,复合梁的抗氯离子渗透性能更好。     

汽轮机顶轴油系统调试过程中顶起高度不够的原因分析

介绍了北京太阳宫燃气热电有限公司汽轮机调试过程中项轴油系统出现的问题，分析了问题产生的原因，以及解决方法。     

考虑水泥水化放热与太阳辐射的混凝土路面板温度场数值模拟

为了考察不同强度等级混凝土路面板不同季节、不同浇注时间的温度变化规律,建立了基于有限差分方法的综合考虑水化放热以及太阳辐射、大气温度变化等环境作用下路面板温度场数值计算模型。计算结果显示:混凝土路面板温度受太阳辐射和大气温度影响呈周期性变化,白天主要受太阳辐射影响,夜间主要受大气温降影响,浇注初期的水化放热亦对早期温升有贡献。混凝土路面板顶面与底面温度差以1d 为周期正负循环。其中温度变化幅度及上下面最大温差以夏季最大、秋冬次之、冬季最小。下午2 点浇注和采用较低强度的混凝土可抑制路面板的早期温升和温度梯度。     

基于早期变形特征的混凝土凝结时间的确定

通过考察新浇混凝十的凝结硬化过程,研究了普通混凝土与高强混凝土早龄期自由变形随龄期的发展规律,提出了确定混凝土凝结时间的新方法,与贯入阻力法测得的初凝和终凝时间进行了对比,并对混凝土早期变形特征进行了机理分析和讨论.实验结果显示:新浇混凝土具有先膨胀后收缩的变形特征:与混凝土侧压力为零的时刻相对应,可将其膨胀变形结束点定义为混凝土的凝结时间.以混凝土凝结时间为界,根据混凝土变形是否引起混凝土结构产生应力,将混凝土的变形划分为无害变形和有害变形.混凝土凝结之前发生的变形为无害变形,凝结之后发生的变形为有害变形.因此有物理意义的变形起始时间为早龄期膨胀变形的结束点.     

基于流变特性的硅藻土与沥青配伍性分析

分别选用不同选矿阶段的硅藻土、不同油源及标号基质沥青制备改性沥青,基于动态剪切流变试验,分析硅藻土品质及基质沥青差异对改性沥青流变性能的影响。研究结果表明:经选矿提纯后所得硅藻精土能有效改善沥青抗变形性能,硅藻原土和尾矿改性效果较差;改性沥青的抗变形性能受基质沥青油源影响,油源不同,改性效果也不同;同时,标号越小的基质沥青,经改性后抗变形能力越好。     

基于纳米压痕的水化硅酸钙断裂韧度测试与计算方法

水泥基材料的损伤破坏大多起始于微观开裂,因此其微观各相的断裂性能是此类材料的一项基础力学参数,然而到目前为止尚不能被合理测定。采用纳米压痕试验,测量了微观稳态开裂条件下水泥净浆微观各相的荷载-压入深度曲线,并基于能量分析法和断裂力学理论建立了微观断裂韧度的计算方法。通过点阵压痕试验和反卷积分析,计算了水泥基材料微观各相的断裂韧度,其中低密度与高密度水化硅酸钙的断裂韧度分别为(0.541±0.075)MPa·m1/2和(0.658±0.042)MPa·m1/2。