粉煤灰对砂浆及混凝土强度影响的研究

本文研究了水胶比、掺量及龄期对掺粉煤灰的砂浆和混凝土强度的影响规律,分析了粉煤灰的作用机理,提出了粉煤灰饱和掺量的概念,探讨了充分水化条件下砂浆体系获得最佳强度时的饱和掺量。     

荷载-冻融耦合作用下充填层自密实混凝土的耐久性及损伤模型

为掌握处于冻融服役环境条件下充填层自密实混凝土(SCC)的耐久性,设计了轴压荷载-冻融耦合作用模拟试验,对比研究了SCC在冻融循环作用、荷载-冻融循环耦合作用下的质量、峰值应力、峰值应变等参数随冻融循环次数的变化规律;结合统计损伤理论,建立了相应的损伤本构模型,讨论了损伤变量与冻融循环作用次数的变化关系。结果表明:相较于单一冻融作用,1/3应力水平的轴压荷载与冻融循环耦合作用下的充填层自密实混凝土劣化速率更大,此时难以抵抗300次冻融循环作用,掺适量聚丙烯纤维或橡胶粉可较好改善其在荷载-冻融循环耦合作用下的耐久性。所建立的损伤本构模型可较好地描述荷载-冻融耦合作用后混凝土应力-应变关系,其损伤变量与冻融次数具有良好相关性。     

蒸养温度效应及其对水泥基材料热伤损的影响＊

采用温度传感器测试了水泥基材料在标养和蒸养条件下温度的变化,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)及压汞(MIP)等方法,研究了水化产物和微结构的变化。结果表明,蒸养中试件表层首先开始升温,升温结束时表层温度比内部高约30℃;随后内部升温超过表层,恒温3h,内部温度比表层高约25℃。蒸养温度效应对水化产物的生成未产生较显著的影响,但对表层孔结构和微观形貌影响显著。蒸养结束时,试件表层的总孔隙率以及大于200nm的有害孔比例分别是内部的1.22倍和10.3倍;继续标养至28d时有效降低了总孔隙率,但大于200nm的有害孔比例仍为标养试件的1.6倍。     

持续荷载作用下砂浆裂缝的自修复性能及其评价指标

以高吸水树脂为自修复剂,以表面裂缝愈合率（γ）和强度恢复率（η）为砂浆裂缝自修复性能的评价指标,对比研究了预裂龄期为7 d和28 d时,不同持续荷载作用对砂浆裂缝自修复性能的影响。结果表明：相较预裂龄期为28 d的砂浆组,预裂龄期为7 d的砂浆组自修复效果较好;持续压荷载下,砂浆裂缝的自修复效果较好,其η比不受荷载作用的试件分别增大3.2%(7 d预裂龄期)和9.3%(28 d预裂龄期);持续弯曲荷载和持续扭荷载作用不利于砂浆的自修复,其中持续弯曲荷载的不利影响较为显著,持续弯曲荷载作用下,其η比不受荷载作用的试件分别低43.5%(7 d预裂龄期)和47.3%(28 d预裂龄期)。微观测试表明,砂浆裂缝中的自修复产物主要是碳酸钙,且主要集中在裂缝开口位置附近,因此采用γ作为自修复评价指标有可能高估自修复效果。     

Influence of subsequent curing on water sorptivity and pore structure of steam-cured concrete

Steam-cured condition is found to cause larger porosity and worse properties of concrete compared with normal curing condition. For the sake of seeking effective measurements to eliminate this bad effect of steam-cured condition on concrete, the water sorptivity and pore structure of steam-cured concretes exposed to different subsequent curing conditions were investigated after steam-curing treatment. The capillary absorption coefficient and porosity of the corresponding concretes were analyzed, and their mechanisms were also discussed. The results indicate that water sorptivity and pore structure of steam-cured concrete are greatly influenced by the curing condition used in subsequent ages. Exposure steam-cured concrete to air condition has an obviously bad effect on its properties and microstructures. Adopting subsequent curing of immersing steam-cured concrete into about 20 °C water after steam curing period can significantly decrease its capillary absorption coefficient and porosity. Steam-cured concrete with 7 d water curing has minimum capillary absorption coefficient and total porosity. Its water sorptivity is decreased by 23% compared with standard curing concrete and the porosity is 9.6% lower. Moreover, the corresponding gradient of water sorptivity and porosity of steam-cured concrete both decrease, thus microstructure of concrete becomes more homogeneous.     

铁路无砟轨道水泥乳化沥青砂浆吸振与隔振特性

采用加速度计测定了冲击荷载作用下普通混凝土与水泥乳化沥青砂浆（CA砂浆）试件以及试件下部钢板的振动加速度随时间的变化,并用落锤法对比了普通混凝土与CA砂浆的抗冲击破坏特性.研究表明：普通混凝土受到冲击后,其振动加速度随时间衰减不明显,且振动时间较长,其下部钢板也有类似规律;CA砂浆受到冲击后,其振动加速度表现为3个明显的衰减阶段,振动时间也要短于普通混凝土,同样CA砂浆下部钢板也有类似规律;与普通混凝土相比,CA砂浆表现出较好的吸振与隔振功能.抗冲击破坏的结果表明,CA砂浆的抗冲击性能优于普通混凝土.     

锰渣与再生砖骨料制备免烧砖的性能及应用

锰渣与再生砖骨料均属于大宗固废,提升大宗固废利用率具有重要的环境效益和经济效益。本文利用锰渣、再生砖骨料等制备了免烧砖,探究了锰渣掺量对免烧砖各项性能的影响,且对其微观结构及有害物质浸出行为进行了分析。结果表明:制备的免烧砖外观质量优良,色泽均一,尺寸标准;结合强度要求和抗冻性要求,锰渣掺量不超过10%(质量分数)时,可制备出强度、耐水性和耐久性优异的MU20免烧砖,锰渣掺量不超过15%时,可制备出性能优异的MU15免烧砖;掺适量锰渣的免烧砖中形成了较多的钙矾石相,有利于强度发展。锰渣和再生砖骨料制备的免烧砖可以应用于人行道等市政工程,应用效果良好。研究结果可为锰渣低碳资源化利用以及生态砖制品的生产和应用提供技术支持。     

沥青对水泥沥青砂浆力学性能的影响

采用微机控制电子万能试验机对水泥沥青砂浆(CA砂浆)进行了应力--应变压缩试验,分析了试验过程中CA砂浆的弹性能和耗散能随沥青含量的变化规律。结果表明:随着沥青含量的增加,CA砂浆的强度逐渐降低,脆性逐渐减弱,象征强度弱化区域的有机物--无机物界面的增多是强度降低的主要原因,沥青含量的增加使CA砂浆内释放的弹性能只有小部分用于缺陷的扩展,加之沥青网络结构的横向约束作用导致脆性逐渐减弱。外力功随应变的增加逐渐增大,随沥青含量的增加逐渐减小;弹性能开始向耗散能转化发生在屈服变形阶段,峰值应力后,弹性能向耗散能的转化速率加快,能量迅速释放。能量释放系数随应变的增加逐渐增大,能量释放加快;能量释放系数随沥青含量的增加逐渐增大,表明CA砂浆的阻尼性能提高,减振作用增强。     

橡胶颗粒对自密实混凝土性能的影响

研究了以橡胶颗粒等体积取代细骨料时,不同橡胶颗粒取代量对自密实混凝土的工作性、抗压强度、应力--应变曲线、抗冻性能、抗硫酸盐干湿循环性能以及电通量等性能的影响。结果表明:橡胶颗粒对新拌自密实混凝土工作性和硬化自密实混凝土性能均有较大影响;橡胶颗粒取代量在15%(体积分数,下同)以内时,橡胶颗粒的掺入可较好地改善新拌自密实混凝土工作性;橡胶颗粒可显著提高自密实混凝土的峰值应变以及抗离子渗透性能,橡胶颗粒取代量大于10%时,对自密实混凝土的强度、抗冻性能及抗硫酸盐干湿循环性能有明显不利影响。     

CRTS Ⅱ型水泥乳化沥青砂浆力学性能的应变率效应及模型

研究了CRTS Ⅱ型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)应力--应变关系的应变率效应,利用统计损伤力学的方法建立了CA砂浆的应变率本构模型。结果表明:随着应变率的提高,CA砂浆通过增加应力和产生更多细小裂纹来抵消和耗散外部能量,CA砂浆的抗压强度增大,破坏时的贯通裂纹增多,碎裂程度增大;CRTS Ⅱ型CA砂浆力学性能的应变率效应低于CRTS I型CA砂浆的。用建立的应变率本构模型对CRTS Ⅱ型CA砂浆的应变率效应进行拟合,其结果与实验结果的相关系数均大于0.98,对CRTS I型CA砂浆的拟合结果与实验结果的相关系数均大于0.97,拟合结果与实验结果在峰值强度前的相关性较好,峰值强度后的相关性相对较差。