高分子合成纤维在地铁管片混凝土中的试验研究

为了解决地铁管片混凝土的脆性问题,在混凝土中掺加高分子合成纤维,研究了其对混凝土的增韧效果,并与钢纤维、玻璃纤维的增强效果进行了对比,探讨了高分子合成纤维在管片中应用的可行性。试验结果表明,高分子合成纤维、钢纤维及玻璃纤维的掺加对地铁管片混凝土工作性和力学性能影响不大,对混凝土耐久性稍有一定的不利影响;但对混凝土的增韧效果显著,混凝土抗弯性能及抗冲击性能得到明显改善。测试数据显示,管片混凝土中掺加6 kg/m~3的高分子合成纤维和30 kg/m~3的钢纤维具有几乎同等的增韧效果。     

碳纳米管/水泥基复合材料导电性与力敏特性研究

为改善水泥基复合材料的导电性,通过添加一定掺量的碳纳米管,制备了碳纳米管/水泥基复合材料。采用四电极伏安法和扫描电子显微镜的测试方法研究了碳纳米管的掺量对碳纳米管/水泥基复合材料的导电性和力敏特性的影响。试验结果表明,0.05%~0.5%的碳纳米管掺量处于渗流区内,此时试件的电阻率随碳纳米管掺量的增加而降低;在循环轴压应力作用下,试件的电阻率随应力的增大而减小,随应力的减小而增大,且变化曲线呈可回复近似单调的变化规律,同时试件的电阻相对变化率以及力敏灵敏度随碳纳米管掺量的增加而增大,显示出良好的力敏特性。这表明碳纳米管/水泥基复合材料的导电性与其受载过程有着密切的关联性,从而有望用于混凝土内部应力及损伤的监测。     

GFRP筋耐海水侵蚀性能研究

在60℃加速腐蚀试验条件下,将25根I型GFRP筋和25根II型GFRP筋浸泡于海水溶液中,龄期分别为1、2、3、4、6个月,研究海洋环境对GFRP筋耐久性的影响。试验表明:随龄期增长,GFRP筋的力学性能呈衰减趋势;相比于弹性模量,溶液对其抗拉强度的影响更大;6个月后两种GFRP筋的抗拉强度保持率大于80%,表现了较好的抗海水腐蚀性能,有助于解决海洋工程中钢筋易锈蚀的问题。II型GFRP筋具有更好的耐久性,建议可用于实际的海洋工程中。     

蒸压养护碱激发矿渣混凝土中钢筋早期锈蚀状况

对比了采用不同拌和用水(自来水、海水)及不同种类的砂(河砂、淡化海砂、海砂)拌和的碱激发矿渣混凝土(AASC)和普通水泥混凝土(OPCC)在模拟海水浸泡过程中的强度变化,同时通过电化学法加速钢筋锈蚀,研究了AASC中钢筋早期锈蚀状况.结果表明:在Cl-侵蚀过程中,经蒸压养护的AASC表现出比OPCC更高的强度和更优异的耐腐蚀性能;在42d测试龄期时,OPCC中钢筋锈蚀情况明显比AASC严重,钢筋失重率约为5.0%~9.0%,而AASC的钢筋失重率仅为0.2%~1.5%;同时还借助扫描电镜SEM测试方法分析探索了蒸压养护下AASC性能提高的机理.     

矿物掺合料对混凝土内部碱度影响研究

通过掺加粉煤灰、矿粉、磨细石英砂等矿物掺合料制备了不同强度等级的混凝土,研究了矿物掺合料掺量、种类以及水灰比、混凝土内部不同深度对混凝土内部碱度的影响,并对比分析了不同矿物掺合料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。研究结果表明,适量的矿物掺合料不仅可节约水泥,优化混凝土结构,提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力,同时对混凝土内部碱度影响较小。混凝土内部碱度分布基本均匀,不同深度的孔溶液中p H值基本一致;且混凝土的水灰比对其碱度几乎没有影响。     

高强粉煤灰-渣土人造骨料的制备与微结构表征

研究了不同比例工程渣土与粉煤灰对高强、低吸水率人造骨料物理性能的影响规律,并利用X射线衍射仪、X射线显微成像系统(X-CT)、压汞仪及扫描电镜等手段研究导致人造骨料物理性能差异的原因。结果表明,人造骨料的密度和强度随着粉煤灰掺量的提高先上升后降低,吸水率先降低后上升,当粉煤灰掺量为50%(质量分数)时,可制备表观密度为2.17 g/cm³,抗压强度为22.88 MPa,吸水率为0.055%的高强、低吸水率人造骨料。人造骨料强度的降低和吸水率的提高主要是液相不足造成的孔隙率增加,原料中Al₂O₃含量过高会导致骨料难以形成液相,影响其物理性能。     

机制砂在免蒸压管桩混凝土中的应用研究

通过使用机制砂替代天然砂进行免蒸压管桩混凝土配制试验,主要对比了不同品质机制砂取代天然砂对管桩混凝土拌和物工作性、力学性能、耐久性能以及桩身抗弯性能的影响,探讨了高品质机制砂在免蒸压管桩混凝土中应用的可行性。结果表明,采用高品质机制砂制备的混凝土拌和物具有较好的和易性,能够满足免蒸压管桩的生产工艺要求。同时,采用高品质机制砂生产的管桩桩身结构性能也满足相关标准要求。     

材料成本相同的PHC管桩和灌注桩的承载力对比

对比了材料成本相同的PHC管桩与灌注桩的承载力性能,重点分析了水平承载力的差异。结果表明:当材料成本相同时,PHC管桩具有更大的桩径和较高的桩身混凝土强度,PHC管桩的轴向承载力是灌注桩的2.1倍以上,而受弯承载力和受剪承载力分别约是灌注桩的4.55倍、1.87倍,其承载力具有明显的优势。因此,在道桥、铁路等工程中用PHC管桩替代灌注桩,是一项降低成本和资源消耗、提高质量、改善施工环境的技术进步。     

高分子合成纤维在管片混凝土中的应用研究

为了解决类矩形盾构管片的裂缝控制及混凝土脆性问题,确保管片尺寸的精度,在混凝土中掺入了高分子合成纤维,研究了其对混凝土性能的影响,并与钢纤维、玻璃纤维的增强效果进行了对比,探讨了高分子合成纤维在管片混凝土中应用的可行性。试验结果表明,高分子合成纤维、钢纤维及玻璃纤维的掺加对地铁管片混凝土工作性和力学性能影响不大,但对混凝土的增韧效果显著,抗弯性能及抗冲击性能得到明显改善。管片混凝土中掺加6 kg/m~3的高分子合成纤维和30 kg/m~3的钢纤维具有同等的增韧效果,可减少或部分取代管片混凝土中非结构配筋用量,提高管片的综合效益。     

水泥强度对蒸养混凝土掺合料活性指数影响的研究

研究了采用P·II 52.5和P·O 42.5两种对比水泥，测定了4个不同品种的蒸养混凝土掺合料在不同龄期的胶砂试件抗折强度、抗压强度，计算了4个不同品种掺合料不同龄期的活性指数。发现了掺合料活性指数测定值与选用的对比水泥强度等级有关，采用P·O 42.5对比水泥时测定的掺合料活性指数较采用P·II 52.5对比水泥时测定值高25.6%～29.9%。