千米承压材料研制与应用前景

在当前的科学技术水平条件下，用钢管或超高强钢管与特超强混凝土或超高强混凝土复合，是制成千米承压材料的基本技术途径。试验证明，钢管特超强混凝土千米承压材料，承载能力巨大，变形性能优异，完全克服了特超强混凝土脆性极大的本质性缺陷。千米承压材料有广泛而美好的应用前景。     

千米承压材料的试制与性能研究

本文论述了制成千米承压材料的技术途径。分析表明,在目前的科学技术水平条件下,用钢管或超高强钢管与超高强混凝土或特超强混凝土复合是制成千米承压材料的基本技术途径。根据这一思想,作者以常用的原材料与通用的工艺研制成功了抗压强度达156 7及164 9MPa的特超强混凝土。特超强混凝土的脆性极大,但与钢管复合后的钢管特超强混凝土复合材料塑性优异,短柱压缩变形达7%～20%后,试件仍然保持完整。并得出了此种复合材料中心受压承载力计算式。取目前已有应用的钢管混凝土超高层建筑的柱直径2500mm、3000mm及较小的套箍指标0 72等参数的计算表明,其承载力达9 92×105kN及14 19×105kN(9 92万吨及14 19万吨)。具有如此巨大承载力的材料,用其建造出千米高超级摩天大楼是可能的。     

预填埋相变材料对混凝土水化热温升的降低效果

为了探讨能安全有效地降低混凝土水化热温升的方法,采用自制保温装置测量了普通混凝土构件和预填埋相变材料的混凝土构件内部相同位置温度随时间的变化,对预填埋相变材料降低混凝土内部温升效果的影响因素进行了计算和分析。研究结果表明:填埋相变材料后混凝土的内部温度与相变材料的填埋量、比热、相变热、相变温度,混凝土的比热、密度和初始温度,胶凝材料的用量和水泥水化热等因素相关。采用填埋相变材料的方法能够降低混凝土的内部温度峰值,延缓温度峰值的出现时间,但不能降低混凝土内部的后期温度。     

地下生态城市与深地生态圈战略构想及其关键技术展望

 现代城市正以超高层和摊大饼式发展,容易造成环境污染、资源短缺、交通拥堵、房价高企等城市综合性症,严重制约城市化健康发展。21世纪是人类开发利用地下空间的世纪,然而当前主要停留在单一功能、无序化、局部区域被动式相对粗放开发阶段,难以实现当代城市的可持续发展。未来地下空间开发、利用总体上将由被动式转为主动式的科学化、生态化、综合化、深层化和信息化发展,提出地下空间开发必须遵守的基本原则,以及深地发展1.0～5.0时代的不同阶段、不同层次开发顶级构想及深地发展战略蓝图。基于深地空间独特的环境清洁、隔音隔震、天然抗灾、低本底无辐射、恒温恒湿等优势,提出集深地生态圈、深地多元能源生成及循环体系、深地废料无害化处理与存储系统于一体的自平衡多层地下生态城市空间利用及其相关颠覆性技术构想,构建深地人类定居、养生、生产、科学研究全链条生态圈及地下生态城市,实现向地下要空间,向深地要资源。从根本上缓解人口规模的激增与城市地面空间资源相对短缺之间的矛盾,是人类未来实现可持续发展的重要举措。     

应用水化硅酸盐纳米粉体制备块体材料

以磨细生石灰和硅质原料的混合物为前驱物,采用动态水热合成方法制备了水化硅酸盐纳米粉体.借助SEM、TEM及氮吸附等测试方法,分析了制得的水化硅酸盐粉体的形貌、粒径和比表面积.将制得的水化硅酸盐纳米粉体压制成块状固体.采用正交设计方法研究了成型压力、水泥掺量、纤维掺量、聚合物掺量等因素对块体材料力学性能的影响.结果表明:由该粉体压制成的块体材料立即具有强度和耐水性,且表观密度低;成型压力是影响其力学性能最显著的因素.     

矿物掺料对超高强水泥浆体水化程度与水化物组成的影响

通过XRD衍射图谱和SEM扫描图片的分析,认为高效活性矿物掺和料能够提高超高强水泥浆体的水化程度,改善C-S-H凝胶的质量,增加C-S-H凝胶的数量,削弱CH的负面影响,从而提高混凝土的强度和耐久性。通过比较不同胶凝材料体系的水化物组成,认为掺入含活性SiO2较多的掺和料以及复合掺入粒径相差较大、彼此有填充作用的几种掺和料时的增强效果更好。     

尼龙纤维对混凝土性能的改善

纤维增强是改善混凝土脆性的重要措施，在对比各类纤维性能的基础上，着重研究了尼龙纤维对混凝土力学性能，抗渗性能，抗冲击性能的影响，通过研究不同纤维掺量，掺入不同长度纤维的混凝土的抗压强度，劈拉强度，抗折强度以及不同纤维掺量混凝土的抗渗性能，抗冲击强度，结果表明，尼龙纤维可以改善混凝土的力学性能，抗渗性能以及抗冲击性能，且随掺量的增加，增强效果越明显，但增长幅度趋缓；短纤维有利于改善混凝土的抗压强度，而长纤维有利于改善混凝土的抗折强度。     

超高强高性能混凝土的力学性能研究

本文较系统地研究了C100～C150超高强混凝土的各种强度性能及变形性能,包括超高强混凝土的劈拉强度、抗折强度、与钢筋的粘接强度、棱柱体强度、应力-应变曲线特征、变形模量、泊桑比等。研究表明:随着超高强混凝土抗压强度的提高,其劈拉强度、抗折强度与抗压强度的比值,较高强混凝土的低,较普通混凝土的更低。超高强混凝土的应力-应变关系呈直线,受压破坏时呈突然爆炸式破坏,证明了超高强混凝土脆性破坏的比普通混凝土和高强混凝土进一步增大。经过研究,得出了各种强度指标、变形模量及峰值应变与混凝土抗压强度的回归关系式,加深了对超高强混凝土的力学性能的理解和认识。为今后超高强混凝土的应用也奠定了必要基础。     

高强混凝土的单轴抗压力学性能试验研究

配制出掺和了硅粉和高效减水剂的水胶比为0．22、0．27的高强混凝土和水灰比0．5的普通混凝土，在MTS 815 fiextest GT材料试验机上测试了其单轴抗压强度，其抗压强度分别达到了90．78、78．01和20．4MPa。通过试验研究和比较了在单轴压力下高强混凝土和普通混凝土的破坏模式、应力-应变全曲线以及应力与体应变的关系。     

高效活性矿物掺料与混凝土的高性能比（续）

笔者论述了高效活性矿物掺料在混凝土高性能化进程中的重大意义，阐明了高效活性矿物掺料对混凝土的增强效应、填充效应、增塑效应、削减温峰效应、改善耐久性效应的机理，说明了活性矿物掺料的分类以及其质量的影响因素，阐述了活性矿物掺料的掺入方式，比较了活性的各种评定方法，介绍了蒲心诚提出的活性掺料在混凝土中的火山灰效应数值分析新方法。