纳米改性水泥基材料自收缩性能研究

研究了纳米改性水泥基材料的自收缩性能,采用自制的自收缩装置,研究纳米CaCO3水泥基复合材料水化后48h内的自收缩性能,发现其自收缩随时间的变化大致可以分为三个阶段:急速变化区、缓慢变化区、平稳区。研究表明,纳米CaCO3对水泥基材料的自收缩性能有所改善,且当掺量为3%时,改善作用最为明显。     

钒铁渣对水泥基材料的性能影响研究

通过收缩试验和正交试验研究了钒铁渣对水泥基材料的补偿收缩性能、力学性能和抗裂性的影响规律.研究结果表明,钒铁渣对水泥基材料有明显的补偿收缩和提高抗裂性作用;综合考虑抗折、抗压强度和抗裂性等性能,钒铁渣和粉煤灰掺量宜为20％和10％,水泥基材料具有较好的力学性能及抗裂性;水胶比对抗裂性的影响较小.     

玻璃纤维增强水泥基材料收缩性能研究

主要研究了胶凝材料组成及纤维掺量对玻璃纤维增强水泥(Glass fiber reinforced cement,GRC)的干燥收缩和自收缩性能的影响.通过等温量热仪、X射线衍射仪对不同类型的胶凝材料的早期水化放热及不同龄期的水化产物进行表征和分析,探讨了胶凝材料组成对GRC材料收缩性能的作用机理.试验结果表明:采用硫铝酸盐水泥制备的GRC材料其长期干燥收缩及自收缩最小,采用硅酸盐水泥制备的GRC材料干燥收缩及自收缩均较大,而掺入粉煤灰、硅灰等矿物掺和料可有效的降低GRC材料的干燥收缩和自收缩.同时,总体来看玻璃纤维掺量对GRC材料的收缩性能的影响相对较小,但适当掺量的玻璃纤维可一定程度上降低GRC材料的干燥收缩及自收缩.     

水泥基材料水化收缩分析及控制进展

随着社会经济的突飞猛进,水泥基材料被广泛地应用于各项工程建设之中,且用量越来越大,质量要求也越来越高,但早期水化收缩是一个长期困扰我们的现实问题。本文总结了水泥基材料水化过程中的四类收缩,指出了收缩带来的危害,概述了预防收缩的措施,最后对水泥基材料水化收缩的研究问题和方向提出了自己的意见。     

碱对水泥基材料早期收缩性能的影响

用椭圆型开裂环自动测试装置和非接触式电阻率测定仪以及JAF量热计,分别测试不同水灰比、不同碱度水泥砂浆的初始开裂时间以及水泥浆体早期水化的电阻率与水化放热速率。结果表明：碱度增加虽然加速水泥的水化,但削弱了水泥基材料抵抗收缩变形的能力,在低水灰比下表现更为明显。水泥基材料的初始开裂时间与电阻率曲线上的特征点以及最大放热峰之间存在一定的联系。所提出的阻率步长与热率步长之比值K与水泥基材料的开裂敏感性及碱含量密切相关。     

桥梁铺装纤维高强混凝土的力学及收缩性能试验研究

为研究不同纤维对桥面铺装高强混凝土力学性能及收缩性能的影响规律,通过室内试验分别设计了不同玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维掺量的高强混凝土试件,并针对不同龄期试件的抗压、抗折、抗拉强度以及干缩应变值进行对比分析。结果表明：玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维的掺入均可有效提升高强混凝土的力学性能,且对于混凝土的收缩变形均具有明显抑制效果,玄武岩纤维对于混凝土的抗压强度、抗折强度及干缩性能改善效果更好,而聚乙烯醇纤维则对混凝土的抗拉强度改善效果更为显著,其中玄武岩纤维的最佳掺量为0.15%,聚乙烯醇纤维的最佳掺量为0.1%。     

纤维增强水泥基材料强度和微结构的影响因素研究

为了研究沙漠砂和PVA纤维的工程应用,采用单因素试验方案,探索了纤维长度、纤维掺量、粉煤灰掺量和砂类别等因素对纤维增强水泥基材料力学性能的影响,分析了抗压强度和劈裂抗拉强度、抗折强度之间的相关性,并利用扫描电镜和压汞仪探究材料内部结构.结果 表明,随着纤维长度的变短和纤维掺量的增加,材料的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均呈现增大的趋势且三者之间线性相关.随着粉煤灰掺量的增加,材料的抗压强度不断降低,劈裂抗拉强度和抗折强度先增大后降低,粉煤灰的掺入改善了纤维-水泥基体界面.与石英砂对比,使用沙漠砂制备的材料劈裂抗拉强度和抗折强度相对提高,沙漠砂由于较小的粒径造成了材料中大孔隙和中孔隙累积体积占比的增大.     

断裂韧度对PVA纤维水泥基材料弯曲性能的影响

对加入超强吸水性能SAP颗粒形成的聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基材料,通过楔劈拉伸试验研究了材料的断裂韧度,三点弯曲试验研究了材料的弯曲性能,同时基于微观力学机理分析了断裂韧度对PVA纤维水泥基材料延性的影响.断裂试验结果表明:水泥基体断裂韧度随SAP颗粒掺量增大而减小;弯曲试验结果表明:开裂强度与弯曲强度随SAP颗粒掺量增大而降低,但弯曲韧度随SAP颗粒掺量增大而提高;依据能量准则与强度准则发现:掺入SAP颗粒后的PVA纤维水泥基材料的延性提高与高的E值与S值相关.     

矿物掺合料对水泥基材料干燥收缩影响的研究进展

较大的干燥收缩是引起混凝土开裂的主要原因之一,防治混凝土开裂是保证混凝土质量的重要举措,当前常用的主要技术措施为在优化配合比时掺入有益的矿物掺合料.本文对四种主要的水泥基材料干燥收缩理论及其适用范围进行总结,在此基础上,综述了矿物掺合料的种类、掺量、细度和掺入形式对水泥基材料干燥收缩的影响及其作用机理,指出了当前研究中存在的不足,并对未来研究方向进行了展望.     

低干缩延性材料-混凝土复合梁抗弯性能:模拟与验证（英文）

基于断裂力学建立了低干缩延性纤维增强水泥基材料(LSECC)/混凝土复合梁的抗弯模型,模拟了不同强度组合、不同LSECC层厚的复合梁抗弯性能。结果表明:在梁底复合低干缩延性材料不仅可提高梁的抗弯承载力,而且大幅提升梁的延性;复合梁的承载力和延性提升与材料强度和LSECC层厚相关;当LSECC强度较上层混凝土强度高时,复合梁的抗弯承载力和延性受LSECC层厚影响显著,随层厚的增加而提高。对不同强度组合、不同LSECC层厚的复合梁实施了三点弯曲试验,模拟结果与试验结果吻合良好。     

CNT-CF/水泥基材料导电性能研究

研究了碳纳米管-碳纤维水泥基材料(CNT-CF/水泥基材料)导电性能,并分析了CNT-CF/水泥基材料导电机制.研究了导电填料含量、水灰比、龄期、湿含量等因素对复合材料导电性能的影响.结果 表明:CNT-CF/水泥基材料导电性能良好,电阻率数量级控制在102 Ω·cm以下.最优导电组合配比为碳纤维掺量0.4wt％,碳纳米管掺量0.5wt％.CNT-CF/水泥基材料电阻率随碳纳米管掺量由0.1wt％增加到0.5wt％而减小,由0.5wt％增加到2.0wt％而增大.试样水灰比的提高在一定程度上能降低CNT-CF/水泥基材料电阻率.CNT-CF/水泥基材料电阻率在龄期0～7d减小趋势,在7～28 d有增大趋势.CNT-CF/水泥基材料湿含量越大,其电阻变化率越大,且二者具有良好的线性关系.     

环境温度对新拌水泥基材料流变性能的影响研究进展

新拌水泥基材料的流变性能表面上影响其施工性能,实质上决定了其结构的力学性能和耐久性能.水泥基材料的流变性能是时间和温度的非线性函数,获得不同温度下水泥基材料流变性能时变规律,是确保水泥基材料施工质量的关键.基于净浆、砂浆、混凝土三个层次详细介绍了温度对新拌水泥基材料流变性能影响,从水泥水化反应速率、有效水含量和减水剂分散效果三个方面分析了温度影响新拌水泥基材料流变性能的机理,以期为不同温度下水泥基材料施工提供指导.     

纤维混杂及其与膨胀剂复合对水泥基材料的物理性能的影响

选用不同尺度的钢纤维、高弹维纶纤维、低弹聚丙烯纤维,按二元或三元混杂增强水泥基复合材料,系统研究了其限缩与抗渗性能及其与膨胀剂的复合效应,并通过孔结构测试剖析了纤维混杂增强及其与膨胀剂复合对提高水泥基的限缩与抗渗能力的机理.     

聚乙烯醇纤维复合水泥基材料性能的研究进展

基于聚乙烯醇（properties of polyvinyl alcohol,PVA）纤维的各种性能优异性及其发展前景,PVA纤维作为一种性能优良并且价钱低廉的材料,能够改善水泥基材料抗压强度低、抗折强度低、抗裂性能差等缺点。同时PVA纤维是当前一种较好的水泥混凝土增强材料,并且PVA纤维具有价格低、强度高等特点,是一种化学合成纤维,在水泥基混合料中的增强效果比其他纤维要显著,但目前PVA纤维在水泥基材料中的实际应用还未受到太多关注,因此,本文将以PVA纤维作为主要研究对象,介绍PVA纤维对复合水泥基材料力学及耐久性能的影响。     

矿物掺合料对3D打印水泥基材料性能的影响

通过将粉煤灰和硅灰分别以单掺及复掺形式掺入3D打印水泥基材料中,研究其对打印材料工作性能及力学性能的影响.结果 表明:粉煤灰的掺入能够提高打印材料的流动度,但降低其可建造性;而硅灰的掺入效果则相反;不论单掺还是复掺,矿物掺合料的加入均会导致打印材料凝结时间出现不同程度延长;对于力学性能,粉煤灰的掺入会导致打印材料的抗压和抗折强度降低,而硅灰的掺入则会提高其力学性能;通过打印试样与浇筑试样的力学性能对比发现,由于打印工艺缺陷导致相邻打印长丝之间结合欠佳,产生孔隙,使得打印试样的强度低于浇筑试样,尤其对抗压强度影响显著.     

波纹管法测试水泥基材料自收缩的关键问题综述EI北大核心CSCD

水泥基材料早期收缩变形的科学测试是正确评估开裂风险的基本前提,针对国内尚无统一的自收缩测试方法现状,本文从体积–长度转换系数、自收缩变形起点、浆体早期微膨胀特征、模具的摩擦、试件密封性、温度控制、测试装置等方面出发,分析了国内外以波纹管测试自收缩的研究进展,在此基础上梳理了已有研究中相对模糊的概念,并总结了波纹管方法和其他方法的对比研究,为今后在国内推广应用波纹管法提供若干建议。     

纤维水泥基材料中纤维分布均匀程度与弯曲性能关系的研究

对配合比和加工制作过程完全相同聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料,通过采用一种对试件断面抛光,涂荧光粉的显微成像法对PVA纤维在水泥基材料中的分布状况进行量化测定;通过3点弯曲试验并结合测定结果研究了纤维分布对材料弯曲性能的影响.纤维测定结果表明:荧光显微成像法在划分网格适当的条件下可以准确的量化测定PVA纤维的分布,3点弯曲试验和纤维分布测定结果表明:纤维分布对材料的开裂强度没有影响,但是却决定了开裂强度到弯曲强度的提高幅度和弯曲韧度.纤维分布越均匀,提高幅度和弯曲韧度越大,同时材料的弯曲强度及相应的挠度也越大.     

沸石/TiO2光催化水泥基材料的降解性能研究

使用超声负压的方法制备出沸石/TiO2光催化剂,采用喷涂、掺入、露骨料的方法将此光催化剂负载到水泥基层制备出沸石/TiO2光催化水泥基材料,同时研究了不同光催化剂负载量对催化降解性能的影响.使用丙酮降解实验来测试沸石/TiO2光催化水泥基材料的催化降解性能,结果表明,采用喷涂方法制备的样品能够获得较好的催化降解性能,光催化剂的利用效率更高,当催化剂负载量为5％时,光催化水泥基材料对丙酮的降解率高达54.5％.通过SEM-EDS观察沸石表面的微区形貌以及TiO2的分布情况,使用FTIR表征TiO2与沸石之间的结合方式,结果表明,TiO2均匀分布于沸石表面,并且与沸石建立了较强的化学键连接,有利于沸石/TiO2光催化水泥基材料的长期稳定的降解性能.     

磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥混凝土的粘结性能研究

为了研究磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥混凝土的粘结性能,测试了磷酸钾镁水泥基材料浆体的抗压强度,同时测试了磷酸钾镁水泥基材料浆体与不同状态的硅酸盐水泥砂浆的粘结抗折强度和收缩变形,分析了磷酸钾镁水泥基材料硬化体的物相组成、微观形貌以及与硅酸盐水泥砂浆基体的粘结界面结构.结果表明:双掺粉煤灰和石灰石粉,使磷酸钾镁水泥基材料硬化体的结构更完善,抗压强度、粘结抗折强度和体积稳定性均明显提高.保持硅酸盐水泥砂浆基体的龄期大于7d和气干含水状态,磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥砂浆界面的结合力加强,粘结抗折强度明显提高.     

多尺度纤维增强水泥基材料的研究进展

随着现代工程技术的不断进步,超高层、超深井、大跨度等复杂恶劣环境对水泥基材料提出了更高的要求,鉴于水泥基材料是一种具有多尺度结构特征的复合材料,因此使用多尺度纤维是增强水泥基材料性能的有效途径.本文在综述国内外水泥基材料多尺度特征研究进展的基础上,介绍了水泥基材料的多尺度模型发展概况,指出了目前的研究中各个尺度模型之间的联系不够紧密的不足;总结了水泥基材料内部裂纹由微观至宏观的多尺度扩展、破坏过程;论述了单一纤维和多尺度纤维增强水泥基材料的研究现状,提出了目前应加强对多尺度纤维的增强机理的研究、开发性价比更高的纤维体系等建议.最后对多尺度纤维增强水泥基材料的研究方向进行了展望.