结晶外加剂对混凝土裂缝自修复的作用

为了增强水泥基材料自修复的潜力,对掺入渗透结晶材料的混凝土混合物进行了评估。通过测量改性混凝土的强度和裂缝宽度,分析了使用结晶掺合料对混凝土力学性能与裂缝宽度的影响。结果表明渗透结晶材料有利于改善混凝土的抗压性能和裂缝自修复宽度,提高了混凝土的结构完整性。     

渗透结晶型防水材料赋予混凝土裂缝自愈合性能的研究

将渗透结晶型防水材料掺入混凝土中,采用混凝土平板试验法,研究了渗透结晶型防水材料对混凝土宏观裂缝自愈合性能的影响.结果表明:渗透结晶型防水材料时混凝土初期裂缝的产生有一定的抑制作用,并赋予混凝土优良的裂缝自愈合性能.     

水泥基渗透结晶型防水材料的研究现状

水泥基渗透结晶型防水材料用于水泥混凝土结构,可以提高混凝土的密实度,降低混凝土的渗透性,从而提高混凝土的防水性能和耐久性能。该类材料使混凝土具有微裂缝自修复功能,可弥补混凝土材料自身的诸多不足,为混凝土结构提供长久保护。本文综合叙述了水泥基渗透结晶型防水材料的作用机理,对混凝土力学性能、耐久性能和裂缝自修复功能影响的研究现状。     

自愈合抑温防水复合材料的制备与性能研究

以28 d抗压强度和抗渗压力比为指标,研制出了一种新型自愈合抑温防水复合材料。研究了掺入自愈合抑温防水复合材料砂浆的裂缝自修复性能,并对其进行XRD和SEM微观分析。结果表明：掺入自愈合抑温防水复合材料后,水泥净浆抑温率47%,混凝土一次抗渗压力比（28 d）可达400%,二次抗渗压力比（56 d）325%,28 d抗压强度比113%,砂浆0.3 mm裂缝90 d可实现自愈合。防水材料中的结晶成分和活性物质能够促使水泥水化,与水泥水化产物发生反应,生成结晶体填充裂缝和孔隙,从而提高试件的防水性能和自修复能力。     

Penetron防水涂料改善混凝土性能的试验研究

研究了Penetron水泥基渗透结晶型防水涂料本体材料配制的砂浆在硫酸(PH=3)、氯化钠(PH=7)、氢氧化钠(PH=11)、水(PH=7)溶液中浸泡条件下的性能(质量和强度)变化;并对其在混凝土中性能表现展开试验,考察外涂Penetron混凝土的耐久性能和力学性能的改善.     

渗透结晶材料对混凝土裂缝宽度的修复性能

为研究渗透结晶防水材料对混凝土裂缝的自修复功能,采用人为制造裂缝后进行混凝土抗渗的试验方法,结合扫描电子显微镜(SEM)对混凝土的微观结构进行了分析和表征。结果表明,在既定的混凝土和水泥浆配合比下,28d龄期时渗透结晶防水材料对混凝土小于1.0mm的裂缝具有很好的自修复作用。掺加渗透结晶材料的水泥浆与混凝土间的界面结合程度与表面无裂缝的混凝土界面过渡区结构基本相同。裂缝宽度大于1.0mm,水泥浆与混凝土间的界面处空隙较大,混凝土抗渗性能降低。     

微生物矿化修复混凝土裂缝抗渗水性能试验研究

微生物裂缝自修复混凝土能够有效地实现裂缝的自我诊断和自我修复。利用好氧嗜碱微生物Bacteria.H1的矿化沉积作用,将其作为自修复剂,且用膨胀珍珠岩固载Bacteria.H1,研制出了一种新型裂缝自修复混凝土。通过扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射(XRD)对裂缝填充物进行分析,养护28 d的修复结果证明该研究方法具有较好的自修复能力,试验中自修复混凝土修补最大裂缝宽度是0.72 mm,是普通混凝土最大自修复宽度的1.8倍,且裂缝沉淀物是以球形和棱柱体形式存在的碳酸钙晶体。通过抗渗水性能试验的研究,自修复混凝土试件养护7 d后,渗水系数比普通混凝土低72.28%,表明这种新型自修复混凝土具有良好的抗渗水性能。     

水溶性渗透结晶材料对混凝土性能影响的研究

水溶性渗透结晶(DPS)材料是在传统水泥基渗透结晶(CCCW)材料基础上发展起来的新型混凝土表面修护材料。借助平板开裂试验、渗水高度试验和透水速率试验,研究了DPS材料对混凝土抗压强度、早期抗裂性能、裂后自愈合能力和抗渗性能的影响。结果表明:DPS材料能够抑制混凝土的泛碱现象,降低早期裂缝的发生风险,提高混凝土抗压强度,并显著提高抗渗性能和裂缝自愈合能力;DPS材料的裂缝修复效果与DPS材料用量、裂缝宽度、养护时间有关,在DPS材料用量为250~350 mL/m^(2)时,早期裂缝降低率可达88.2%~95.0%,喷涂后比较经济的养护时长为7~14 d。     

矿渣混凝土力学性能及耐久性能的研究

研究了不同水胶比下,矿渣对混凝土力学性能、抗碳化性能及抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:矿渣的掺入可以提高混凝土后期的抗压强度,并改善抗碳化性能及抗氯离子渗透性能;水胶比依然是影响矿渣混凝土性能的重要因素;低水胶比条件下,矿渣的掺入使混凝土具有更高的抗压强度、抗碳化性能及抗氯离子渗透性能。     

水泥基渗透结晶型防水材料在蒸压PHC管桩混凝土中应用的试验研究

蒸压PHC管桩是广泛应用的一种桩基材料,然而在生产和施工中桩身容易产生微裂纹。鉴于水泥基渗透结晶型防水材料具有良好的裂缝修复能力,选用掺入型和涂刷型两种水泥基渗透结晶防水材料,通过对管桩混凝土试件施加不同应力水平的模拟裂纹,分别在空气、自来水、盐水等三种方式下养护,对比研究其对管桩混凝土裂缝的修复能力。研究结果显示,掺入型防水材料对管桩混凝土裂缝基本无修复能力,不适用于管桩混凝土,而涂刷型防水材料对管桩混凝土裂缝可能有一定修复能力。     

AQUAPEL防水剂在地下室底板混凝土中的应用

AQUAPEL是一种在混凝土拌合时加入的新型水泥基渗透结晶型本体防水添加剂。澳门凯旋门广场地下室底板所用的混凝土在掺入一定量的AQUAPEL后,混凝土拌合物的流动性能提高;硬化混凝土的抗渗性能显著提高,渗透压力比大于267%,抗压强度也有所提高。     

标准钢筋混凝土三点弯曲梁双K断裂特性试验研究

为研究缝高比对钢筋混凝土起裂韧度、失稳韧度等断裂参数的影响,以及钢筋在混凝土裂缝扩张过程中对裂缝的限制作用,设计制作了4组初始缝高比分别为0.2、0.3、0.4、0.5的标准钢筋混凝土三点弯曲梁,对其进行了断裂性能试验研究。根据试验现象分析了裂缝扩展过程,在此基础上建立了断裂韧度计算模型,给出了考虑钢筋限裂作用后的有效裂缝长度计算式。研究结果表明：在引入适应于钢筋混凝土的断裂韧度后,其裂缝扩展过程也可以用双K断裂准则来描述;当试件的初始缝高比大于或等于0.4时,钢筋混凝土三点弯曲梁的起裂断裂韧度和失稳断裂韧度与初始缝高比无关;声发射参量可以准确地确定试件的起裂荷载值,而且与传统的应变片法相比,声发射信号能更好地反映试件内部真实的起裂状态。     

长龄期中低热混凝土断裂性能试验研究

为了研究水泥种类对长龄期混凝土材料断裂参数的影响,采用楔入劈拉试验和强度试验的方法,再结合双K断裂理论,对比分析低热和中热硅酸盐水泥混凝土的断裂性能。试验结果表明:长龄期低热混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度与中热混凝土的比值分别为1.11、1.07倍;相同初始缝高比条件下,长龄期低热混凝土的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度和断裂能明显高于中热混凝土;低热和中热混凝土的起裂断裂韧度都与初始缝高比无关,可视为材料的固有参数,失稳断裂韧度随初始缝高比的增加而减小;亚临界裂缝扩展量都随初始缝高比的增加而减小,随初始缝高比的增加,混凝土材料的韧性越差,裂缝扩展越不充分;相同初始缝高比条件下,中低热混凝土的亚临界裂缝扩展量相差不大。     

自密实混凝土抗裂性能研究

对水胶比为0.43的自密实混凝土和普通泵送混凝土的早期开裂性能和干缩开裂性能进行了对比研究.研究结果显示,在同样水胶比情况下,在早期开裂和干缩开裂试验中,自密实混凝土的裂纹宽度均较普通泵送混凝土细,裂纹数量均较普通泵泵送混凝土多;从总体上评价,自密实混凝土的抗早期开裂和于缩开裂的性能均优于普通泵送混凝土.     

高性能混凝土约束收缩对氯离子扩散的影响

对粉煤灰和矿渣粉双掺总量占胶凝材料总质量的百分比分别为30%,40%和50%及掺合比例分别为1∶2,2∶3和1∶1的高性能混凝土进行了平板收缩试验和快速氯离子扩散系数测定（RCM法）试验,分析了高性能混凝土有约束和无约束收缩开裂性能及对氯离子扩散系数的影响规律。研究结果表明:无约束的混凝土平板均未发生开裂,有约束的混凝土平板基本开裂,双掺矿物掺合料显著改善了混凝土的抗裂性能,当粉煤灰和矿渣粉的掺合比例为1∶1时,其抗裂性能最好,且随着掺量的增加,混凝土的抗裂性越好;矿物掺合料双掺总量和掺合比例一定时,各配比约束收缩混凝土的等效氯离子扩散系数均高于无约束收缩混凝土的氯离子扩散系数,即约束收缩增大了混凝土的氯离子扩散系数,收缩应变越大,混凝土的抗氯离子性能越差;当粉煤灰和矿渣粉掺合比例为1∶1时,约束收缩对混凝土内氯离子扩散的影响最小。     

粉煤灰对受弯开裂钢筋混凝土内氯离子侵蚀的影响

为了研究粉煤灰掺量对受弯开裂钢筋混凝土中氯离子侵蚀过程的影响,采用三点受弯的方法将粉煤灰掺量(质量分数)分别为0%,15%和30%的混凝土梁进行两两自锚,并将不同开裂状态下的试验梁放置于5%(质量分数)的NaCl溶液中进行干湿循环侵蚀试验.结果表明：干湿循环作用下,受弯开裂混凝土的表层对流区深度在10~20mm,且随着裂缝宽度的增加,对流区深度逐渐增大;混凝土的氯离子渗透性能随着弯曲裂缝宽度的增大而提高;粉煤灰掺量在15%以上时能有效改善开裂混凝土的抗氯离子渗透性能,其等效氯离子扩散系数是普通混凝土的1/8~1/6;扩散分析时,混凝土损伤劣化效应系数K与裂缝宽度w,粉煤灰掺量f可用指数关系进行拟合.     

同配合比条件下再生骨料混凝土与基准混凝土的力学性能比较研究

本文进行同配合比条件下再生骨料混凝土（RAC）与基准混凝土力学性能比较的试验研究。采用来源于高、中、低三种不同水胶比（0．60、0．40、0．26）混凝土加工而成的再生骨料。配制RAC，测定抗压强度、劈裂抗拉强度和断裂能。同配合比RAC的断裂能比基准混凝土有所降低，且降幅随水胶比下降而增大。故低水胶比RAC的抗裂纹扩展能力较低。高水胶比RAC抗压强度略低于基准混凝土；而低水胶比RAC抗压强度则高于基准混凝土。是缘于再生骨料吸水性较高。使实际水胶比降低。但同等配合比条件下RAC的劈裂抗拉强度均低于基准混凝土。     

混凝土早期随机塑性开裂特征及分形评价

针对混凝土早期裂缝日益严重的现象,研究不同水灰比混凝土早期开裂的规律及分形特征,为优化混凝土配合比减少早期裂缝提供理论依据。采用平板约束法对不同水灰比的混凝土的早期开裂进行测试;并应用分形理论测量并计算不同水灰比混凝土裂缝的分形维数。水灰比从0.44减小到0.28,6h裂缝总长增加2.1倍,最大裂缝宽度增加了5.9倍,分形维数从0.95增加到1.14。研究表明,水灰比的减小加剧了混凝土的塑性开裂;应用分形理论定量描述混凝土早期裂缝的分布规律是十分有效的,为评价早期开裂提供了有力的工具。     

考虑钢筋锈蚀的纳米SiO2强化再生骨料混凝土梁受力性能研究

采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能,分别考虑强化液中纳米SiO₂掺量、再生粗骨料取代率的影响,设计制作了1根普通混凝土基准梁和8根再生骨料混凝土矩形截面梁,采用内置近距离小阴极的方法对梁内受力钢筋进行通电非均匀加速锈蚀,待受拉主筋锈蚀到一定程度后进行四点受弯加载,对加载过程中的裂缝开展情况、荷载-挠度曲线以及极限承载力进行了记录及分析。考虑钢筋锈蚀率及再生骨料取代率等因素的影响,对锈胀开裂之后的再生骨料混凝土梁的承载力计算公式进行了修正,得出了可用于设计的受弯承载力计算公式。结果表明:相同锈蚀程度下,强化再生骨料混凝土梁的抗弯承载力比天然骨料混凝土有所降低,其中25%再生骨料取代率时承载性能退化较多,抗弯承载力下降19.3%; 混凝土裂缝开展趋势较为一致,最大裂缝宽度随钢筋锈蚀程度增加而增大,随纳米SiO₂掺量增加先减小后增大; 近距离小阴极通电可实现混凝土内钢筋的加速非均匀锈蚀; 所提出的方法及获得的结论有助于推动再生骨料混凝土在沿海等不利环境中的应用。     

带裂缝服役混凝土结构力学性能的多尺度模拟方法

为了研究既有裂缝及其扩展对服役混凝土结构力学性能的影响,建立了以随机骨料和黏结单元为基础的细观结构黏聚区模型,并进一步建立了带裂缝混凝土梁的一致多尺度等效模型。在开裂区域引入符合牵引分离准则的黏结单元来考虑裂缝的随机扩展,通过随机骨料投放来模拟骨料、砂浆等混凝土的细观结构组成。采用已有试验结果对细观结构黏聚区模型进行了验证,该方法能够模拟混凝土裂缝的随机扩展及其应力-应变全过程曲线。然后,对不同裂缝深度的混凝土试件进行单轴拉伸试验的数值模拟,采用一致多尺度模型对不同裂缝深度的混凝土梁进行模拟,并对其计算效率和精度进行了比较。结果表明：对于初设裂缝深度小于0.3h(h为混凝土试件高度),试件尺寸对混凝土抗拉强度的影响很小,而当初设裂缝深度大于0.3h时,试件尺寸对混凝土抗拉强度的影响明显;随着初设裂缝深度的增加,混凝土的抗拉强度和弹性模量以及混凝土梁的抗弯刚度、受弯承载力逐渐减小;在不同区域采用不同控制尺度建立的一致多尺度细观结构等效模型能够模拟混凝土梁的裂缝及其随机扩展,并且能在不显著影响其计算效率的情况下保证其计算精度。