碳酸锂与纳米碳酸钙对UHPC早期力学性能的影响

研究了在常温养护条件下,无机早强剂碳酸锂(Li2 CO3)、纳米材料纳米碳酸钙(NC)对超高性能混凝土(UHPC)流动性能和早期力学性能的影响,并采用SEM、XRD对其早期水化产物形貌及水泥水化反应程度进行探讨.结果表明:单掺时,Li2CO3最佳掺量为0.100％(质量分数),与未掺试件相比,1 d抗压强度提升44％,1 d抗折强度提高28％;NC最佳掺量为3％(质量分数),1 d抗压强度提高45％,1 d抗折强度提高24％.0.100％(质量分数)的Li2 CO3与3％(质量分数)的NC复掺时,1 d抗压和抗折强度分别为72.1 MPa和13.9 MPa,与对照组相比分别增加了68％和38％,28 d的抗压和抗折强度分别为132.2 MPa、24.5 MPa,且强度无损失.在常温条件下可制备出高早强UHPC.     

纳米材料对超高性能混凝土动态力学特性的影响实验研究

对掺入不同种类和含量纳米材料的超高性能混凝土分别进行了静、动态压缩和劈裂试验,分析了纳米材料种类及其含量对超高性能混凝土材料动态力学特性的影响,给出了超高性能混凝土动态增长因子曲线.结果表明:超高性能混凝土为应变率敏感性材料,超高性能混凝土的动态强度随着应变率的增大而增强;纳米材料种类对超高性能混凝土动态强度的影响不明显,但对其动态增长因子影响比较显著;纳米材料含量对超高性能混凝土动态强度和动态增长因子影响明显,适宜的掺量能够更有效地改善超高性能混凝土的动态力学性能.     

振动搅拌对超高性能混凝土施工及力学性能影响

搅拌过程是超高性能混凝土(UHPC)获得良好施工性能及实现优异力学性能的重要环节.为此,设计两个UHPC配合比,分别采用传统单、双卧轴强制搅拌及振动搅拌,通过对比试验研究振动搅拌对UHPC施工及力学性能影响.通过扩展度、抗压强度和四点弯曲试验,得到了各组UHPC随不同湿拌时间的扩展度、充分湿拌时间、静停一段时间扩展度损失量、抗压、抗折强度、能量吸收、断裂能及弯曲应力-挠度曲线及四点弯曲出现可视裂纹时下缘等效拉应力;对抗压、抗折强度进行了变异性分析;利用应力-挠度曲线,基于规范及其改进法、Nemkumar法计算了弯曲韧性指标.结果表明:湿拌时间相同时,振动搅拌相较强制搅拌可显著提升UHPC的扩展度;UHPC达最大扩展度时,单、双卧轴强制搅拌和振动搅拌的充分湿拌时间分别为6 min、6 min、5 min;振动搅拌3 min时,UHPC扩展度即可达到或超过充分湿拌(6 min)时的强制搅拌;静停时间为4 h时,振动搅拌下UHPC的扩展度损失量均较大幅度低于强制搅拌;振动搅拌相较强制搅拌可显著提升UHPC的抗压强度,提升幅度最大可达33.1％(平均值)和41.46％(标准值),同时变异系数大幅降低;不同搅拌方式时,UHPC抗折强度平均值和标准值基本持平,但振动搅拌可显著降低抗折强度变异系数,降低幅度在19.61％ ～80.85％之间;采用振动搅拌时UHPC弯曲韧性指数、能量吸收及断裂能均显著优于强制搅拌.     

石粉含量与钢纤维长度对机制砂超高性能混凝土性能的影响

为利用机制砂作细集料制备一种低成本的超高性能混凝土(UHPC),研究了石粉含量(5％ 、7％ 、10％ 、12％ 、15％)与3种长度的钢纤维及其2种钢纤维混杂对花岗岩机制砂UHPC的工作性能和力学性能的影响规律,并与河砂UHPC进行了对比.结果表明,机制砂UHPC的流动性低于河砂UHPC,且随石粉含量的增加而显著降低,机制砂UHPC的抗压强度、抗弯拉强度和弹性模量随石粉含量的增加呈先增大后降低趋势,当石粉含量≥10％ 时,机制砂UHPC的各项力学性能高于河砂UHPC.在钢纤维总体积掺量保持2％ 不变情况下,随钢纤维长度增加,UHPC的流动性降低,力学性能增大;当1％ 的长度13 mm平直钢纤维和1％ 的长度20 mm端勾钢纤维混杂时,机制砂UHPC的各项力学性能最佳.     

层布式钢纤维混凝土力学性能试验研究

通过试验,研究了钢纤维掺量对层布式钢纤维混凝土力学性能的影响,对比了层布式钢纤维混凝土与素混凝土和整体掺配式钢纤维混凝土的力学性能,结果表明:层布式钢纤维混凝土显著改善了混凝土的力学性能,提高了混凝土的韧性,是一种值得在路面施工中推广的新材料.     

钢纤维对超高性能混凝土弹性模量的影响

测试了掺有3种不同规格、4种不同掺量圆直形钢纤维的超高性能混凝土(UHPC)的弹性模量、立方体抗压强度和流动性能,分析了钢纤维几何参数和掺量对UHPC弹性模量的影响。结果表明:UHPC弹性模量、抗压强度随纤维掺量的增加而增大,随纤维的长径比增大而增大;新拌UHPC的流动性能则相反。钢纤维的掺入,对UHPC弹性模量具有正、负双重效应。纤维本身较高的弹性模量,发挥着正效应;但纤维同时会降低UHPC的流动性能,增大孔隙率和内部缺陷,削弱基体弹性模量,发挥负效应;综合呈现正效应。基于试验结果,建立了考虑纤维掺量和几何参数的UHPC弹性模量的半经验预测公式。UHPC弹性模量与抗压强度具有明显的相关性,为此建立了二者关系的经验公式。最后,基于收集到的42篇文献中320个试验数据,对上述半经验和经验公式进行了验证与修正,以扩大其适用范围。     

钢纤维改善混凝土力学性能和微观结构的研究

研究了水胶比为0.45,钢纤维掺量为0、0.5％、1.0％、1.5％和2.0％的五种混凝土的力学性能以及其水化28天后的微观形貌.结果表明:钢纤维对混凝土的抗压强度改善并不明显,当钢纤维掺量为1.5％时,混凝土的抗压强度仅比普通混凝土提高了7.4％;但钢纤维的掺入大大提高了混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度,当钢纤维掺量为1.5％时,混凝土劈裂抗拉强度提高了80％,当钢纤维掺量为2.0％时,混凝土抗拉强度提高了近一倍.混凝土的宏观力学性能特征与微观结构分析结果相吻合.     

中含量钢纤维混凝土的力学性能研究

通过掺入体积含量-的剪切钢纤维,制做了钢纤维混凝土。研究了钢纤维混凝土的抗压、抗 1%6% 弯强度等参数的规律。探讨了钢纤维混凝土的强度复合机理和力学特性。     

混合钢纤维活性粉末混凝土力学性能研究

采用两种不同尺寸的钢纤维混合掺入活性粉末混凝土中;通过轴压、劈裂和四点弯曲的力学性能试验,研究混合钢纤维活性粉末混凝土的抗压强度、抗拉强度及抗折强度,得到不同钢纤维组合比例对活性粉末混凝土力学性能的改善作用;采用ASTMC1018提出的韧性指数法来衡量混合钢纤维活性粉末混凝土弯曲韧性.结果表明:同体积纤维掺量下,混合钢纤维活性粉末混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及弯曲抗折强度均较单掺一种纤维有一定程度的提高;混合掺入钢纤维后活性粉末混凝土韧性改善效果显著,采用0.5％长纤维与1.5％短纤维组合可以达到最佳增韧效果.     

偏高岭土对高流动性钢纤维混凝土早期力学性能和细观结构的影响

为了提高泵送混凝土流动性及早期力学性能,降低水泥用量,本文研究了高流动性偏高岭土和钢纤维复合混凝土的流动性、抗压和抗拉强度、弹性模量、破坏形态和微观结构,并在此基础上评价了偏高岭土和钢纤维对混凝土性能的影响。结果表明,随着钢纤维和偏高岭土含量的增加,浆体的流动性降低,偏高岭土影响更加显著。偏高岭土提高了钢纤维混凝土养护7 d后的抗压强度、抗拉强度和弹性模量,钢纤维对残余拉伸强度和裂纹扩展有明显的影响。通过扫描电镜(SEM)观察与X射线衍射(XRD)分析,偏高岭土的添加使试样内部产生了更稳定的水化硅酸钙(CSH)凝胶、单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和高硫型水化硫铝酸钙(AFt)等物质。这些产物减少了孔隙和缺陷的产生,增强了界面过渡区的粘结力。由于偏高岭土和钢纤维对和易性的影响机制分别为增加黏度和提升浆体的抗剪切能力,本质上都为阻碍各组分的相对运动,所以二者在降低混凝土流动性方面具有耦合作用。偏高岭土与钢纤维影响混凝土力学性能的阶段不同,前者在未开裂阶段,后者在开裂阶段。     

超高性能混凝土在中国的研究和应用

超高性能混凝土作为一种新型水泥基材料,具有强度高,耐久性优异的优点.本文综述了超高性能混凝土在中国的研究和应用.使用常规辅助性胶凝材料取代水泥和硅灰,在普通工艺下,也可制备出满足性能要求的超高性能混凝土.硅灰和纳米二氧化硅可加速超高性能混凝土胶凝材料的水化速度,但矿粉延缓了超高性能混凝土胶凝材料的水化速度.超高性能混凝土具有均匀致密的微观结构.超高性能混凝土的抗拉、抗弯、抗剪、粘结强度、峰值应变等均远大于普通混凝土,掺入钢纤维可显著增大超高性能混凝土的韧性.超高性能混凝土的抗冻性和抗锈蚀性能均优于普通混凝土.自从中国2005年第一次将超高性能混凝土应用于工程中,超高性能混凝土已经广泛应用于电缆槽盖板、高速铁路、地铁、桥梁、挂檐板和人行道盖板中.     

基于紧密堆积理论优化超高性能混凝土钢纤维参数

基于改良的Andreasen & Andersen 颗粒堆积模型优化设计了超高性能混凝土(UHPC)的基础配合比,研究了钢纤维的形状、含量及混杂钢纤维对UHPC湿堆积密实度的影响。然后采用D-最优设计(DOD)方法,预测和评估混杂钢纤维对UHPC湿堆积密实度的影响,并基于DOD模型优化设计了UHPC的最佳钢纤维掺量。结果表明,长直纤维、短直纤维、端钩纤维的掺入会对UHPC堆积体系、密实度带来不同程度的影响,其中端钩纤维对UHPC密实度的降低程度最大。此外,钢纤维掺量与UHPC堆积体系也有一定关系,当纤维掺量超过2.0%(体积分数,下同)时,UHPC的密实度急剧下降,造成UHPC堆积体系的显著破坏;基于建立的DOD优化模型分析得出,0.9%的长直纤维与1.1%端钩纤维为最佳纤维混杂方式,可使得钢纤维对UHPC堆积体系的扰乱作用最小化。     

钢渣微粉生态型超高性能混凝土力学性能影响因素分析

为促进钢铁企业废渣的无害化处理与资源化利用,将钢渣制成微粉替代石英粉制备生态型超高性能混凝土(UHPC)是其再利用的有效途径之一。针对配制钢渣微粉UHPC的原材料因素影响问题,采用正交试验法对不同配合比下钢渣微粉UHPC的抗压、抗折、劈裂抗拉等强度指标及弹性模量进行测试,以分析硅灰、钢渣微粉、河砂和钢纤维四种原材料掺量对其各项性能指标的影响效果。结果表明：钢纤维体积掺量对钢渣微粉UHPC的各项力学性能影响最为显著,河砂、钢渣微粉掺量影响程度较大,硅灰掺量影响程度较小;立方体抗压强度、抗折强度、静力受压弹性模量指标下的显著性影响顺序为钢纤维>河砂>钢渣微粉>硅灰,轴心抗压强度、劈裂抗拉强度指标下的显著性影响顺序为钢纤维>钢渣微粉>河砂>硅灰;经正交试验得出最佳配合比方案,按该方案制备的钢渣微粉UHPC具有良好的工作性能与力学性能。     

纳米材料的性质及其在卷烟工业上的应用

综述了纳米材料的性质及其在卷烟工业上的应用,认为在卷烟工业上纳米技术是提高烟草质量的一种重要的新兴技术,纳米材料在卷烟工业上的应用前景十分广阔.     

磁性纳米凹凸棒土改性聚乙烯醇复合材料的性能

在通过化学沉降法制备不同复合率的磁性凹凸棒土(MAT)的基础上,以溶液共混的方法制备了聚乙烯醇(PVA)-MAT纳米复合材料,并用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、热重分析等方法对复合材料的形貌、结构、热性能进行了分析,同时测试了复合材料的力学性能,对磁性凹凸棒土的改性和增强机制进行了探讨。     

纳米材料在钢结构防火涂料中的应用及前景

针对近年来钢结构防火涂料的研究现状,提出了利用纳米材料优越的性质将其应用于钢结构防火涂料中这一新的研究思路。介绍了火灾条件下对钢结构构件的破坏机理,评述了防火涂料的基本原理,综述了利用纳米材料优越的性质在钢结构防火涂料中取得的科研成果。同时预期了钢结构防火涂料的发展方向,为防火涂料的进一步发展提供了理论和方法上的参考。     

养护制度对超高性能混凝土微观结构和力学性能影响的研究综述

超高性能混凝土(UHPC)是指兼具超高抗渗性能和力学性能的纤维增强水泥基复合材料。在制备UHPC过程中,高温、加压的养护制度是UHPC获得高性能的重要手段。本文综述了不同的养护制度对UHPC基本力学性能和微观结构的影响,并分析其作用机理。研究表明,热养护加速了UHPC的水化过程,提高了材料的密实度,使其具有超高强度。在引入SiO₂组分下,热养护比标准养护使UHPC具有更致密的微观结构和更好的早期力学性能。但温度过高导致界面孔隙结构粗化和微裂纹产生,造成损伤,不利于UHPC的后期强度发展。本文旨在综合比较不同养护制度对UHPC力学性能和微观结构的影响,进而指导其生产和工程应用。     

自密实型超高性能混凝土(UHPC)的优化设计与性能研究

从配合比的优化设计入手制备了自密实超高性能混凝土(UHPC),并对其性能进行了研究.首先,通过最紧密堆理论确定三种不同粉体组成的基体;分析了减水剂对基体的流动性、强度以及水化放热过程的影响.在上述实验的基础上,优选出一组基体,与相对较低掺量的高效减水剂相结合,制备出自密实UHPC,并对其自密实性能和力学性能进行研究.研究结果表明:优选的水泥粉煤灰基体在减水剂掺量为2.3％(23 kg/m3)时制备的UHPC,达到自密实混凝土的自密实性能要求;极限拉伸应变为2.5‰,韧性指数I5、I10、I20分别为7.1,15.6,30.8,均符合UHPC的力学性能指标.