粗骨料超高性能混凝土流变与稳定性EI北大核心CSCD

为提升粗骨料超高性能混凝土(CA-UHPC)的流变与物相稳定性能,研究了硅灰、粗骨料和纤维用量对CA-UHPC流变性能的影响规律;建立了流变参数、纤维、骨料分布间的关系。结果表明:CA-UHPC呈剪切变稀行为,Modified bingham模型具有更准确的流变参数拟合结果,测试流动度宜控制在450~690mm。增加硅灰用量,屈服应力增大而黏度减小,剪切变稀现象弱化;增加粗骨料用量,屈服应力和黏度先降低后增加,剪切变稀现象加剧;增加钢纤维掺量,屈服应力和黏度均增加,并加剧了剪切变稀现象。硬化后试件从上至下,纤维分布减少,而骨料分布增多。粗骨料的整体均匀分散程度随骨料用量的增加而提升,但纤维会劣化粗骨料的均匀分散程度,且随纤维掺量增加,纤维和粗骨料均匀分布程度先升高后降低。     

定向分布钢纤维对超高性能混凝土的增强作用EI北大核心CSCD

将细短钢纤维定向分布在水泥浆中制备超高性能混凝土(UHPC),在不同的钢纤维体积掺量下,对比分析了定向分布钢纤维UHPC(D-UHPC)与乱向分布钢纤维UHPC(L-UHPC)的抗压、抗折和弯曲抗拉等强度,通过弯曲韧性、钢纤维与UHPC基体的界面黏结强度及宏观、细观照片来揭示其增强作用机理。结果表明:随着钢纤维掺量的增加,L-UHPC的抗压强度先增大后减小,D-UHPC的抗压强度则持续增大;两种UHPC的抗折强度均随着钢纤维体积掺量的增加而不断增大;在相同的钢纤维体积掺量下,D-UHPC的抗折强度均比L-UHPC的更高;试样受弯断裂过程中,D-UHPC所产生的裂缝宽度比L-UHPC的更窄,且出现了更多细小裂缝,可通过分散吸收荷载而表现出更高的弯曲韧性;D-UHPC的初裂挠度、极限抗拉挠度、初裂强度、极限抗拉强度和韧性指数在相同的钢纤维体积掺量时均比L-UHPC的有大幅度增加;钢纤维的埋入角越大,拔出荷载峰值越小,且荷载峰值对应的挠度越大,显示出钢纤维方向对UHPC力学性能的显著影响。     

基于纤维取向分布的应变硬化超高性能混凝土薄层抗拉性能EI北大核心CSCD

采用电磁无损检测分析自由流动浇筑的应变硬化超高性能混凝土(SH-UHPC)薄板内纤维取向分布,对沿垂直流动方向切割的试件进行直接拉伸试验(DTT)、四点弯曲试验(4PBT)及反分析。结果表明:在水平自由流动状态下,SH-UHPC薄层中纤维趋于垂直流动方向分布;SH-UHPC薄板内抗拉性能(非弹性段)波动大,主要由于纤维取向随着流动距离而不断变化;相比于4PBT,DTT能够更直接、更全面且更准确的得到SH-UHPC的抗拉性能。此外,基于试验及统计数据分析表明,SH-UHPC薄板中(90°方向)抗拉强度修正系数K_(f)=1.12,低于法国AFGC的推荐值;极限应变修正系数K_(ε)=1.25。     

骨料裹浆厚度对混凝土流变性能的影响EI北大核心CSCD

基于Bingham模型,测试了不同骨料裹浆厚度时新拌混凝土的流变参数,探究了骨料裹浆厚度对新拌混凝土流变性能的影响。结果表明,改变骨料裹浆厚度能够明显影响新拌混凝土的流变性能。在保持骨料基本参数不变时,随着骨料裹浆厚度的增加,混凝土的屈服应力、塑性黏度和静态屈服应力基本呈降低趋势,坍落度逐渐升高,混凝土的流动性得到改善;当在特定水灰比、骨料裹浆厚度相对较高时,拌合物的坍落度较高,且存在轻微离析现象。通过建立流变参数随骨料裹浆厚度的变化曲线,能够确定混凝土中的最佳胶凝材料用量,进而指导混凝土的组成设计。     

偏高岭土对混凝土性能的影响

对内掺偏高岭土混凝土的工作性和物理力学性能进行试验，分析影响其工作性最核心的因素，表明内掺偏高岭土量在20％左右时取得最佳的力学性能和工作性.     

增强纤维对超高性能混凝土改性效果及优化研究

为探索增强纤维对混凝土性能影响的规律,选用聚乙烯醇(PVA)纤维、超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维增强混凝土制备超高性能混凝土(UHPC)。通过性能测试,选出UHPC改性最佳纤维——PVA纤维和UHMWPE纤维。采用Design-Expert专业实验数据分析软件,对PVA和UHMWPE混杂纤维设计进行理论模拟,针对目标纤维进行掺量优化设计,得出当12 mm长度的PVA纤维的体积分数为0.3%、6 mm长度的UHMWPE纤维的体积分数为0.9%时,目标UHPC的抗折强度、抗压强度与流动度达到最优化设计目标。     

低收缩防辐射超高性能混凝土的制备及其性能形成机理EI北大核心CSCD

针对现有防辐射混凝土力学强度、抗冲击性能和防辐射性能难以兼顾的问题,研制了一种具有超高强度、低收缩、高防辐射和高抗冲击性能的超高性能混凝土(UHPC),并分析了其主要性能的形成机理。结果表明:制备的低收缩防辐射超高性能混凝土28 d抗压/抗折强度可达120/20 MPa,180 d收缩率可低至385×10^(-6),辐射屏蔽效率可达85%,动态冲击终裂总能耗可达5600kJ/m^(3);其性能主要源于UHPC密实设计原理,高钛重矿渣砂界面增强和"销钉结构"作用,高钛重矿渣砂内养护与膨胀剂交互作用,重晶石粉/砂、高钛重矿渣砂和钢纤维中Ba、Fe等主要组成元素的射线屏蔽作用,以及钢纤维和聚合物纤维的复合增韧作用。     

用电化学方法评价海砂超高性能混凝土中钢筋钝化行为EI北大核心CSCD

采用不同氯离子含量的模拟海砂制备超高性能混凝土(UHPC)及普通砂浆,通过线性极化法、交流阻抗法和循环极化法测试其内部钢筋钝化期内的电化学指标,研究了海砂UHPC中钢筋致钝演化规律,及氯离子对钢筋钝化膜生长的影响,并对比了海砂UHPC与普通海砂砂浆中钢筋钝化行为的差异性。结果表明:随着龄期增长,海砂UHPC中钢筋的锈蚀速率降低;随着海砂氯离子含量增大,锈蚀速率加快,但其影响有限,并没有对钝化膜的致密性造成影响;海砂氯离子含量在0.448%以下,钢筋均可在10 d内钝化,且钝化后锈蚀速率基本相同。     

偏高岭土配制高性能自密实混凝土的研究

偏高岭土是一种高活性人工火山灰材料,在水泥水化产物Ca(OH)2的作用下发生火山灰反应,起辅助胶凝材料的作用.偏高岭土单掺时最大掺量为7%,粉煤灰和偏高岭土双掺时二者的最佳掺量分别为15%、7%,此时混凝土的流动性和强度均得到提高.     

增强纤维对全风积沙超高性能混凝土收缩性能的影响

早期自收缩是影响超高性能混凝土体积稳定性的重要因素,特别是由粒径较小的风积沙作为骨料的全风积沙超高性能混凝土。试验采用建筑中常用的三种增强纤维,探索纤维种类与掺量对全风积沙超高性能混凝土早期自收缩的抑制规律。通过试验发现,三种纤维对全风积沙超高性能混凝土早期自收缩抑制效果由大到小依次为:PVA纤维玄武岩纤维钢纤维,在一定范围内,纤维的掺量越高,对全风积沙超高性能混凝土早期自收缩抑制效果越好。这一结论为探索增强纤维对全风积沙超高性能混凝土自收缩性能影响的规律提供了参考。     

偏高岭土替代硅灰配制高性能混凝土

用偏高岭土和硅灰分别与粉煤灰和矿渣复掺配制高性能混凝土。通过对各组试样进行力学性能、耐久性能检测和微观结构分析,探讨偏高岭土替代硅灰作为活性矿物掺合料的可行性。研究了偏高岭土的工作性能,同时系统地研究了偏高岭土的掺入对高性能混凝土性能的影响。研究结果表明：经700～800℃热处理得到的偏高岭土结晶度很低,具有相当高的水化活性;偏高岭土替代硅灰作为高性能混凝土的活性掺合料,所配制的混凝土具有良好的力学性能和耐久性能。     

基于聚乙烯纤维表面改性的超高性能混凝土应变硬化机理EI北大核心CSCD

采用不同浓度硅烷偶联剂(SCA)溶液对憎水的聚乙烯纤维(PE纤维)进行表面改性处理,用表面改性后的PE纤维制备超高性能混凝土(UHPC),测定其直拉应变硬化与开裂行为。结果表明:对于低水胶比(0.18)UHPC,掺有3%浓度SCA溶液改性PE纤维得到了较好的应变硬化效果,多缝开裂效果更为显著。改性PE纤维影响UHPC应变硬化的机理是,附着在PE纤维表面的硅烷偶联剂官能团与基体之间建立较强的化学粘结力,其中的自由羟基(—OH)与基体中水化产物C-S-H发生缩合反应,羟基(—OH)与Ca(OH)_(2)中的Ca^(2+)之间发生配位化合作用。     

石灰石微粉与偏高岭土复合对水泥强度和水化产物的影响EI北大核心CSCD

为探究石灰石微粉(LS)与偏高岭土(MK)在水泥中的复合效应,研究了两者以不同质量比复合对水泥砂浆强度的影响,并采用X射线衍射和热重分析研究了三元体系的水化产物。结果表明:LS与MK以1:1复合取代20%的水泥砂浆强度除3 d略低于水泥参比样外,7 d和28 d强度略高于或与参比样相当;复合取代量为30%时,LS与MK以2:1复合与以1:2比例复合,两体系3 d和7 d的强度相当,28 d时,高MK体系(LS/MK质量比为1:2)强度与参比样相当,而高LS体系(LS/MK质量比2:1)强度低于高MK体系约6 MPa;LS与MK以3:1复合取代量为40%时,体系在所研究各龄期的强度均显著降低,3、7 d和28 d强度分别为参比样的54%、55%和75%。LS与MK复合提高了水泥水化程度,强化了CaCO_3与铝质组分反应生成碳铝酸盐的化学效应,碳铝酸盐的衍射强度随龄期延长和复合体系LS的比例增加而增加。两者以适宜比例复合,可强化碳铝酸盐形成并实现与MK火山灰效应的复合,促进复合水泥不同龄期强度发展。     

钢纤维对超高性能混凝土弹性模量的影响EI北大核心CSCD

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。     

浇注方式对超高性能纤维增强混凝土中纤维取向及分布的影响

通过改变新拌浆体的浇筑方式(单侧浇筑和混乱浇筑)以及流动距离(400 mm,600mm,800 mm以及1000 mm),研究超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)中纤维取向与分布.结果 表明:采用从模具单侧浇注的方式以及增长流动距离都可改善纤维的取向与分布.此外,新拌UHPFRC中纤维的流动过程可分为三个区域:混乱期,稳定期和再混乱期.     

偏高岭土对预制混凝土路面材料耐久性能的影响

预制装配式混凝土路面因其养护时间短、维修方便、性能优异而发展迅速,但高温导致的膨胀应力造成混凝土内部裂纹的发生扩展,有害孔含量增加,造成预制混凝土耐久性能降低。本文通过加入偏高岭土作为辅助胶凝材料改善预制混凝土路面材料耐久性能,研究了不同掺量（0%、3%、6%、9%、12%）的偏高岭土对其力学和耐久性能的影响规律。研究表明,偏高岭土可以显著提高混凝土的强度、抗冻性和抗渗性能。     

偏高岭土对活性粉末混凝土力学性能及微观结构的影响

活性粉末混凝土(RPC)具有优异的力学性能和耐久性能,应用前景广阔.为探讨偏高岭土(MK)对RPC的影响,通过MK火山灰活性指数测试,抗压强度、抗折强度和弹性模量试验,以及X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞和纳米压痕分析,研究了0％、5％、10％、15％和20％的MK等质量取代胶凝材料对RPC力...     

超细粉煤灰和偏高岭土对高强混凝土耐热性能的影响

以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料,超细粉煤灰和偏高岭土作为辅助胶凝材料制备了高强混凝土,研究了其在400℃热处理前后的力学性能,分析了浆体物相组成、断面形貌的变化.结果 表明,超细粉煤灰和偏高岭土的引入可以明显改善高强混凝土受热条件下的力学性能,同时引入30wt％超细粉煤灰和5wt％偏高岭土可制备出常温抗压强度、残余强度分别为87.18MPa、109.72 MPa的高强混凝土.微观分析发现,在热处理过程中,未掺加辅助胶凝材料的试样浆体中氢氧化钙和硅钙石分解,浆体结构劣化,力学性能退化明显;掺加超细粉煤灰可以改善试样浆体的孔结构,且超细粉煤灰可在高温下与氢氧化钙及其分解产生的氧化钙反应生成更多的硅钙石以及耐高温矿物相,改善了加热过程中由于氢氧化钙和部分硅钙石分解而产生的结构缺陷,进而提升材料耐热性能,使得混凝土热处理后的残余强度不降反升;在掺加超细粉煤灰的同时复掺偏高岭土,可以在常温下水化生成更多的水化硅酸钙凝胶,使得粉煤灰微珠与浆体的界面结合更加紧密,并在高温下进一步加快水化反应速率,在浆体中生成大量硅钙石、钙铝榴石与蓝晶石三种耐高温物相,进而大幅度提升混凝土的耐热性能,使得混凝土高温残余强度更高.     

超高性能混凝土裂缝自愈合研究进展EI北大核心CSCD

超高性能混凝土(UHPC)是一种新型的水泥基材料,具有良好的裂缝自愈合潜力。对UHPC裂缝自愈合的研究进展进行了综述,归纳了UHPC基本特性及裂缝自愈合机理,讨论了裂缝自愈合行为对UHPC性能的影响,分析了最新的裂缝自愈合表征技术及自愈合理论模型,总结了目前UHPC裂缝自愈合研究中存在的关键问题,并提出了发展展望。     

偏高岭土对预制混凝土路面材料耐久性能的影响

预制装配式混凝土路面因其养护时间短、维修方便、性能优异而发展迅速，但高温导致的膨胀应力造成混凝土内部裂纹的发生扩展，有害孔含量增加，造成预制混凝土耐久性能降低。本文通过加入偏高岭土作为辅助胶凝材料改善预制混凝土路面材料耐久性能，研究了不同掺量（0%、3%、6%、9%、12%）的偏高岭土对其力学和耐久性能的影响规律。研究表明，偏高岭土可以显著提高混凝土的强度、抗冻性和抗渗性能。