新型超快硬磷酸盐修补材料抗盐冻剥蚀性能

着重对在除冰盐和冻融循环共同作用下 ,磷酸盐水泥 (MPB)基材料的盐冻剥蚀破坏和与OPC混凝土之间的粘结强度损失进行了研究。试验结果表明MPB材料本身具有很高的抗盐冻剥蚀性能 ,不比引气 4 5 %～ 6 5 %的OPC混凝土差。MPB材料与引气OPC混凝土之间的粘结强度损失明显比非引气OPC混凝土小 ,且含气量愈大 ,粘结强度损失愈小。此外 ,还对MPB材料的气泡结构进行了分析 ,结果显示MPB材料通过化学引气同样可以获得良好的气泡结构参数 ,起到与物理引气一样的抗冻或抗盐冻效果。     

原油对C30混凝土粘结强度的影响

研究了在清水和原油浸泡条件下,浸泡时间、基底以及粘结面粗糙度对C30混凝土粘结强度的影响。结果表明:水养和油浸2种条件下,C30混凝土与2种基底的粘结强度均随着浸泡时间的延长而提高;相同浸泡时间时,C30混凝土与岩石基底的粘结强度较其与砂浆块的粘结强度提高15%以上;相同浸泡时间间隔内,原油浸泡条件下混凝土的粘结强度提高幅度小于水养条件下的提高幅度;14 d至28 d时,C30混凝土与岩石基底的粘结强度已停止增长,与砂浆基底的粘结强度增长也有所减缓。油浸14 d条件下,C30混凝土的粘结强度随着粘结面粗糙度的增加而逐渐下降,并非正相关。     

纳米SiO2超高强高流态混凝土及改性机理

通过正交试验提出纳米超高强高流态混凝土的胶凝材料配合比设计参数,并研究了纳米SiO_2的掺入对传统掺硅灰、粉煤灰超高强水泥基胶凝材料强度及工作性能的影响。在保证水胶比不变的条件下,开展了混凝土配合比试验,并研究了纳米SiO_2对混凝土抗压强度的影响及其微观机理。结果表明:超高强高流态混凝土中胶凝材料最优比例为:纳米SiO_2:硅灰:粉煤灰:水泥=1:8:20:71;在胶凝材料用量为600～1 000kg/m~3范围内,随着其掺量的增加,混凝土流动度不断增加,抗压强度先增大后减小,当其掺量为800kg/m~3时,抗压强度最大。分析认为,纳米SiO_2、硅灰与粉煤灰形成的三元多尺度堆积体系能优化粉体材料在混凝土中的微集料密实填充效应,纳米SiO_2的二次水化反应也有效改善了硬化水泥石的微观结构,并优化其形态分布,进一步增大其强度。     

超疏水材料涂层对混凝土抗冻性能的影响

由于混凝土具有多孔特性易吸收水分,导致其抗冻耐久性较差。采用新型超疏水材料涂层可以改善混凝土的冻融破坏,提高其抗冻性能。采用水解缩合反应制备了纳米SiO_2颗粒,通过氟硅烷氟化法得到了超疏水溶液。随后通过水冻试验和盐冻试验测试了超疏水材料涂层对混凝土抗冻性能的影响。结果表明,超疏水材料涂层可以提升混凝土表面抗冻能力,防止水分向混凝土内部侵入,但不适用于未引气混凝土。因此,应对混凝土同时进行引气与超疏水涂层处理,以改善其内部孔隙结构,提升表面的疏水性能和抗冻性能。     

纳米材料对混凝土抗盐冻性能的试验研究

纳米混凝土是一种新型建筑材料,可较好地改善混凝土抗盐冻性能。研究纳米SiO_2、纳米Al_2O_3、纳米Fe_2O_3、纳米TiO_2对混凝土抗盐冻性能的影响。在3种不同盐环境下,通过对比冻融循环后的质量损失情况,分析了4种纳米材料对混凝土抗冻性能的改善。研究表明:随纳米材料掺量的上升,混凝土抗盐冻性能提高,结合经济性分析得出最佳掺量为0.5%;纳米SiO_2的改善效果最好,纳米Al_2O_3的改善效果最弱;NaCl主要破坏混凝土表面,而CH_3COOK主要破坏混凝土内部。     

盐冻环境下混凝土的微结构和氯离子渗透性

研究了水灰比、含气量等因素对混凝土在冻融和盐冻环境下劣化的影响,进行了混凝土微观形貌分析和冻融条件下氯离子在混凝土中的传输性试验,分析了盐冻条件下混凝土孔结构变化及氯离子传输规律.结果表明:当冻融循环25次时,盐冻条件下混凝土的质量损失率约是水冻条件下混凝土质量损失率的10倍;在冻融早期,盐冻条件下的混凝土动弹性模量损失比水冻条件下的混凝土动弹性模量损失缓慢;引气混凝土中50"m以上孔径的气泡较多,未引气混凝土的平均气泡间距为引气混凝土的2.5倍;引气能够降低冻融下混凝土的氯离子渗透性,但盐冻后引气混凝土表层有氯离子富集现象,考虑到钢筋混凝土构件的保护层厚度范围,这有可能不利于钢筋的保护.     

钢纤维纳米混凝土粘结强度影响因素研究

采用Losberg粘结试验和中心粘结试验,研究基体混凝土强度、纳米SiO_2掺量、钢纤维体积掺量对钢纤维纳米混凝土粘结强度的影响,并获得粘结应力-滑移曲线。结果表明:钢纤维纳米混凝土的粘结强度随着基体混凝土强度和钢纤维掺量的增大而提高;纳米Si O2掺量在0.5%~1.0%区间对钢纤维纳米混凝土的初始强度和极限强度增加作用明显。     

钢渣-复掺纳米SiO_2混凝土力学性能试验研究

钢渣复掺纳米SiO_2混凝土是一种新型环保型建筑材料,通过对加入不同钢渣掺量以及不同类型纳米SiO_2的混凝土抗压强度以及劈裂抗拉强度的研究,得出了钢渣复掺纳米SiO_2混凝土的力学性能的变化规律。试验结果表明:钢渣混凝土在钢渣掺量为20%时,其28 d抗压强度和劈裂抗拉强度达到最大值,分别是38.4 MPa和2.54 MPa;纳米SiO_2的加入能够有效提升钢渣混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度;3种纳米SiO_2对钢渣混凝土强度的提升作用由大到小顺序依次是:SP15SP30SP50;选用SP15型或SP30型纳米SiO_2时,钢渣复掺纳米SiO_2混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度在钢渣掺量为30%时达到最大值。     

引气型减水剂和掺合料对道路混凝土抗盐冻性能的影响研究

北方严寒地区高速公路混凝土的盐冻破坏是一个重要课题。本文采用自制的混凝土盐冻装置，通过对掺引气型减水剂、粉煤灰和磨细矿这道路混凝土的剥落量、氯离子渗入深度、相对动弹性模量比和相对抗折强度比等评价参数进行了演定和比较。试验结果表明：掺加引气型减水剂的道路混凝土可以大幅提高冬季高速公路抗盐冻破坏能力，基本可以满足冬季高等级公路的抗盐冻破坏要求，不同掺量的粉煤灰和矿渣虽然稍微降低掺引气型减水剂道路混凝土的抗盐冻性能，但明显提高基准混凝土的抗盐冻性，从经济角度和混凝土耐久性能考虑，提倡和引气型减水剂适量使用，应该控制掺量不宜超过15％。本文也为我国尽快制定道路混凝土抗盐冻设计规范提供了经验。     

纳米SiO_2桥梁混凝土抗盐冻性能试验研究

本文对掺加纳米SiO_2桥梁混凝土的抗盐冻性能进行了试验研究,结果表明,经过一定的盐冻试验次数后,掺加一定量纳米SiO_2混凝土抗盐冻剥蚀性能优于空白混凝土,单位表面积剥落物总质量和超声波相对动弹性模量降低较空白混凝土少,抗盐冻性能有较大的提高。     

磷酸镁水泥基材料薄层修补结构抗冲击性能研究

采用磷酸镁水泥基修补材料(MPC修补材料)作为薄层修补结构的面层材料,强度等级为C50的混凝土作为基层混凝土,研究了MPC修补材料的修补层厚度、基层混凝土的界面粗糙度、钢纤维掺量以及盐冻条件对薄层修补结构抗冲击性能的影响。结果表明:随着修补层厚度以及基层混凝土界面粗糙度的增加,薄层修补结构的抗冲击性能提高;随着钢纤维掺量的增加,薄层修补结构的抗冲击性能提高,1、2、3、4、5 cm修补层厚度的钢纤维最佳掺量分别为0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.0%,抗冲击性能较无钢纤维的薄层修补结构分别提高了125.6%、123.2%、121.8%、147.2%和144.2%;90次盐冻循环后,1、2、3、4、5 cm修补层厚度的薄层修补结构抗冲击性能较非盐冻条件下分别降低了75.6%、52.0%、32.7%、33.3%和28.2%。     

不同法向压力条件下新旧混凝土粘结面抗剪性能试验研究

基于3D打印技术和分形维数表征旧混凝土表面粗糙度,对新旧混凝土结合试件进行静力压剪试验,研究了AY/HY133LP界面结合胶和旧混凝土表面粗糙度对新旧混凝土结合面粘结抗剪强度的影响规律。结果表明:在粗糙度和法向压力相同的条件下,AY/HY133LP界面结合胶可提高结合面的粘结抗剪强度;对试验结果进行拟合,提出了不同法向压力条件下新旧混凝土结合面粘结抗剪强度计算公式,可为工程设计人员提供一定的参考。     

钢渣-复掺纳米SiO_2混凝土与钢筋粘结锚固性能试验研究

通过在混凝土中单掺钢渣和双掺钢渣与纳米SiO_2 进行试验,研究其掺量与粘结应力的关系,结果表明,双掺钢渣和纳米SiO_2 对其粘结应力影响较为明显;当钢渣掺量为20%时粘结应力最高;粘结应力与抗拉强度呈正相关性;粘结应力随抗拉强度的变化呈线性发展;粘结应力值和普通混凝土一样,也可根据抗压强度和抗拉强度进行推导。     

钢纤维纳米混凝土与钢筋粘结性能试验研究

将纳米SiO_2、纳米CaCO_3、钢纤维同时掺入混凝土中,通过Losberg粘结试件和中心粘结试件的拉拔试验分析钢筋之间的粘结性能,讨论钢纤维体积率、纳米SiO_2含量、纳米CaCO_3含量、纳米材料种类对粘结性能的影响,结果表明增加基体混凝土强度可改善粘结性能;钢纤维体积率最佳值为1.5%,纳米SiO_2最佳含量为0.5%～1%,纳米CaCO_3最佳含量为2%。     

碳化与盐冻交替作用下混凝土强度衰减模型

在室内开展了碳化作用、盐水环境下的冻融作用(本文称盐冻),以及碳化与盐冻交替作用下的混凝土耐久性试验,测试了3种混凝土的抗压强度,并对比分析了它们的变化规律。结果表明:碳化作用有利于混凝土的抗压强度增长,但盐冻作用和碳化与盐冻交替作用则降低了混凝土抗压强度,而且碳化与盐冻交替作用显著加速了混凝土的抗压强度损失。基于碳化和盐冻单独作用下的混凝土相对抗压强度数据,建立了以碳化时间和盐冻循环次数为变量的碳化与盐冻交替作用下的混凝土抗压强度衰减模型,可以较好地预测相应环境条件下混凝土抗压强度发展变化。     

纳米SiO_2对混凝土抗压强度的影响作用

通过具体的试验研究不同含量的纳米SiO_2对钢纤维混凝土抗压性能的影响。结果表明掺入纳米SiO_2能提高普通混凝土和钢纤维混凝土的立方体抗压强度,特别是早期抗压强度;纳米SiO_2的能提高普通混凝土和钢纤维混凝土的轴心抗压强度。在一定含量范围内,随纳米SiO_2含量增加,立方体抗拉强度和轴心抗拉强度也相应提高。     

“新型引气剂的研制与应用”成果简介

在混凝土中掺加微量 (水泥用量的万分之几 )引气剂是提高混凝土耐久性 ,特别是抗冻性和抗盐冻剥蚀性最有效的技术措施之一 .同济大学材料科学与工程学院材料工程研究所最近研制成功了ＳＪ 2新型引气剂 (成果属国家“九五”重点科技攻关项目 ) ,这种新型引气剂可以提高混凝土抗冻性 1 0倍以上 ,其它耐久性也有较大提高 ;在相同水泥用量和坍落度的条件下 ,当混凝土含气量小于 4%时 ,混凝土抗压强度不因引气而降低 ,抗折强度不仅不降低 ,且有较大幅度的提高 (1 5 %～ 2 0 % ) ;当含气量在常用值 4%～6%左右时 ,ＳＪ 2引气剂引起的每单位含气量…     

氯盐对钢筋与混凝土间粘结性能的影响

应用WHY全自动压力试验机测试了内掺氯盐混凝土与光圆钢筋、螺纹钢筋的粘结强度。试验结果表明:内掺氯盐导致混凝土与钢筋平均粘结强度下降,氯盐掺量达到胶凝材料2%时,混凝土与光圆钢筋、螺纹钢筋平均粘结强度下降明显;同时掺加胶凝材料2%氯盐、2.6%Ca(NO2)2则会使平均粘结强度有明显的提高,但仍然小于空白素混凝土与钢筋间平均粘结强度。     

基于孔结构分析的引气混凝土盐冻耐久性研究

北方地区机场道面对混凝土材料的耐盐冻性能有较高要求,引气混凝土的使用能有效增强其盐冻耐久性。本文测试了两种典型引气混凝土在不同掺量下的盐冻剥蚀量,基于混凝土孔结构分析方法,利用"CAD简化法"和Matlab编程,统计计算出试件的孔径分布、平均孔径和孔间系数等参数并分别研究各参数对混凝土盐冻耐久性的影响。从微观层面评价了引气剂对机场道面混凝土盐冻耐久性的改善作用,为寒冷地区机场道面材料的研究与应用提供参考。     

轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能

采用粉煤灰陶砂和页岩陶砂为轻细骨料,研究了水灰比mw /mc为0.4和0.3,引气与非引气情况下轻细骨料内养护混凝土与普通混凝土28d抗冻融和抗盐冻性能.结果表明:当水灰比为0.4时,轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能明显低于普通混凝土,原因是轻细骨料内养护混凝土28 d饱水度明显大于普通混凝土,但适量引气可明显提高其抗冻融和抗盐冻性能;当水灰比为0.3时,轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能较好,无需引气;同等条件下,轻细骨料筒压强度越高,对应混凝土抗冻融和抗盐冻性能越好.