基于流变性能的聚合物水泥砂浆配合比影响研究

通过室内试验测定了不同配合比聚合物水泥砂浆的剪切应力和表观黏度值以研究其流变性能变化规律。结果表明:增大砂灰比和水灰比,聚合物水泥砂浆的屈服应力增大,塑性黏度减小;增加可再分散性乳胶粉的掺量,聚合物水泥砂浆的屈服应力不变,但塑性黏度增大;增大纤维素醚掺量,聚合物水泥砂浆的屈服应力先增后剧减,塑性黏度增大。     

橡胶颗粒对砂浆流变性能影响的试验研究

采用BROOKFIELD R/S流变仪研究了掺橡胶颗粒砂浆浆体的流变性能,分析了在不同体积替代率的橡胶颗粒掺量下,砂浆浆体的流动度、屈服应力和塑性黏度变化情况。研究结果表明:掺橡胶颗粒砂浆浆体的流变性能符合Bingham流体模型;随着橡胶颗粒替代率的提高,砂浆浆体流动度不断降低;砂浆浆体的屈服应力和塑性黏度随着橡胶颗粒替代率的提高均增大,其中屈服应力的增大幅度明显大于塑性黏度;掺橡胶颗粒的砂浆浆体屈服应力和塑性黏度均与流动度表现出良好的线性相关性,且随着砂浆浆体流动性的增大,屈服应力和塑性黏度均降低;随着剪切速率的增大,掺橡胶颗粒砂浆浆体发生显著的剪切稀化现象,塑性黏度呈现先降低后逐步稳定的特点。     

生物胶对引气水泥砂浆流变性能的影响

采用砂浆扭矩转速测试仪研究了生物胶对四种引气水泥砂浆流变性、流动度和含气量的影响。结果表明,掺生物胶的引气水泥砂浆可视为宾汉姆体。在特定的范围内,A引气砂浆的塑性黏度随生物胶掺量的增大先减小后增大,而B、C、D型砂浆的塑性黏度几乎不变。四种引气砂浆的屈服应力值均随生物胶掺量的增大而增大。引气水泥砂浆的流动度与生物胶掺量之间存在很好的负相关性。引气稳泡性能和砂浆黏度共同作用决定引气水泥砂浆的含气量。A和D引气砂浆的含气量随生物胶掺量的增大呈现先增大后减小的变化趋势,B和C引气砂浆的含气量随生物胶掺量的增大而减小。     

若干因素对水泥砂浆流变性能的影响

采用旋转黏度计研究了不同因素对水泥砂浆流变性能的影响,分析了水泥砂浆的塑性黏度、屈服应力及触变性与流动度之间的关系.结果表明:当流动度为134～300mm时,水泥砂浆的流变特征符合宾汉姆流体模型;水灰比、骨胶比、矿物掺和料以及化学外加剂等因素虽对水泥砂浆的塑性黏度、屈服应力及触变性有不同程度的影响,但并不改变水泥砂浆的流体模型;水泥砂浆的塑性黏度、屈服应力与流动度之间的相关性较弱,而水泥砂浆的触变性与流动度之间存在相关性.     

超细粉煤灰对低水胶比复合胶凝材料浆体流动性的影响

研究了超细粉煤灰掺量对低水胶比复合胶凝材料浆体流动性的影响，分析了浆体流动性与流变性能的关系。结果表明：在相同水胶比和硅灰掺量下，随着超细粉煤灰掺量的增加，浆体流动度增大，流动时长先缩短后延长，平均流动速率先提高后下降，浆体的黏度系数减小，屈服应力增大，剪切增稠性增强；在相同超细粉煤灰掺量下，浆体的流动度-黏度系数和流动度-屈服应力均呈负相关，黏度系数或屈服应力减小，浆体的流动度增大；在相同流动度下，当超细粉煤灰掺量较高时，浆体的黏度系数减小，屈服应力增大；浆体的流动度同时受其黏度和变形能力的影响。     

触变剂对超高性能混凝土性能的影响研究

为减少超高性能混凝土(UHPC)在坡面施工时无法有效保持定型问题,研究了触变剂对UHPC工作性能、力学性能的影响,并采用流变仪测试了掺触变剂UHPC的流变性能,采用修正后Bingham流体模型,对掺触变剂UHPC的屈服应力与塑性黏度进行计算。结果表明:随着触变剂掺量的增加,坡面流动度减小,UHPC的屈服应力提高,塑性黏度增大,且增大了UHPC的触变性。触变剂掺量为0.2%时,流动度与斜面流动度较空白组分别减小了12.8%、30.7%,28 d抗压强度较空白组降低了4.2%;其屈服应力和塑性黏度分别为96.53 Pa和67.25 Pa·s,较空白组分别提高了19.0%和3.5%;当触变剂掺量超过0.4%时,对其流动度及抗压强度影响较大,不宜在UHPC中超掺使用。     

低水胶比下矿物掺合料对净浆流动性与流变性能的影响

研究了矿物掺合料种类及掺量对低水胶比水泥浆流动性以及流变性能的影响.试验结果表明:在低水胶比条件下,矿粉和粉煤灰可以有效提高浆体流动性,随着掺量的增加,流动度增大;而硅灰作用相反.掺30%矿渣可降低浆体的屈服应力与塑性黏度,改善浆体的流变性能;而掺10%硅灰增大了浆体屈服应力及塑性黏度.     

微硅粉品质对水泥基材料工作性能的影响

选取了4种不同品质的微硅粉,考察了其对水泥基材料工作性的影响规律。结果表明,胶砂的出浆体状态搅拌时间与硅微粉等级并无显著关系,胶砂的扩展度随硅微粉的需水量比的增大而逐渐降低,但二者并不成线性关系;掺加94、96、97级硅微粉时浆体屈服应力值及塑性黏度均不同幅度增大,掺加92级硅微粉时,浆体屈服应力值及塑性黏度均显著降低,降低幅度分别为38.5%、42.4%;硅微粉掺入水泥基材料中后,其分散性直接影响拌合物的流动性能。     

水灰比对无机聚合物胶凝材料浆体流变性能的影响

采用RS-SST流变仪研究在不同水灰比条件下,无机聚合物胶凝材料浆体各剪切速率下的剪切应力和塑性黏度变化规律,采用H-B流变模型对流变曲线进行拟合,获得流变参数剪切屈服应力、塑性黏度系数和流变指数,用触变环面积表征浆体的触变性和净浆流动度表征浆体的流动性能。结果表明:(1)无机聚合物具有初始流动度大和凝结硬化快的特点,水灰比与其初始流动度具有良好的线性关系;(2)无机聚合物浆体的流变性能够较好符合H-B流变模型,相关系数达0.999以上,该流体为胀流性流体,其剪切增稠程度随水灰比的增大而增强;(3)随着水灰比的增加,浆体剪切屈服应力先增加后降低;塑性黏度系数逐渐降低并趋于稳定;浆体触变环面积逐渐降低;(4)在本试验中,水灰比为0.4的无机聚合物浆体工作性能较好。     

复掺羟乙基甲基纤维素和聚丙烯纤维对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响

研究了聚丙烯纤维和羟乙基甲基纤维素对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响.结果表明,掺加三叶形聚丙烯纤维能减小水泥砂浆的塑性收缩开裂;随着聚丙烯纤维掺量的增大,水泥砂浆的开裂总权值先减小后增大,在掺量为0.2%时达到最小值.掺加羟乙基甲基纤维素能够减小水泥砂浆塑性开裂总权值.复掺三叶形聚丙烯纤维和羟乙基甲基纤维素能够显著降低水泥砂浆的塑性收缩开裂,当聚丙烯纤维掺量为0.2%、羟乙基甲基纤维素掺量为0.10%时能完全消除砂浆的塑性收缩开裂.     

不同尺寸钢纤维混杂增强水泥砂浆的力学性能

研究了不同尺寸（微细、中等）钢纤维混杂增强水泥砂浆的力学性能．结果表明：在钢纤维体积分数一定的情况下,混杂钢纤维对水泥砂浆力学性能的改善作用可优于单一直径钢纤维;不同尺寸钢纤维的混杂对水泥砂桨抗折强度的提高具有明显的混杂效应;集胶比是影响混杂钢纤维水泥砂浆力学性能的重要因素,集胶比越大,最优钢纤维混杂所需中等直径钢纤维的体积分数也应越大;2种不同直径钢纤维的混杂对水泥砂浆断裂能及断裂韧性的提高有协同效应．     

PVA纤维对水泥胶砂抗侵蚀性能的影响

研究了不同掺量PVA纤维水泥胶砂经浓度为10000 mg/L和30000 mg/L的硫酸钠溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度变化规律,并以抗折抗蚀系数为指标评价了碱环境下PVA纤维对水泥胶砂抗侵蚀性能的影响。结果表明:随PVA纤维体积掺量的增加,水泥胶砂拌和物的流动度逐渐减小;经硫酸钠溶液侵蚀后,各组试件的力学性能和抗折抗蚀系数均有不同程度降低,高浓度和长侵蚀龄期对水泥胶砂的抗侵蚀性能影响较显著;对比基准组,掺入PVA纤维可有效提高水泥胶砂的力学性能和抗折抗蚀系数,且PVA纤维体积掺量为0.2%时效果最好。     

芳纶纤维砂浆的抗折强度与抗塑性收缩开裂

研究了掺芳纶纤维水泥砂浆抗折强度与抗塑性收缩开裂性能.结果表明:随着芳纶纤维掺量增加,其水泥砂浆抗折强度、抗塑性收缩开裂性能均有所提高,掺量为1.5%(体积分数)时,抗折强度提高了26.49%,塑性收缩裂缝可减少到24.95%.另外,探讨了芳纶纤维增强水泥砂浆的作用机理.     

硅灰和SBL对钢纤维砂浆结构和强度的影响

采用硅灰增强和丁苯乳液增强2种方式对钢纤维-水泥基体界面过渡区进行增强,以改善钢纤维砂浆的微观结构和力学性能.测试了硅灰、丁苯乳液增强钢纤维砂浆3,28,90 d龄期的抗压、抗折强度.同时,以微观图像和理论分析研究了不同增强方式下钢纤维、水泥基体的受力与破坏特点.根据测试与分析结果,提出了刚性、柔性增强钢纤维-水泥基体界面过渡区的概念,认为硅灰刚性增强钢纤维-水泥基体界面,而丁苯乳液则柔性增强钢纤维-水泥基体界面.刚性增强界面增加了钢纤维桥接作用失效的几率;而柔性增强界面则不存在纤维失效问题,从本质上揭示了不同增强方式对钢纤维砂浆长期力学性能作用的差异性.     

聚丙烯纤维参数对水泥砂浆抗干缩开裂性的影响

利用圆环法测试研究了聚丙烯纤维掺量、长度、几何形状等参数对水泥砂浆在硬化阶段抗干缩开裂性能的影响．实验结果表明：三叶形聚丙烯单丝纤维的掺加能明显改善水泥砂浆在硬化阶段的抗干缩开裂性能，且其掺加的量越多，水泥砂浆的抗干缩开裂性越好；聚丙烯纤维横截面形状不同，其对水泥砂浆抗干缩开裂性的作用效果也不同，其中横截面为三叶形的聚丙烯单丝纤维对水泥砂浆抗干缩开裂性的作用效果较好；掺入的三叶形聚丙烯单丝纤维长度越长，水泥砂浆的抗干缩开裂性越好；三叶形聚丙烯单丝纤维经表面处理后，其对水泥砂浆抗干缩开裂性的影响有所增大．     

纤维橡胶砂浆的力学性能与砌体轴压试验

为提高橡胶砂浆的力学性能和适用性,通过单掺聚乙烯醇(PVA)纤维或钢纤维、复掺PVA-钢纤维对橡胶砂浆进行改性,探讨其对超声波传播速度、抗折强度和抗压强度的影响。将普通水泥砂浆、20%橡胶砂浆、复掺PVA-钢纤维橡胶砂浆分别与环保压缩砖结合制作砌体,通过试验研究轴心抗压强度和弹性模量。结果表明:掺入PVA纤维或复掺PVA-钢纤维降低了超声波在橡胶砂浆中的传播速度; 掺入PVA纤维或钢纤维提高了橡胶砂浆的抗折强度; 复掺一定量的PVA纤维和钢纤维能有效提高橡胶砂浆的抗压强度; 20%橡胶砂浆的抗压强度比普通水泥砂浆降低了46%,对应砌体的破坏荷载降低了12.8%; 复掺PVA-钢纤维橡胶砂浆的抗压强度比20%橡胶砂浆提高了14.9%,对应砌体的开裂荷载和破坏荷载分别提高了63.4%和4.5%; 掺入适量PVA纤维和钢纤维能改善橡胶砂浆的强度明显低于普通水泥砂浆的缺点,将复掺PVA-钢纤维橡胶砂浆应用于砌体工程能改善结构的隔音性,延缓试件的开裂,提高橡胶砂浆砌体的抗压强度。     

Effect of nano-silica on rheology and fresh properties of cement pastes and mortars

Amorphous nano-silica (nS) particles (0–2.5 wt%) by cement were incorporated in cement pastes and mortars, and their effect on the fresh state behaviour was analysed. Rheological tests showed that after 75 min from the mixing start, the mortar having 2.5 wt% nS shows insufficient flowability to allow its continuous monitoring in a Viskomat PC viscometer. The influence of nS content was better observed on yield stress when compared with plastic viscosity values (the first increased about 66.5% while the latter just increased 3.6%). With nS addition, spread, setting time and the moment to reach the maximum temperature decreased 33%, 60% and 51.3%, respectively, when compared with samples without nS. X-ray diffraction showed presence of calcium hydroxide after 9 h in the sample with 2.5 wt% nS. The air content increased 79% and apparent density decreased 2.4% when nS was added.     

聚丙烯纤维参数对水泥砂浆干缩率的影响

研究了聚丙烯纤维参数对水泥砂浆干缩率的影响．结果表明：三叶形聚丙烯纤维的掺加能够减小水泥砂浆的干缩率;随着三叶形聚丙烯纤维掺量的增大,水泥砂浆干缩率呈先减小而后增大的趋势,在掺量为0．20％（体积分数）时达到最低．聚丙烯纤维长度、细度、表面改性方法及截面形状等对水泥砂浆的干缩率也都有所影响．在所研究的几种聚丙烯纤维中,聚丙烯纤维长度越大、细度越小、比表面积越大,相应水泥砂浆的干缩率越小．     

定向钢纤维增强水泥基复合材料抗拉细观模拟

将钢纤维增强水泥基复合材料看作水泥砂浆基体和钢纤维夹杂组成的复合材料,采用扩展有限元法模拟了定向钢纤维增强水泥基复合材料受拉破坏的全过程.研究采用混合同余法生成随机数建立了钢纤维随机生成算法,进而生成了不同纤维掺量的定向钢纤维水泥砂浆细观数值模型.在考虑钢纤维与砂浆基体黏结滑移作用的基础上,模拟了定向钢纤维水泥砂浆受拉断裂全过程,得到了拉伸应力-应变全曲线.通过开展直拉试验,对细观数值模拟结果进行了验证.研究表明,细观数值模拟得到的全曲线结果与试验结果吻合较好,建立的细观模型有助于进一步揭示钢纤维增强水泥基复合材料的拉伸破坏机理.     

挤压纤维增强水泥板及复合梁抗弯与耐久性能

研究了水灰比、纤维种类、掺量和水泥基材对挤压成型纤维水泥板及其复合梁的力学性能与耐久性能的影响。结果表明掺加纤维后板材韧性有显著改善;PVA纤维增强板材当纤维掺量达1.7%时表现应变硬化,出现多点开裂;PP纤维则呈现应变软化。两种纤维增强水泥基材料性能的差异是由于纤维自身性能的不同。以纤维增强板为底板,制作的纤维板/混凝土复合梁的极限荷载和相应挠度,与普通混凝土梁相比都得以改善;同时与普通混凝土梁相比,复合梁的抗氯离子渗透性能更好。