压汞测孔评价磷渣-水泥浆体材料孔隙分形特征的试验

用混沌分形理论结合压汞测孔技术,直接测试评价了磷渣-水泥浆体材料孔隙的显微结构特征,计算出了对应的分形维数,并对普通水泥浆体与掺磷渣的水泥浆体孔隙的分形特征进行了比较;同时探讨了孔体积分维数与孔隙率、孔表面积、孔分布及磷渣掺量的关系.研究表明,磷渣-水泥浆体的孔结构具有明显的分形特征,孔体积分形维数在2.4~2.8之间;掺磷渣的水泥浆体不仅具有粗孔细化的效果,而且孔隙的分形特征也有了明显的改善;在磷渣掺量大于30%时,其分维数、孔隙率与小于20 nm的微孔数有明显的突变性.     

混凝土材料的拓扑学特征及分形特征的评价

在分析比较了拓扑空间、分形空间以及拓扑维数、分形维数的基础上，用拓扑学和分形理论评价了混凝土材料的超细掺合料颗粒特征、粗集料表面特征、混凝土断裂表面和水泥石断裂表面特征以及混凝土孔隙显微结构等特征；研究表明对于超细硅灰、轻集料、卵石以及水泥石断裂表面可以用拓扑学的理论进行抽象化处理，对于超细粉煤灰、碎石、混凝土断裂表面以及孔隙显微结构等几何特征，采用分形理论是十分有效的，其分形维数大于它的拓扑维数，小于它的空间维数，符合相应的自然规律。     

多种因素对混凝土孔结构分形特征的影响研究

目的在分形理论的指导下,以压汞测孔为基础,探索混凝土结构形成条件与其分形特征,尤其是冻融循环后的混凝土孔隙分形特征.方法计算并分析了不同水化龄期下普通水泥和硫铝酸盐水泥孔隙分形特征的变化,研究了水泥熟料单矿物组成的孔隙分形维数.用压汞测孔的试验结果计算分析了混凝土冻融循环前后分形维数的变化.结果在180d以内水泥石的孔隙的分形维数随龄期增长而增大,在龄期为360d时,虽然总孔隙率最低,但由于水化物结晶度提高,凝胶孔含量降低,毛细孔增多,其分形维数变低;硫铝酸盐水泥水化3d～14d期间,分形维数不断增高,28d维数回落,与硅酸盐水泥长龄期的特征一致.结论在水泥熟料单矿物水化硬化孔分布特征评价中,其分形维数大小顺序为C3S>C2S>CF>C3A.C40强度等级的混凝土和C60非引气混凝土冻融循环200次后与受冻前孔隙分形维数相比有明显的变化,C100非引气混凝土冻融循环1200次后,其分形维数有明显的变化,而引气后的C60混凝土经1200次冻融循环后,其分形维数无明显变化.此外,养护条件对水泥石孔隙分形特征也有明显的影响.采用分形理论分析评价多种因素对混凝土孔结构分形特征的影响是十分有效的.     

测度关系法评价水泥基材料孔隙SEM分形特征

目的以测度关系法对混凝土孔隙的SEM图像分形维数进行精细测量和计算,分析其孔隙分形特征.方法以砂浆中集料界面区域孔隙SEM照片为例,用测度关系法、分别以250 nm和200 nm,125 nm和100 nm不同尺度的网格测试评价界面孔隙的分形维数,与改变粗视化方法进行比较.结果传统的改变粗视化程度的方法与网格边长的关系太大,网格边长受测试条件的限制,导致误差过大,而采用测度关系法计算SEM图像孔隙显微结构分形维数比较可靠.采用测度关系法用边长差异为50 nm网格测试其孔隙分形维数为1.293 5,用边长差异为25 nm的网格测试的孔隙分形维数为1.280 9,误差只有0.012 6;当考虑中间水化产物时,用边长差异为50 nm网格测试其孔隙分形维数为1.577 3,用边长差异为25 nm网格测试的孔隙分形维数为1.570 1,误差只有0.0072;此外,考虑中间水化产物后,孔隙的分形维数增大,表明孔隙复杂程度明显增大.结论采用测度关系法计算分形维数比改变粗视化程度方法更为精细.分形理论分析评价多孔材料SEM图像孔结构分形特征是有效的,对于深入了解水泥基复合材料的内部微结构、提升性能、扩大应用具有重要意义.     

高性能混凝土粉体颗粒群分形密集效应的评价

目的 在水泥基复合材料颗粒群分形几何密集效应模型的基础上，评价高性能混凝土粉体颗粒群的密集效应．方法 用分形模型通过数值解析的方法，根据已知最大、最小粒径，根据调整相应的分形维数，模拟传统的密实填充理论方程．并与高性能混凝土超细粉体常用颗粒群粒径范围比较，分析评价其密集效应．结果 研究表明，采用分形模型评价水泥基粉体材料（1～120μm）颗粒群，发现Andreasen最紧密堆积模型中指数为1／2和1／3时，对应分形模型的10～1000nm之间的颗粒群质量分数应在8．85％～18．72％，这与目前高性能混凝土中超细粉体材料如硅灰等常用掺量相吻合．适当提高粗颗粒含量对最紧密堆积有利．结论 要实现最紧密堆积，仅用超细矿渣和粉煤灰是不够的，必须降低中等颗粒含量，掺入硅灰，并适量增加粗颗粒的含量，分形模型对进一步探索超细粉体对高性能混凝土材料密集效应的内在规律提供了重要的理论依据．     

孔隙特征对泡沫混凝土基本性能的影响研究

研究孔隙特征对泡沫混凝土基本性能的影响,可以为轻质泡沫混凝土在建筑领域的应用提供理论依据。文章制备了9种不同的泡沫混凝土,采用SZ61体视显微镜观察泡沫混凝土样品孔隙,利用软件Image-Pro plus6.0计算泡沫混凝土孔隙孔径、孔表面积、孔圆度以及孔分形维数,研究泡沫混凝土孔隙平均直径、表面积、圆度及分形维数对表观密度和28 d强度的影响。结果表明:泡沫混凝土的表观密度和28 d抗压强度随孔隙孔径、孔表面积、孔圆度以及孔分形维数的增大而减小;泡沫混凝土的水胶会影响了孔隙的特征,当水胶比为0.4时,孔径、表面积和圆度变小,分形维数和泡沫混凝土的强度变大;泡沫混凝土孔圆度与泡沫混凝土的28 d强度有强的负相关性。     

组成材料对混凝土早期塑性开裂分形特征的影响

目的应用分形几何理论,探索了混凝土早期塑性开裂的分形特征,为定量描述混凝土早期塑性开裂提供有力的工具.方法试验采用平板约束法,对多种因素（水泥用量、砂率、硅灰掺量、粉煤灰掺量）下混凝土早期塑性开裂进行跟踪测试,并计算了各因素下混凝土塑性开裂的分形维数,探索了各因素对分形维数的影响.结果水泥用量的增加、砂率的增大及硅灰掺量的增加都会使裂缝的分形维数增加,裂缝复杂化趋势加剧;粉煤灰掺量的增加减小了裂缝的分形维数,裂缝复杂化趋势减缓.结论水泥用量、砂率、硅灰掺量、粉煤灰掺量影响着塑性裂缝分形特征的变化,并且与6 h时开裂总长度、最大裂缝宽度的变化规律一致;应用分形理论分析评价混凝土早期塑性开裂特征是十分有效的.     

孔隙分形修正的混凝土中氯离子扩散系数

在已有的氯离子扩散理论和孔隙分形理论的基础上,提出小孔的孔轴线分形维数表征氯离子扩散的曲折度、大孔的孔表面分形维数修正孔隙率,并推导得到基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数模型。通过分析龄期为14 d和28 d不同配比混凝土的基于孔隙分形的氯离子扩散系数模型的计算结果和快速氯离子扩散试验(ASTM C1202)电通量,发现两者之间有良好的线性关系。采用基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数代入Fick第二定律的解析解,对试验后各组混凝土中不同扩散深度的氯离子浓度进行拟合,计算结果与实测值吻合情况较好。     

聚丙烯纤维混凝土早期塑性开裂特征及分形评价

目的研究了聚丙烯纤维对混凝土塑性开裂特征的影响,为改善混凝土塑性开裂提供理论依据.方法采用平板约束法,研究不同掺量、不同长度的聚丙烯纤维对混凝土塑性开裂特征的影响,并应用分形理论,计算了聚丙烯纤维混凝土塑性开裂的分形维数.结果聚丙烯纤维的掺入阻碍了裂缝的产生和发展,且随着体积掺量的增加、长度的增长阻裂效果增强;裂缝分形维数的发展随着纤维掺量的增加、长度的增长而减缓,裂缝复杂化程度减缓.结论聚丙烯纤维能有效地延缓裂缝的产生和发展;应用分形理论分析评价混凝土早期塑性开裂特征是十分有效的.     

致密砂岩储层孔隙结构多重分形特征定量表征

致密砂岩储层孔隙结构复杂,对油、气渗流具有重要影响,需要精细表征,分形几何理论为孔隙结构定量表征提供了有效途径。基于大庆FY油层致密砂岩岩样压汞数据,通过分形区间和分形维数两个参数定量研究了致密砂岩储层孔隙结构的多重分形特征。结果表明,致密砂岩微观孔隙结构具有多重分形特征,其分形区间个数能够表征储层非均质性,分形区间个数与孔隙半径分布曲线峰值个数相同,分形区间个数越多,非均质性越强,储层孔、渗透条件越差。对于同一储层,孔隙半径越大的分形区间的分形维数越大,区间内孔隙结构非均质性越强。对不同储层,综合分形维数越大,分形区间越多,储层孔、渗透条件越差。     

高性能粉煤灰活化研究及应用

硅灰、超细矿渣及超细粉煤灰的各自不利因素 ,使其已不能适应工程发展的需要。本文对粉煤灰采用适宜的表面化学酸浸活化工艺 ,可以有效激发活性 ,提高粉煤灰水泥早期强度 ,使其性能优越 ,具有显著的经济效益及较大的推广价值。     

浅议粉煤灰对混凝土性能的改善

从粉煤灰的性质、粉煤灰在混凝土中的掺量、粉煤灰的细度和混凝土中粉煤灰的掺加方式四个方面阐述了粉煤灰掺入到混凝土当中对混凝土性能的影响,为充分利用粉煤灰创造了条件。     

粉煤灰-硅酸盐混合水泥粒度分布分形维数与其比表面积和抗压强度的关系

采用分形理论,研究了6种不同粒度分布的粉煤灰与相同粒度分布的硅酸盐水泥所组成的粉煤灰-硅酸盐混合水泥粒度分布的分形维数及其与比表面积、砂浆抗压强度的关系,以观察粉煤灰的物理作用。结果表明,随着粉煤灰粒度分布的变化,粉煤灰-硅酸盐混合水泥粒度分布分形维数和比表面积、砂浆抗压强度之间呈良好的线性正相关;粉煤灰粒度分布分形维数对砂浆后期强度的影响明显大于其对早期强度的影响。     

粉煤灰对发泡混凝土抗压强度的影响

为了开发利用粉煤灰,生产出节能环保的新型建筑材料产品,减少粉煤灰的环境污染,本实验为探索性实验,采用以复合硅酸盐水泥、砂为主要原材料,配以发泡剂、稳泡剂、增稠剂及减水剂等外加剂,制备出发泡混凝土,采用正交及对比实验方法研究了原料配合比对发泡混凝土28 d抗压强度的影响,结果表明:相同粉煤灰的掺加量随着发泡混凝土砌块孔径的增大其抗压强度降低的越快,故若想多掺加粉煤灰制备发泡混凝土砌块,其孔径必须限制在一定的范围。     

超细粉煤灰高强喷射混凝土试验优化设计

用均匀设计方法对掺超细粉煤灰配制高强喷射混凝土进行研究,探索水灰比,灰砂比,粉煤灰细度三个因素对１ｄ,３ｄ,７ｄ,２８ｄ强度四个考核指标的影响规律,优化组合后,配制成早期和后期强度都很高的粉煤灰高强喷射混凝土。     

粉煤灰与再生骨料对自密实再生混凝土的影响

为了分析自密实再生骨料混凝土与自密实天然骨料混凝土的力学性能差异,以粉煤灰掺量与再生骨料特性为研究因素进行对比试验.结果表明:粉煤灰掺量为25%时,自密实再生混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度最大,但拉压比最小;提高再生骨料的原生混凝土强度使自密实再生混凝土的劈裂抗拉强度和拉压比均增大,但轴心抗压强度几乎无变化;当粉煤灰掺量低于50%时,再生骨料的原生混凝土强度对自密实再生混凝土的立方体抗压强度几乎无影响.     

LC40硼泥陶粒混凝土正交试验研究

目的研究每立方米混凝土中胶凝材料总质量、粉煤灰占胶凝材料的质量比、砂占混凝土质量的百分比对硼泥陶粒混凝土抗压强度和干表观密度的影响,并确定LC40硼泥陶粒混凝土的最佳配合比．方法采用L9（3^4）正交,每立方米混凝土中胶凝材料总质量分别取440kg、480kg、520kg;粉煤灰占胶凝材料的质量比取0％、5％、10％;砂占混凝土质量的百分比取35％、40％、45％．用干拌法,制作150mm×150mm×150mm标准立方体试块,标准养护7d、28d后进行抗压强度试验,再根据试验结果进行最佳配合比的验证试验．结果随着胶凝材料的增加,硼泥陶粒混凝土的抗压强度增大,干密度增大;随着粉煤灰占胶凝材料的质量比的增加,硼泥陶粒混凝土的抗压强度减小,干密度稍有减小,混凝土的流动性变好;砂占混凝土质量的百分比对硼泥陶粒混凝土的抗压强度影响不大,但砂占混凝土质量的百分比增加,干表观密度增大．结论配制LC40硼泥陶粒混凝土的理想配合比为：每立方米混凝土中胶凝材料总质量控制在480～520kg,粉煤灰占胶凝材料的质量比为0～5％,砂占混凝土质量的百分比为40％比较合适．