激光-电涡流式水泥基材料体积变形

由于采用现有装置对水泥基材料在不同环境下的变形性能进行研究存在许多不足之处,因此开发出一种多环境下水泥基材料体积变形在线监测仪.本仪器采用环境模拟技术,激光、电涡流测微技术及传动系统实现在多环境下,对多组试件进行非接触式变形自动化监测,并利用自行设计的模具,可带模测试,使其适合早期体积变形试验.本仪器适用范围广(如:玻璃、陶瓷、墙体材料等)且具有测试成本低、高精度、智能化的优点.     

一种多环境下水泥基材料体积变形在线监测仪的研发

开发出一种多环境下水泥基材料体积变形在线监测仪,本仪器采用环境模拟技术,激光、电涡流测微技术及传动系统,实现在多环境下,对多组试件进行非接触式变形自动化监测,并利用自行设计的模具,可对试样进行带模测试使其适合早期体积变形测试。本仪器适用范围广(如:玻璃、陶瓷、墙体材料等)且具有低测试成本、高精度、智能化的优点。     

恒温湿循环环境下水泥基材料的体积变形

研究了在20℃、循环湿度变化环境下水泥基材料的体积变形。结果表明:随着湿度的下降,试件水分损失及收缩变形增大,当环境湿度上升时,毛细孔吸湿膨胀,但同一相对湿度下,吸湿过程试件的含水量小于干燥过程的含水量,且试件吸湿膨胀值小于干燥收缩值;从水分损失及收缩速率看,随着相对湿度下降而减小,而在65%~35%区间内其值变化较小;而从湿胀曲线看,其发展趋势相反,开始经历一个平缓期,随后出现加速期;水分损失及收缩变形随着水灰比的降低逐渐减小,不可逆水分及不可逆收缩比重增加,但总的水分损失和残余收缩值仍减少。     

水泥基材料体积稳定性对大坝混凝土开裂的影响

温度收缩、干缩和化学减缩等均能引起大坝混凝土的开裂。冷却和表面养护可以部分减少温度应力和干燥所引起的开裂。但无法消除化学减缩所产生的开裂,尤其是材料性能变化所产生的体积变形。对混凝土坝开裂起着决定性作用。这也是解决混凝土坝开裂问题的关键。     

延迟性补偿收缩剂对水泥基材料变形的影响

以早期补偿收缩组分LE(Lime, Early)和后期补偿收缩组分ML(Magnesia, Later)组成的复合型补偿收缩剂NF-M为对象,通过对砂浆限制膨胀率与强度、自由收缩与膨胀、约束收缩开裂以及现场混凝土温度和应变的测试,研究了NF-M对水泥基材料收缩变形性能的影响.结果表明:掺NF-M砂浆的膨胀率和强度均能达到混凝土膨胀剂规范[JC476-2001]的标准,且其强度与掺轻烧MgO、钙钒石型膨胀剂的砂浆相近,而早期补偿收缩率较大、后期补偿收缩能力优异;虽然NF-M不会明显降低或增加砂浆在干燥环境下的线性收缩,但可有效推迟砂浆的约束收缩初始开裂时间.因此,NF-M可较好地协调混凝土从凝结硬化到结构发展各龄期的各种变形值,从而有效提高混凝土的抗裂能力.     

水泥基材料溶蚀试验研究进展

简要综述混凝土溶蚀机理试验研究、溶蚀过程主要影响因素以及溶蚀机理。宏观溶蚀试验主要有接触溶蚀和渗透溶蚀两种方法;采用电化学或化学试剂法加速溶蚀能有效缩短试验周期;细微观试验方法如计算机断层成像技术、电镜扫描技术、X射线衍射技术的联合使用是研究水泥基材料溶蚀机理的有效手段;水灰比和水质是影响溶蚀进程的最主要因素;水泥基材料的接触溶蚀是其内部氢氧化钙和水化硅酸钙等成分依次溶解并在浓度梯度作用下的扩散过程。针对水工混凝土常在较高水力梯度下工作的特点,认为复杂因素作用下水工混凝土渗透溶蚀机理、渗透溶蚀劣化模型以及裂缝条件下的溶蚀劣化混凝土面板损伤开裂-裂缝扩展等问题有待进一步研究。     

水泥基材料的溶蚀劣化研究进展与评述

溶蚀是水泥基材料与软水长期接触而引起水泥石脱钙造成微结构劣化和宏观性能降低的一种化学腐蚀,已成为水泥基材料最常见的劣化问题之一。简述了国内外水泥基材料溶蚀研究现状,重点论述了溶蚀特性,并讨论了其劣化过程和介绍了相关溶蚀模型;同时,特别指出了目前溶蚀研究中小孔对溶蚀进程的影响、粉煤灰抗溶蚀临界掺量、C-S-H脱钙起点等争议性问题,并对相关问题提出了个人见解。此外归纳了溶蚀劣化机理、基础研究理论、表征参数间的定量关系以及掺合物临界掺量等有待进一步研究的问题,以为有志于溶蚀研究的学者提供科研方向。     

长龄期MgO混凝土自生体积变形与水泥基材料压蒸膨胀变形的关联性

针对水利水电工程挡水坝常用的三级配粉煤灰混凝土,采用压蒸试验、自生体积变形观测、压汞分析、电镜扫描、X射线能谱等方法,对水泥砂浆、一级配混凝土的压蒸膨胀变形与龄期长达6 a的三级配外掺MgO混凝土自生体积变形的关联性进行了研究。结果表明:外掺MgO混凝土的自生体积膨胀变形与水泥砂浆、一级配混凝土的压蒸膨胀变形没有关联性。现行以水泥砂浆试件或一级配混凝土试件的压蒸膨胀变形曲线拐点或压蒸膨胀率为0.5%确定的坝体混凝土的MgO极限掺量,虽能够保障混凝土大坝安全运行,但未能反映外掺MgO混凝土膨胀变形的实际情况。     

硫酸盐浓度对水泥基材料侵蚀的影响研究

硫酸盐对水泥基材料的侵蚀问题备受工程界和学术界关注。通过测定混凝土胶砂试件在不同浓度硫酸盐侵蚀下的抗折抗蚀系数,并结合微观测试,观察侵蚀产物种类及计算生成量,以探究不同浓度硫酸盐对水泥基材料侵蚀的影响。结果表明,SO₄^2-浓度为20 000 mg/L时的侵蚀速率分别是8 000、4 000、800 mg/L的1. 78、2. 46、3. 77倍。SO₄^2-浓度为800 mg/L时,钙矾石生成量是石膏的1. 4倍; SO₄^2-浓度为8 000 mg/L时,钙矾石与石膏生成量相同; SO₄^2-浓度为20 000 mg/L时,石膏生成量是钙矾石的2. 5倍。     

全坝外掺氧化镁混凝土自生体积变形性态分析

针对常态碾压混凝土拱坝受温控措施制约而产生不均匀的收缩变形和坝面裂缝问题,基于MgO混凝土材料延迟膨胀特点,通过沙老河与三江拱坝8～10年的自生体积变形监测资料,对全坝外掺MgO混凝土的自生体积变形性态特征进行了较为深入地对比分析和比较,结果表明,外掺MgO混凝土可有效减少混凝土拱坝常见的温度变形问题,并降低工程成本,为其它类似工程设计提供有益的参考。     

混凝土坝变形极值的计算机仿真分析

应用计算机仿真技术分析了某混凝土坝变形的水压分量和温度分量的极值及出现时间，并通过仿真技术搜寻了过去已发生变形的最大、最小值及未来可能出现的变形最大、最小值，据此提出了可作为变形正常界限值的监控指标。     

掺MgO碾压混凝土自生体积变形试验研究

为研究外掺一定量的MgO,能否使碾压混凝土产生微膨胀,并利用其膨胀来补偿碾压混凝土在温降时产生的收缩,防止或减少碾压混凝土由于温降产生的裂缝。使用一种新型MgO材料,从施工现场取样进行了碾压混凝土的全级配自生体积变形试验。试验结果证明：掺MgO的碾压混凝土在标准养护条件下365 d龄期的最大膨胀量为114×10-6,高温养护条件下365 d龄期的最大膨胀量为168×10-6;其膨胀量满足设计的要求。二级配碾压混凝土的膨胀量稍大于三级配碾压混凝土的膨胀量。     

微米和纳米Al2O3对水泥基材料力学与耐久性的影响

为了明确微米和纳米Al₂O₃对水泥基材料力学性能与耐久性的改性作用,采用细度分别为1 μm和10 nm的Al₂O₃替代水泥,制备低水胶比水泥基材料。通过宏观和微观测试手段,分析微米和纳米Al₂O₃对水泥基材料力学性能与耐久性的影响规律,并探析其作用机理。试验表明:掺量为0.5%~4.0%的微米Al₂O₃和纳米Al₂O₃能增强水泥基材料的力学性能,降低其干燥收缩;0.5%~2.0%微米Al₂O₃和0.5%~4.0%纳米Al₂O₃能降低水泥基材料的渗透系数,但4.0%微米Al₂O₃会增大水泥基材料的渗透系数。相对而言,纳米Al₂O₃对水泥基材料的改性作用优于微米Al₂O₃。电镜扫描和文献研究结果发现,纳米Al₂O₃和微米Al₂O₃在水泥基材料水化、硬化过程中发挥尺寸效应、填充效应和表面活性效应,进而达到增强水泥基材料的力学性能和耐久性的目的。研究成果为水泥基材料的改性提供试验基础。     

涉水区软土地基大变形沉降观测装置试验研究

现阶段完全适用于超软土的大量程沉降监测仪器较少,通过大量沉降监测仪器和传感器选型,首次提出涉水区大量程沉降装置。通过室内试验论证该传感器精度和稳定性问题,并采用了大气校正探头、水位矫正探头优化该沉降装置。经工程应用对比分析,得出沉降观测仪的沉降量曲线和人工水准仪观测的沉降过程曲线基本吻合,且该装置不受施工作业和潮汐限制,安全可靠,可结合自动化采集技术,实现沉降监测的自动化,具有更广泛的应用空间。更多还原     

水工混凝土自生体积变形特性研究与进展

简要阐述了混凝土自生体积变形特性的研究过程,分析不同因素对自生体积变形的影响,重点研究了MgO对自生体积变形的影响.总结了混凝土自生体积变形计算的数学理论及相关的预测模型,提出了基于混沌理论的微膨胀混凝土自生体积变形计算模型.     

内含氧化镁水泥混凝土自生体积变形问题探讨

 根据室内混凝土自生体积变形试验结果,归纳了内含氧化镁水泥混凝土自生体积变化规律。内含氧化镁水泥混凝土自生体积变形与配合比参数有关,较大水胶比有利于氧化镁的较快水化,粉煤灰对混凝土变形有抑制作用,内含氧化镁水泥适用于强度等级较低的重力坝混凝土。高强度等级混凝土可采用低氧化镁水泥外掺轻烧氧化镁来改善补偿收缩性能。当氧化镁含量在4%左右时,混凝土自生体积变形在2 a左右即趋于稳定,不会影响结构的安全性。     

外掺MgO混凝土自生体积变形反正切曲线模型参数计算式的改进

根据近年来MgO混凝土研究与应用的新发现,对外掺MgO混凝土自生体积变形反正切曲线模型的参数计算式进行改进,将外掺MgO混凝土在龄期90 d的自生体积膨胀量特征值ε₉₀改进为以混凝土在龄期180 d的自生体积膨胀量ε₁₈₀为特征值。结果表明:利用改进后的参数计算式计算的外掺MgO混凝土自生体积变形,在龄期150 d以后的拟合值与实测值更加接近,偏差率一般为2%～7%,甚至<1%;极限膨胀量减少4×10^-6～7×10^-6,与实际也更加接近。改进的计算式可供广大工程技术人员和科研人员参考。