混凝土电导率与应变关系的试验与理论研究

导电混凝土具有应力敏感及温度敏感的性质,可作为功能材料使用,适用于混凝土结构(如桥梁、大坝等)的无损自诊断检测、车辆重量及速度的测量、电磁屏蔽、采暖、融雪化冰等领域。其中石墨混凝土的研究还未见报道。为了研究石墨混凝土的力学及电学性能,本文从导电机理和比拟法两方面进行探讨,得到实测出的混凝土变形模量—应变关系上升及下降的走势与电导率—应变关系的走势相一致的原因,以及在损伤情况下电—力可相互比拟的结论,并认为电导率这个本征量比弹性模量更能揭示混凝土材料的损伤。     

不锈钢纤维石墨导电混凝土的研究

介绍了导电混凝土的导电机理;用外贴不锈钢纤维网为电极。比较了石墨、钢纤维不同掺量对混凝土强度和导电率的影响,比较了导电混凝土在不同养护龄期内电导率的变化和采用交流电和直流电测试电导率的差别,并分析了导电混凝土块在交流电源下的升温效果。结果表明:用不锈钢纤维网作电极,能满足要求;交流电所测试方法能真实反映混凝土的电导率;混凝土的导电率在龄期28d后趋于稳定;综合电导率和强度两个因素,钢纤维和石墨最佳质量分数为2%和15%,28d交流电导率为:2.19×10-2Ω-.1m-1,抗压强度为:23.4MPa;导电混凝土在通电后,电能可转变为热能。     

石墨烯混凝土正交于受力方向的力—电效应

将石墨烯加入到混凝土中,可以使混凝土具有压敏性能。实验采用向试件施加循环轴向荷载的方法,同时,为使流经电流稳定,使用直流源四电极的测试方法。最后发现,试件在正交方向上的电阻变化率为1. 56%,而且该方向上的应变为拉应变,电阻随外加压力的增加而减小,与试件应变趋势基本一致。     

碳纤维砂浆与碳纤维混凝土导电性能实验研究

利用直流双电极法研究了碳纤维砂浆(CFRM)和碳纤维混凝土(CFRC)的导电性能与其龄期之间的关系.为了模拟材料受载产生裂缝的情况,在材料内部设置了绝缘片,研究了在不同龄期碳纤维砂浆和碳纤维混凝土试件导电性能受其内部绝缘位置和数量影响的程度.结果表明:碳纤维砂浆的导电性能随龄期显著变化,且呈sigmoidal曲线关系,绝缘片的数量对其导电性能无显著影响,但绝缘片位置越靠近电极其导电性能越强;碳纤维混凝土的导电性能随龄期显著变化,且呈高斯曲线关系,在同一截面、龄期和绝缘面积下绝缘片的数量越多其导电性能越强,当绝缘片在最佳截面上时其导电性能才能达到最佳状态.     

石墨和碳纤维对混凝土导电性能的影响及机理分析

采用石墨和碳纤维作为导电相材料制备了导电混凝土,研究了导电相材料的掺量和掺入方式、水胶比、养护龄期以及施加电压对导电混凝土导电性能的影响。结果表明：单掺时,随着石墨或碳纤维掺量的增加,试件的电阻率降低,导电性能提高;复掺石墨与碳纤维试件的电阻率比单掺石墨或碳纤维的试件更低,导电性能更好,最佳复掺比例为石墨6%+碳纤维1.0%;试件的电阻率随着水胶比、施加电压的增加而减小,随着养护龄期的增加而增大;与单掺组试件相比,复掺组试件的电阻率受水胶比、施加电压和养护龄期的影响相对较小。     

纤维增强混凝土导电性能的研究与应用

纤维增强混凝土的导电行为作为一个新的研究方向日渐成为研究热点。本文研究了碳纤维增强水泥混凝土的电导性能，讨论了纤维掺量和纤维长度对导电的影响，并通过扫描电镜观察，探讨体系导电行为与体系内碳纤维渗流结构关系。另外还研究了体系在三点弯曲负荷下，电阻相对变化与荷载挠度曲线对应关系。研究结果表明，碳纤维增强水泥混凝土材料结构中存在电导渗流现象，能够作为本征机敏材料反应试件受载时的应力应变关系。     

混凝土导电量与气体渗透系数的相关性

探讨了普通混凝土导电量和气体渗透系数这2种耐久性指标间的相关性,并就电极溶液中氯离子迁移量和混凝土导电量的关系以及干燥过程引发的微裂纹对混凝土导电量的影响进行了讨论.研究结果表明:混凝土导电量与气体渗透系数、阴极溶液氯离子减少量之间存在显著的线性相关;ASTM C1202试验中氯离子对混凝土导电量的贡献仅占总导电量的1%~3%,因此以混凝土导电量直接衡量其氯离子渗透性可能有些牵强,可以考虑将阴极溶液氯离子减少量作为评价混凝土渗透性能的一个指标;干燥引发的微裂纹会导致混凝土导电量明显提高.     

环境温度和湿度对导电混凝土电热性能的影响

研究了不同导电介质配合比及不同环境条件对导电混凝土电热性能的影响。试验结果表明,在相同环境条件下,钢纤维石墨复合的导电混凝土试件导电性能优于单一导电介质所制作的导电混凝土试件。随着环境温度与湿度的升高,导电混凝土的初始电流、电流增量与温度增量均有所上升。由于导电机理的不同,纯石墨导电混凝土试件受到环境条件的影响比钢纤维复合石墨导电混凝土试件更大。建议采用30℃、100%湿度作为导电混凝土测试的标准环境条件。     

孔溶液电导率与电测混凝土渗透性

AASHTOT2 77或ASTMC12 0 2通过对混凝土试件两端加一 60V的直流电压 ,测量其 6小时通过的电量 ,并以此评定混凝土抗氯离子渗透性等级。该方法本质上测量的是混凝土电导率 ,其值的大小取决于混凝土的孔隙结构和孔溶液的化学成分。由于混凝土中的氯离子传质几乎不受孔溶液的化学成分影响 ,故用所测量通过混凝土的电量划分其抗氯离子渗透性的等级是不当的。     

钢纤维再生混凝土常规三轴压缩试验研究

使用DYS-2500高温高压岩石三轴试验机对钢纤维再生混凝土圆柱体进行了单轴压缩和常规三轴压缩试验研究。结果表明,钢纤维再生混凝土在单轴压缩和三轴压缩下的破坏形态有所差别;同一围压下,钢纤维再生混凝土随着钢纤维掺量的增加,试件能承受的主压应力及轴向应变也相应增加,且围压下的应力-应变曲线走势大体一致;相同掺量钢纤维再生混凝土,随着围压值的提高,其承受的主压应力、轴向应变也相应提高;围压15MPa时,钢纤维再生混凝土的峰值应力约是单轴压缩下峰值应力的3.08~4.13倍;同一围压下的纤维再生混凝土,钢纤维掺量2%的峰值应力约是普通再生混凝土峰值应力的1.15~1.54倍;围压15MPa时钢纤维再生混凝土的峰值应变比0MPa时的峰值应变增加了5.98~6.76倍;同一围压下的再生混凝土,钢纤维掺量2%的峰值应变约是普通再生混凝土峰值应变的1.22~1.52倍。     

脱硫石膏泡沫凝土砌块的性能研究

以脱硫石膏为主要材料,通过添加水泥、矿渣粉、自制添加剂改性,外掺少量CaO、促凝剂和发泡剂制备出了不同密度等级的脱硫石膏泡沫混凝土砌块。研究了不同外加剂掺量对胶凝材料初终凝时间和力学性能的影响;利用导热系数测定仪测试了石膏泡沫混凝土的导热系数;对脱硫石膏基胶凝材料水化产物机理进行了分析。研究表明：脱硫石膏泡沫混凝土砌块与其他类型砌块相比具有强度高、耐抽陛好、导热系数低等优良性能。     

Thermal analysis of square pipes in a reactor vault

To find the effective thermal conductivity between concrete block and square pipe and to study the temperature variations in the concrete section of reactor vault. The experiments were conducted and analysed with the numerical results by using Computational fluid dynamics. The thermal conductivity is to be founded experimentally and numerically and is compared with the actual thermal conductivity of the concrete. With the help of thermal conductivity value for various grade cement with various mixtures, suitable grade concrete is selected for the Reactor Vault cooling system.     

不同因素对陶粒混凝土导热系数的影响研究

为了研究陶粒混凝土在不同影响因素下的导热系数变化规律,利用单因素试验方法,通过稳态法中的热流计法(DRPL-Ⅱ型导热系数测定仪)对陶粒混凝土试件进行了导热系数试验,考察了砂率、粉煤灰掺量、浸水时间三个影响因素对陶粒混凝土导热系数的影响。结果表明:陶粒混凝土的导热系数随着砂率的增大而减小;陶粒混凝土的导热系数随着粉煤灰掺量的增大而先减小后增大;陶粒混凝土的导热系数随着浸水时间的增加逐渐增大并趋于稳定。研究结果为陶粒混凝土结构内部温度场的精确计算以及保温隔热性能的控制提供更为重要的理论依据。     

影响混凝土Cl-导电量诸因素的分析

本文利用ASTM Cl202标准,测量了不同水灰比下掺与不掺矿物质混合材的混凝土6小时总导电量,并对影响混凝土导电量的因素进行了具体分析。试验表明：随水灰比的增加,混凝土导电量明显增加;掺加不同种类的矿物质混合材会降低混凝土导电量,其中硅灰(SF)效果优于粉煤灰(FA),粉煤灰的效果又优于沸石(NZ),而矿渣掺量小于30％时导电量不会降低。存在离析和泌水时,表层混凝土导电量明显高于底层,且各向导性使得混凝土在垂直方向上的导电量各不相同;同时,烘干状态混凝土的电导也各不相同,我们称之为干态电导。这说明对掺加矿物质超细粉后混凝土抗Cl^-渗透性的评价不应仅以导电量为标准,应结合混合材的种类和掺量、混凝主干态电导及由于离析和泌水造成的各向异性等情况进行具体分析。     

混凝土导热系数的试验研究与预测模型

采用防护热板法和瞬态平面热源法测试了粗骨料、水泥砂浆和混凝土的导热系数,考察了砂率、骨料种类及其体积分数、水灰比和饱和度对混凝土导热系数的影响;利用复合材料导热系数模型,分析了饱和/干燥状态下混凝土内水泥砂浆与粗骨料间界面热阻的影响.结果表明:混凝土导热系数随饱和度、骨料体积分数、骨料导热系数的增大而增加,随水灰比的增大而减小;对干燥混凝土导热系数的预测需考虑界面热阻的影响.在假定混凝土固相导热系数随着饱和度线性增大的基础上,提出了基于饱和度影响的混凝土导热系数计算模型.     

再生混凝土导热系数试验与分析

采用单位体积用水量、水灰比、再生粗骨料取代率和再生细骨料取代率这4个影响因素设计正交试验,研究这些因素对再生混凝土导热系数和密度的影响;同时定义骨料影响系数C,分析了再生混凝土导热系数变化的内在机理,并基于普通混凝土导热系数的计算公式,提出了修正的再生混凝土导热系数计算公式.结果表明:4个影响因素中,再生粗骨料取代率对再生混凝土导热系数影响最大;再生混凝土导热系数与C值间存在显著的线性关系;修正的再生混凝土导热系数计算公式的计算结果与试验结果吻合较好,便于实际工程应用.     

Consensor技术在深圳机场T3航站楼混凝土质量控制中的应用

结合深圳T3航站楼工程,探讨钢筋配置对不同龄期混凝土电导率的影响。基于试验分析,获得不同龄期混凝土电导率、介电常数及混凝土强度的关系,建立混凝土强度发展与电介质参数的数学模型。混凝土构件施工现场测试表明,利用Consensor技术能够有效实时获取表层混凝土早期强度,是一种现场质量控制的快速、简便的技术手段。     

An approach for characterising electrical conductivity of cement-admixed clays

This paper proposes a framework for relating electrical conductivity of cement-treated marine clay to its strength. The feasibility of relating conductivity to strength is first examined by measuring the two quantities over a range of water-cement and soil-cement ratios as well as curing periods. The results indicate that, within a limited curing period, conductivity changes are sufficiently monotonic to permit its correlation to strength. This leads to the proposal of two empirical relationships, which relate the strength and conductivity to the water-cement and soil-cement ratios of the treated soil. By assuming that there is no diffusion of water from the binder during the relatively short mixing duration, the water-cement and soil-cement ratios can be related to the in-situ water content, water-cement ratio of the binder and the binder mass fraction. If the first two quantities are constant over the site and only the last quantity is a variable, then the conductivity can be uniquely related to the strength. This provides the framework for correlating strength and conductivity measurements, which would allow electrical resistivity measurements to be used to infill point strength data from core samples for quality control of cement-treatment works.     

新型混凝土储热材料的研制

研究了在材料中添加热容、热导率大的物质来改善材料整体性能的方法。研究结果表明:当铝酸盐水泥含量为10%时,材料的抗压、抗折强度能满足工业需求;材料的比热容在350℃时达到4.5 kJ/(kg.K),接近甚至超过某些相变储热材料的比热容;随着石墨粉含量的增加,材料的热导率几乎成直线上升,当石墨含量为5%时材料的热导率大于1.7 W/(m.K)。