混凝土减缩剂(SRA)的作用机理

混凝土中减缩剂的加入能较显著的降低水溶液的表面张力,同时也降低了砂浆表面的塑性抗拉强度,增大了表面水份蒸发率,它对塑性收缩抗裂的效果取决于对塑性抗拉强度和毛细管收缩应力影响的权重;混凝土干燥收缩主要是胶凝材料中含有多余水量蒸发的结果。本文简述了减缩剂的作用机理。     

混凝土高效减水剂的性能与作用机理

提出了一系列表征混凝土高效减水剂的方法 ,通过对表面张力、活性物含量、吸附量和 ζ电位的测定 ,从微观上研究了高效减水剂的作用机理 ,分析了造成坍落度损失的原因     

减缩剂对高性能砼收缩开裂性能影响的研究

本文设计了干燥收缩、自收缩、平板约束、抗氯离子渗透性以及极限拉应变等5种试验方法来考核减缩剂对高性能混凝土收缩开裂性能的影响.研究结果表明:减缩剂能够改善高性能混凝土的工作性、对混凝土的力学性能无负作用、能够有效的提高混凝土的抗裂性能.     

橡胶颗粒掺杂提高超高性能混凝土的抗冲磨性能及其机理

针对我国西部洪水泥石流多发山区桥梁墩柱冲磨破坏问题,研制了一种具有高强、低收缩、高耐磨、抗冲击及耐久性能佳的橡胶颗粒抗冲磨超高性能混凝土(UHPC),并利用扫描电子显微镜、能谱仪和接触角仪探究了橡胶颗粒表面改性对UHPC性能的提升机理。结果表明:基准UHPC中掺入10%(体积分数)经NaOH+KH570硅烷偶联剂复合改性的粒径为1～3 mm的橡胶颗粒后,其抗冲磨强度和终裂冲击功分别提升了26%和72%;掺入15%(体积分数)饱水预湿高钛重矿渣砂和6%(质量分数)CaO型膨胀剂后,其收缩较基准UHPC降低了约50%。改性橡胶颗粒主要通过改变橡胶颗粒表面形貌、提升表面亲水性和改善橡胶颗粒–胶凝材料基体界面黏结性能提升UHPC各项性能。     

高吸水性树脂对高强混凝土自收缩的减缩机理

测试了高吸水性树脂(SAP)作为内养护剂对高强混凝土自收缩的减缩效应。通过自身-干燥收缩一体化计算模型,对预吸水SAP的减缩机理进行了定量分析。自收缩测试结果表明:掺入预吸水SAP对高强混凝土早期自收缩的减缩率达90%以上。各配比混凝土的收缩实验曲线与模型计算结果吻合良好。模型计算结果表明,预吸水SAP对高强混凝土早期自收缩的减缩机理主要有两点:一是在混凝土内部相对湿度维持在100%的阶段,掺入预吸水SAP会在混凝土中引入一种自膨胀变形,从而大幅抵消化学减缩,有时甚至出现自膨胀现象;二是在混凝土内部相对湿度下降阶段,加入SAP可以显著延缓混凝土内部相对湿度的降低,从而减缓了临界孔径的下降趋势,大大减小了同龄期混凝土内部毛细孔负压及收缩应力值,从源头上减小了自收缩产生的驱动力。     

减缩剂外涂对混凝土性能的影响及作用机理

内掺减缩剂可有效降低混凝土收缩,但存在掺量大和影响混凝士强度发展等诸多问题.研究了减缩剂外涂对混凝土力学性能、收缩抗裂性能、孔结构和水化产物的影响.结果表明:减缩剂外涂混凝士的减缩效果明显;减缩剂外涂对混凝土和胶砂强度有一定的提高作用;与基准混凝土相比,减缩剂外涂可明显降低水泥石总孔隙率和孔径小于100nm毛细孔的数量;外涂减缩剂作用区域中的水泥水化产物更趋于丰富.     

膨胀剂对超高性能混凝土收缩性能的影响

超高性能混凝土(UHPC)已成为建设超高层建筑、海洋工程及重大国防工程等重要土木工程材料.高胶凝材料用量及低水灰比使得超高性能混凝土的收缩增加.本文探索了多种常用市售膨胀剂对工程用UHPC的各项性能的影响规律.结果 表明:几种膨胀剂均降低了水泥净浆流动度和混凝土坍落度,略微降低了UHPC的抗压强度,有效降低了UHPC的...     

粉煤灰对混凝土抗裂性能综合评价研究

设计收缩、小圆环约束开裂、水化热、极限拉伸率以及抗氯离子渗透性等五种试验方法来考核粉煤灰对高性能混凝土抗裂性能的影响。研究结果表明：粉煤灰能够改善高性能混凝土的工作性、降低早期弹性模量和水化热、7d后强度能够快速增长并逼近基准混凝土，能够有效的提高混凝土的抗裂性能。     

超疏水-自发光水泥基复合材料性能及作用机理研究

将长余辉发光材料与超疏水材料协同设计制备出超疏水-自发光水泥基复合材料,通过试验研究了其力学性能、发光性能与疏水性能,并对其作用机理进行了分析.结果表明,发光粉、反光粉掺量分别为25％、10％左右时,试件发光性能最佳;经光照30 min后,其余辉时间可达8 h以上;经超疏水材料处治后的试件表面具有较高的接触角和较低的滚动角,其分别为155.3°、5.4°,具有明显的超疏水特性;发光粉的适当掺入可优化水泥水化产物的分布状态,提高其密实度与强度,而反光粉的掺入会与水化产物反应,生成多孔结构的絮状体,不利于水泥基材料强度的形成;超疏水-自发光水泥基复合材料激发光波长范围宽,日常光照条件即可满足其光激发要求,受光激发后,材料发射谱峰波长为520 nm的绿光,辨识度较高.     

自密实轻骨料混凝土约束收缩试验及抗裂性能研究

试验采用高强页岩陶粒及Ⅰ级粉煤灰制备工作性能良好的自密实轻骨料混凝土(SCLC),通过环形约束收缩试验,进行密封与外侧面干燥两种条件下的约束收缩试验,研究自密实轻骨料混凝土约束收缩应变随着龄期发展规律及抗裂性能.研究结果表明:自密实轻骨料混凝土在3 d前的自生收缩与干燥收缩大于普通混凝土,14 d后的自生收缩与干燥收缩低于普通混凝土;掺加Ⅰ级粉煤灰可以明显提高新拌SCLC浆体的工作性能,也能有效抑制SCLC的自生收缩,但其掺量应该控制在25％以内较合适;以开裂风险系数η作为混凝土的抗裂性能评价指标,自密实轻骨料混凝土的抗裂能力要高于普通混凝土,但SCLC在达到临界开裂状态后很快产生贯穿性裂缝,其开裂的时间反而比普通混凝土早.     

线型聚羧酸陶瓷减水剂的合成及应用研究

通过对羧酸系减水剂与粘土作用机理的分析,按照DLVO双电层理论和空间位阻理论进行聚羧酸系陶瓷减水剂的分子设计,选用丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠为原料,通过水溶液调节共聚合的方法合成了一种线型聚羧酸系高效陶瓷减水剂。研究了单体配比、引发剂种类及用量、反应时间及反应温度等因素对减水剂结构和性能的影响。结果表明,在温度为80℃条件下以过氧化物为引发剂,AA∶MAS摩尔配比为3∶1,反应5小时,减水剂的性能最佳,在添加量为0.4%～0.6%范围内,其减水率可达32%。     

硫酸钠掺量对混凝土早期收缩开裂的影响

研究了分别掺加占胶结料质量分数1％,2％的硫酸钠对混凝土早期收缩开裂的影响。用非接触式混凝土收缩测量仪及板式混凝土开裂架进行实验。用电子显微镜对硫酸钠混凝土试件早期亚微观结构进行较为直观的研究分析。结果表明：硫酸钠对混凝土早期收缩开裂在不同孔径中的作用不尽相同。硫酸钠对混凝土早期收缩的影响与水胶比及硫酸钠的掺量有一定的关系。硫酸钠掺量相同情况下,水胶比较小混凝土早期收缩值较大;在相同水胶比情况下,硫酸钠掺量较大混凝土早期收缩值较小。硫酸钠对混凝土早期开裂的影响与养护方式相关,空气中养护与密封条件下养护这2种养护制度相比,在空气中养护混凝土表面出现裂纹的时间较早,裂纹较宽且较多。在这2种养护制度下,水分蒸发速度的不同决定了硫酸钠结晶初始深度的不同,是硫酸钠对混凝土早期开裂的主要影响机理。     

聚羧酸系超塑化剂合成及其对水泥基材料性能的影响

采用酯化工艺合成了一种含聚氧化乙烯基的聚乙二醇单甲醚单甲基丙烯酸酯,以该单体和甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸乙酯、丙烯酰胺等单体合成了聚羧酸系超塑化剂.用红外光谱和凝胶渗透色谱表征了其分子结构及分子量分布,研究了聚羧酸系超塑化剂对水泥基材料的分散性、分散保持能力及抗压强度的影响,用zeta电位法讨论了其分散和分散稳定作用机理.结果表明:所合成的聚羧酸系超塑化剂有利于水泥强度的稳定发展,具有良好的分散保持能力,其分散性及分散保持能力与聚合单体的摩尔比、官能团种类和聚氧化乙烯侧链的长度有关.聚羧酸系超塑化剂的掺量(质量分数)为0.3%时,90min内水泥净浆流动度保持率高达98.1%.     

减缩剂对水泥石体积稳定性的影响及其机理

针对水泥混凝土结构在服役期间经历干旱、降雨等自然现象的交替作用所产生的体积变化,选择在温度、湿度交变[35℃,相对湿度(relative humidity)Rh=30%;20℃,Rh=100%]试验条件下评价减缩剂对水泥石体积稳定性的影响,并采用核磁共振和压汞仪分析其机理。结果表明:减缩剂通过提高水泥石在温度、湿度交变环境的水化程度、增大水化硅酸钙凝胶的聚合程度,同时降低水泥石的可逆、不可逆收缩及最大长度变化,减小在严酷干燥条件的干缩值及潮湿环境的湿胀值,提高在恶劣自然环境保持较高体积稳定性的能力。     

粉煤灰掺量对高性能混凝土徐变性能的影响及其机理

为研究粉煤灰对高性能混凝土徐变性能的影响,在(20±1)℃、相对湿度为(60±5)%的条件下测试了33%载荷水平下粉煤灰等量取代水泥量(质量分数,下同)为0,12%,30%和50%时高性能混凝土的徐变度.试验结果表明:粉煤灰掺量为12%和30%时,混凝土抵抗徐变的能力随其掺量增加而增强,其365 d的徐变度分别为不掺粉煤灰混凝土的76%和46.5%.粉煤灰掺量为50%时,混凝土抵抗徐变的能力没有得到改善,其365 d的徐变度为不掺粉煤灰的混凝土的102%.应用扫描电镜二次电子成像观测不同掺量下的粉煤灰颗粒与基体的结合情况,并结合水泥-粉煤灰体系中非蒸发水量的研究,试分析了粉煤灰掺量对高性能混凝土徐变的影响机理.结果表明:粉煤灰掺量对于其"微集料效应"的发挥存在一临界值,当粉煤灰掺量小于该临界值时,粉煤灰与基体结合良好,"微集料效应"得以正常发挥.混凝土的徐变度受到体系的非蒸发水量和"微集料效应"发挥程度的影响.粉煤灰掺量越大,体系的非蒸发水量越小,"微集料效应"发挥程度越高,徐变度减小越明显,并且混凝土的徐变度减小率与体系的非蒸发水量减小率和微集料数量正相关.当粉煤灰掺量超过临界值时,混凝土的徐变性能受到体系水化产物数量、"微集料效应"和粉煤灰与基体结合情况这3个因素的共同作用,并且随着粉煤灰掺量的继续增加,其与基体结合情况对混凝土徐变性能的负面影响显著增强.     

周边约束状态下板式混凝土早期开裂及收缩应变的分布

改进型的板式试件法可用于实验室或施工现场快速测试混凝土的早期抗裂性能。大量实验的统计结果表明这种板式混凝土的早期收缩裂缝的分布主要集中在两个区域：每边中点处相连形成的“十”字形区域和4个边角区域附近。通过埋置光纤光栅传感器法对这种混凝土板在早期处于风吹加速干燥条件下内部收缩应变的分布进行测量,结果表明：混凝土收缩应变与离干燥表面的距离成指数函数关系;在距离模具边框越近的位置,混凝土表现出的收缩应变值越小。     

高绝缘,耐低温浇注胶的防开裂

从树脂、增韧剂、填料及固化剂的种类和用量等方面讨论了如何降低固化收缩应力及低温收缩应力,从而减少因固化收缩和冷冻收缩引起的开裂现象,以保持所合成浇注胶固化物在常温和低温下的高绝缘性能。     

Mo-(Fe-B)-Fe混合粉末流延成型薄层坯体的干燥机理分析

流延成型Mo-(Fe-B)-Fe混合粉末流延成型薄层坯体的干燥过程非常重要，本文根据现有理论对流延坯体干燥过程的各个阶段，特别是坯体孔隙中充满液相的恒速干燥阶段（CRP）进行了分析。在恒速干燥阶段，产生了坯体的最大收缩和最大干燥应力，对引起干燥收缩的力和液相传输机制进行了分析。通过分析液相流动和固体网络之间的相互作用。可以计算孔隙液相中的压力分布。在靠近坯体干燥表面处，液相压力具有最大值，导致坯体在该处承受较大的压应力，并由此产生了不同大小的坯体收缩，从而引起干燥过程中的开裂现象，坯体开裂的可能性主要与坯体厚度和干燥速率有关，提出了避免干燥开裂的几个技术措施。     

缓释型萘系减水剂的合成

用尿素法制各了镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl-layered double hydroxide-like host materials,MgAl-LDHs),采用焙烧复原法将商品萘系减水剂插入MgAl-LDHs的层间,得到了一种缓释型萘系高效减水剂.采用热重-同步差热分析、X射线衍射和红外光谱分别对MgAl-LDHs、焙烧后的镁铝层状双金属氧化物(magnesium aluminum layered double oxide,MgAl-LDO)和用萘系减水剂插层MgAl-LDHs的产物等的结构进行了表征,分析了不同焙烧温度对插层组装效果的影响,并测试了掺此种减水剂的水泥净浆流动度的经时变化.结果表明:在500℃焙烧得到的MgAl-LDO,其层状结构可以恢复.萘系减水剂插层后,MgAl-LDHs的X射线衍射特征峰向小角度移动,层间距由原来的0.76nm增大到1.03nm;红外光谱在1035.6cm-1和1 123.1 cm-1处出现了萘系减水剂中SO-3;基团的吸收峰,且MgAl-LDHs中NO-3基团的吸收峰明显减弱.与基准相比,此减水剂具有明显的减小水泥净浆流动度经时损失的效果.