火灾高温对混凝土残余强度和微观结构的影响

为了研究混凝土力学性能和微结构的耐火性特征,对混凝土试件进行不同高温的加热作用,然后开展相应的三轴压缩试验和CT扫描试验.结果表明,随着加热温度增加,混凝土试样的三轴试验峰值强度逐渐减小;在相同温度下,试件的残余峰值强度随固结围压增大呈线性上升趋势;根据CT扫描试验获得的混凝土二维/三维图像发现混凝土的孔隙度和平均孔隙半径随着温度增大而逐渐上升;混凝土的残余强度随温度升高存在明显劣化效应,其原因是作用于混凝土试件的温度越高,混凝土内部高温裂解效应越明显,导致孔隙体积增加,从而使得热裂解后的残余强度相对降低.本试验研究结果为深入认识粉煤灰混凝土耐火性的特征提供了参考.     

低温低湿养护条件对混凝土微观结构影响

为了进一步认识中国西北气候环境对混凝土材料微观结构的影响,采用纳米压痕技术对不同温湿度养护条件下混凝土的微观结构特征开展试验研究。结果表明：从不同水化产物相的体积分数结果来看,养护温湿度不足会使得水泥砂浆中毛细孔隙和低密度水化硅酸钙(C–S–H)凝胶含量增多。通过对不同养护条件下混凝土界面过渡区的压痕模量和硬度统计结果可知,相比于20℃-95%相对湿度(RH)养护条件,当养护条件为10℃-70%RH和3℃-50%RH时,混凝土的界面过渡区平均厚度分别增加了5μm和10μm。     

石灰石粉对浮石混凝土力学性能和微观结构的影响

以天然浮石作为粗骨料,通过内掺0％、10％、20％、30％和40％质量分数的石灰石粉替代相同质量的水泥配制浮石混凝土,研究不同掺量石灰石粉对浮石混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并借助扫描电镜观察分析混凝土微观结构.结果表明:石灰石粉掺量为10％时,浮石混凝土各龄期力学性能显著提高;石灰石粉可加速水泥早期水化,提高水泥石基体和浮石-水泥石界面过渡区密实度;石灰石粉具有后期水化活性.     

纤维特性对砂加气混凝土力学性能和微观结构的影响

砂加气混凝土因其韧性较差,在生产过程中易出现缺棱掉角的现象.通过添加不同长径比和弹性模量的纤维,研究纤维掺量对砂加气混凝土抗压和抗折强度的影响,并借助X射线衍射和扫描电镜分析其微观结构,研究了纤维对砂加气混凝土增韧机理.研究结果表明:聚丙烯纤维和玻璃纤维的最佳掺量均为0.3%,砂加气混凝土的抗压强度分别提高了22.0%和27.8%,抗折强度分别提高了20.0%和26.0%.不同纤维对砂加气混凝土的水化产物含量有一定的影响,但不会生成新相.纤维对砂加气混凝土的增强增韧机理主要在于其能在基体中形成三维网络骨架,通过减缓裂纹尖端的应力集中,减缓或阻止裂纹的扩展.添加两种纤维的砂加气混凝土砌块受力时主要对纤维拔出做功,因此纤维本身的弹性模量对砂加气混凝土强度的影响较小.     

丁苯乳液对钢纤维混凝土韧性和微观结构的影响

本文对比研究了丁苯乳液改性混凝土、钢纤维改性混凝土以及丁苯乳液增强钢纤维混凝土的力学性能和韧性.试验结果表明:丁苯乳液能改善新拌混凝土的工作性能;混凝土的抗压强度随着丁苯乳液掺量的增加而显著降低,但其抗折强度随着丁苯乳液的增加而提高;丁苯乳液与钢纤维复掺,混凝土具有更高的抗折强度、以及弯曲韧性.丁苯乳液在混凝土中交织成膜,提高了界面过渡区的显微硬度;增加了浆体的致密性,增强了钢纤维与混凝土之间的界面粘结强度.     

干拌/蒸气混凝土的抗压强度与微观结构

探讨了干拌／蒸气混凝土的水化特性,并以试验结果印证本了工艺的可行性,试验工作包括制作１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍ混凝土试体,进行抗压测试,寻求适当材料配比与最佳夺蒸条件,并以水泥与砂浆试体,进行了空隙与孔隙率测定,电子显微镜观察,水化程度与氢氧化钙生成量分析,以便了解蒸气水化物的微观结构,抗压测试结果显示,干拌蒸气法只需传统湿拌法水泥用量的一半,即可制得高强度混凝土,每公斤水泥可发挥０．２９４ＭＰ     

酸固化剂对酚醛泡沫微观结构的影响

以苯酚、甲醛为主要原料合成了可发性酸催化酚醛树脂,并加入匀泡剂、发泡剂和固化剂制备了酚醛泡沫.通过电子扫面显微镜(SEM)观察了泡沫的微观结构;讨论了不同酸固化剂及其用量在树脂发泡过程中所起的作用,以及对酚醛泡沫微观结构的影响.结果表明:在优化的树脂体系下,当采用硫酸作为固化剂,控制加入量,可以得到孔径介于65～85 μm的泡沫,闭孔率均小于10%;当采用对甲苯磺酸作为固化剂,控制加入量,可以得到孔径介于95～110 μm的泡沫,闭孔率大于90%.并且通过磷酸苯酯与硫酸复配作为固化剂,保证孔径大约65 μm的前提下,有效地改善了泡沫孔壁缺陷,得到了小孔径细腻的酚醛泡沫.     

碳化对混凝土微观结构的影响

碳化不仅会引起混凝土pH值下降,还会引起硬化水泥浆体孔径分布和孔隙率的变化,进而影响有害离子在混凝土中的扩散进程.研究碳化对混凝土微观结构的影响具有重要意义.通过汞压力试验和扫描电镜试验研究了混凝土碳化前后的孔隙结构及微观形貌的变化.研究结果表明:碳化引起混凝土总孔隙率的下降,造成临界孔径和最可几孔径增大,硬化水泥浆体孔隙的连通性提高;混凝土碳化后,水化产物Ca(OH)2与CO2反应生成了大量CaCO3,Ca(OH)2晶体表面沉淀的碳化层受到扰动后形成了菱形面结晶,这种晶体之间存在较多的连通孔隙.     

不同矿物掺合料对钢渣混凝土力学性能和微观结构的影响分析研究

在前期研究用粗细钢渣替代天然骨料对混凝土力学性能影响的基础上,本文研究将钢渣粉、粉煤灰和矿渣粉分别掺入钢渣混凝土中,比较了这3种钢渣混凝土的抗压强度发展变化和差异。然后利用SEM和EDS对混凝土的微观结构进行分析,试验结果表明:钢渣粉、粉煤灰和矿渣粉对钢渣混凝土的最优掺量分别是20%、10%和30%;同时发现了3种矿物掺合料钢渣混凝土的相似性和差异性。     

偏高岭土对活性粉末混凝土力学性能及微观结构的影响

活性粉末混凝土(RPC)具有优异的力学性能和耐久性能,应用前景广阔.为探讨偏高岭土(MK)对RPC的影响,通过MK火山灰活性指数测试,抗压强度、抗折强度和弹性模量试验,以及X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞和纳米压痕分析,研究了0％、5％、10％、15％和20％的MK等质量取代胶凝材料对RPC力...     

复材围束补强含箍筋混凝土火害高温影响的承载模式探讨与分析

本研究针对含箍筋混凝土试体进行完整深入的火害补强研究,研究结果显示,随火害温度增高,火害后抗压强度折减越大,而强度所对应的尖峰应变则越大.高强度混凝土火害强度折减效应较低强度混凝土大,其对应的尖峰应变增加比例亦较高.不论试体是否受火害作用,箍筋或复材的围束效果均以低设计强度混凝土较佳.室温下的箍筋间距较大的混凝土试体其抗压强度会比纯混凝土强度较低,但应变仍有提升效果;而在高温火害下其试体抗压强度却比纯混凝土高.不管设计强度高低或箍筋间距大小,当混凝土受火害温度愈高,经复材补强后,其补强效果愈佳,尖峰应变的增加也较大.     

石墨粉导电混凝土的性能与微结构

采用石墨粉制备导电混凝土,观察导电混凝土性能和微结构的变化.研究结果表明:导电混凝土的强度随着石墨粉掺量的增加而下降.导电混凝土的电阻率随石墨粉细度和掺量的增大而降低,持续通电后,温度都升高,呈良好的电热效应和发热效果.石墨粉对导电混凝土水化产物的影响较小,随着石墨掺量和细度的加大,对体系中孔隙填补效果更好,更易形成导电通路.     

温度对高强喷射混凝土性能的影响

主要研究了温度对矿用高强喷射混凝土凝结时间、抗压强度及耐久性的影响.结果表明,当温度在10～15 ℃之间时,随着温度的升高凝结时间下降速率最快;当温度在20～30 ℃之间时,随着温度的升高凝结时间基本不再变化.当温度在10～20 ℃时,矿用高性能喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能较强.当温度在20～30 ℃时,矿用高性能喷射混凝土氯离子扩散系数很低.当养护温度在5～15 ℃时,对矿用高性能喷射混凝土的抗冻性能比较有利.     

高温对碱激发超高性能混凝土力学性能的影响

研究了高温对碱激发超高性能混凝土(AUHPC)力学性能的影响,并利用MIP、XRD及FTIR分析了其浆体的孔结构及物相组成.结果 表明:采用90℃蒸汽养护可显著提高AUHPC的早期强度,其28 d抗压、抗折强度可分别达197.0 MPa和38.7 MPa;高温处理后,其强度随温度升高而先升后降,且其使用温度不宜超过600℃.200℃时,AUHPC的浆体孔径得以细化,结构最致密,强度显著提高;高于400℃后,其浆体少害孔数量增加,结构变疏松;800℃时,浆体中发生固相反应,生成大量钙黄长石,强度大幅降低.     

含玻璃粉超高性能混凝土力学性能及微观结构研究

玻璃粉(GP)是一种环保型的固废材料。为了有效节约资源和解决环境污染问题,本文利用GP制备了一种绿色超高性能混凝土(UHPC),研究了GP作为一种矿物掺合料对UHPC力学性能和微观结构的影响。研究结果表明:GP的掺入改善了UHPC的流动性,并且降低了UHPC早期力学性能,但对后期力学性能产生显著的增强作用。当GP掺量为20%(质量分数)时,UHPC试样28 d的抗压强度趋近于基准组,而90 d的抗压强度较基准组提高了13.2%。且UHPC试样(90 d)表现出最低的总孔隙率,与基准组试样相比降低了14.6%。同时高密度水化硅酸钙凝胶的含量增加了20%,从而使UHPC形成更加致密的微观结构。GP具有良好的微集料填充效应和火山灰效应。     

热疲劳作用对混凝土力学性能及微观结构的影响

我国西北地区日、年温差大,混凝土经历着温差产生的热疲劳劣化。保持环境湿度恒定,在20 ℃、30 ℃、40 ℃温差下开展两种强度等级的混凝土热疲劳试验,测定其抗压强度、劈裂抗拉强度等宏观性能变化规律;通过超声无损检测技术和压汞试验测定微观结构。结果表明:热疲劳劣化效应明显,随循环温差的增大和循环次数增加,混凝土强度下降明显,C40混凝土下降幅度大于C25混凝土,且劈裂抗拉强度较抗压强度对热疲劳作用更敏感;超声波速呈减小趋势,说明混凝土内部裂隙缺陷增多;同一循环温差下,混凝土的孔隙率、孔隙总体积、平均孔径、中值孔径、最可几孔径随温差循环次数增加而增大,孔隙总表面积减小,孔隙结构表现出粗化的特征且呈劣化的趋势,C40混凝土的孔隙率小于C25混凝土,但其孔隙率相对变化值更大,从微观层面揭示了混凝土在热疲劳作用下强度损伤的内在原因。     

聚丙烯粗纤维对高强混凝土高温后性能影响

为研究聚丙烯粗纤维对高强混凝土高温后性能的影响,测试了不同目标温度(200℃、400℃、600℃和800℃)后高强混凝土的残余抗折强度、基体质量损失率及吸水率,同时结合超声波无损检测技术,分析了不同受火温度后高强混凝土的内部损伤.结果表明:聚丙烯粗纤维的掺入对HSC高温后抗折强度存在不利影响,其中聚丙烯粗、细纤维混杂协同作用的影响最小,400℃时粗、细纤维体积分数均为0.1％的混杂纤维混凝土抗折强度为基准组的90％.与细纤维相比,聚丙烯粗纤维熔化后形成的泄压通道更为粗化,高温后基体质量损失率及吸水率更大;粗纤维掺量过高,泄压通道将过于粗化,总孔隙率明显增大,即聚丙烯粗纤维的使用存在最佳掺量.不同纤维掺量下HSC的损伤度随受火温度演化结果相一致,通过对实验结果的非线性拟合,建立了聚丙烯粗纤维高强混凝土损伤度随受火温度变化的数学模型,根据该模型,可以依据受火后混凝土损伤度的测试结果,计算其受火温度.     

碳纤维对导电混凝土性能和微结构的影响

导电混凝土较好的导电性能,可用于道路工程除冰,保障交通通行安全.采用碳纤维制备导电混凝土,观察其性能和微结构的变化.研究结果表明:碳纤维的掺用使得混凝土拌合物的工作性变差,但仍然能满足施工要求.随着碳纤维掺量的增加,导电混凝土的抗压强度下降,但劈拉强度增大.导电混凝土的电阻率随碳纤维掺量的增大而降低,持续通电后,呈良好的电热效应和发热效果.掺加碳纤维后,水泥石结构的密实性降低,从而导致其性能发生变化.