混凝土裂缝化学激励愈合试验研究

对不同掺量氧化镁混凝土试块预制裂缝并在不同浓度硫酸钠溶液中进行养护试验,利用超声波综合回弹法测量带缝试块回弹波速,对比分析不同养护龄期时试块的波速和抗压强度的变化,研究了氧化镁和硫酸钠对混凝土裂缝自愈合性能的化学激励作用.结果 表明:掺氧化镁和硫酸钠溶液养护均能延长混凝土裂缝的自愈合龄期;掺氧化镁混凝土裂缝的28 d强度恢复率随氧化镁掺量增加而提高;试块28 d强度恢复率随硫酸钠溶液浓度增加而显著增长;在28 d养护龄期内,掺12％氧化镁混凝土试块在6％硫酸钠溶液中养护后,抗压强度恢复率最高.     

侵蚀环境对水泥黄土强度的影响

本文通过室内无侧限抗压强度试验,研究不同溶液不同浓度下水泥黄土强度变化规律,旨在为水泥黄土在侵蚀环境下的工程设计提供技术支撑。试验结果表明:水泥黄土在CaSO_4溶液、MgSO_4溶液、NaOH溶液、NaCl溶液中同期强度均小于在清水养护中的强度,这说明其中的硫酸根、氢氧根、钠离子及氯离子对水泥黄土的强度有削减作用,整体为其浓度越大,削减作用越强。龄期越长,削减作用越明显,其中NaOH、NaCl对水泥黄土强度的削减作用最为明显;微量的Na_2SO_4对水泥黄土的强度有正面作用;水泥黄土的强度整体随龄期的增加而增加,直到28d时,强度增加值有所缓慢。     

循环荷载下钢渣砂浆的压敏特性研究

为研究钢渣掺量对钢渣砂浆强度特性的影响及钢渣砂浆压敏性在循环荷载下的变化规律,对不同钢渣掺量、不同龄期的钢渣砂浆进行无侧限抗压强度测试,分析了循环荷载下抗压强度范围内电阻率变化率随应力变化的规律.结果表明:钢渣砂浆无侧限抗压强度随钢渣掺量的增加而降低,随龄期的增加而增加;此外,在电阻率测试及压敏性分析时,由于电阻率受电流频率影响较大,建议选用50 kHz作为取值频率;当应力变化在无侧限抗压强度范围内时,电阻率变化率幅度随养护龄期的增加逐渐减小,其变化率可由养护7 d时的-4.83％降至28 d时-3.16％,同时变化幅度随钢渣掺量的增加逐渐增大.     

粉煤灰对混杂纤维混凝土力学与耐久性能的影响分析

将粉煤灰加入混凝土中可以有效消耗工业固体废弃物，保护环境。基于此，制备了不同粉煤灰掺量的混杂纤维混凝土样品，开展了立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、碳化深度以及冻融循环后的相对动弹性模量和质量损失率测试，分析了混凝土力学与耐久性能随粉煤灰掺量的变化规律。研究结果表明：养护龄期小于14 d时混杂纤维混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而减小，养护龄期大于14 d时抗压强度随粉煤灰掺量的增大而增大；60 d养护龄期和12%粉煤灰掺量的混凝土抗拉强度最大；碳化深度随粉煤灰掺量的增大而先减小后增大；粉煤灰掺量小于12%时，掺入粉煤灰的混杂纤维混凝土的抗冻性能要略优于素混杂纤维混凝土。     

喷射粉煤灰混凝土微观结构和力学性能试验研究

为研究喷射粉煤灰混凝土在养护过程中微观结构和力学性能的变化,采用X-射线衍射法、热重-差示热法、扫描电镜法对喷射粉煤灰混凝土微观结构进行分析,并对其1d、3d、7d、28 d、60 d、90 d和180 d的抗压强度、劈裂抗拉强度进行研究.结果表明:养护龄期对喷射粉煤灰混凝土微观结构和力学性能影响大,且微观结构与力学性能之间存在密切联系.龄期为1d时,由于速凝剂的作用,喷射粉煤灰混凝土强度较高.龄期低于28 d时,粉煤灰等量替代水泥,控制水泥水化速度的有效水灰比相对增大,喷射粉煤灰混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随粉煤灰掺量增加下降;龄期高于28 d时,粉煤灰活性被激发,喷射粉煤灰混凝土微观结构变得密实,喷射粉煤灰混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加先上升后下降,劈裂抗拉强度随之上升.     

玄武岩纤维对混凝土的性能影响

在混凝土中掺加玄武岩纤维,对养护7d、28d混凝土试件进行抗压强度试验、核磁共振试验及抗渗性试验研究玄武岩纤维混凝土的性能变化,分析其孔隙结构对抗压强度、抗渗性的影响。得出结论:玄武岩纤维的掺加使混凝土的抗压强度及抗渗性增强,孔隙率降低;纤维增强混凝土抗压强度效果随养护龄期增加而增加;养护28d纤维混凝土掺加0.2%时,纤维混凝土的抗压强度达到最大值,此时孔隙率也最小;纤维混凝土的抗压强度与孔隙率呈较好的负线性相关关系。     

粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响规律研究

为研究粉煤灰对桥梁混凝土抗渗性能的影响,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,测试分析了桥梁混凝土抗压强度、孔隙结构、渗透高度和抗氯离子渗透性能随粉煤灰掺量和养护龄期的变化规律。研究结果表明:(1)当桥梁混凝土养护龄期为7d时,桥梁混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的增多而逐渐降低;当混凝土龄期大于28d时,桥梁混凝土的抗压强度在粉煤灰掺量为30%左右时最大。(2)粉煤灰掺量为30%时,桥梁混凝土密实度达到最大,此时其内部小孔隙增大而大孔隙减小。(3)桥梁混凝土抗氯离子渗透系数随着粉煤灰掺量的增大先减小后增大,在粉煤灰掺量为30%时取得最小值。     

含白云石微粉水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能

为评估白云石微粉对水泥抗硫酸盐侵蚀性能的影响,以石灰石微粉为参照,研究了白云石微粉掺量(质量分数)分别为10%、20%、30%时,水泥砂浆在质量浓度为5%硫酸钠溶液中的变形和强度发展规律,并讨论了基于抗蚀系数的含碳酸盐岩微粉水泥抗硫酸盐侵蚀性能评价方法。结果表明:砂浆试体在Na_2SO_4溶液中的变形过程可分为稳定期、缓慢膨胀期和加速膨胀期3个阶段。除掺10%白云石微粉试体外,其余含碳酸盐岩微粉砂浆的膨胀率均大于空白样(PC)。与掺石灰石微粉试体相比,含白云石微粉试体起始膨胀的龄期滞后,同期膨胀小,且两者膨胀差异随龄期延长和掺量增加呈增大趋势。无论在水中还是在Na_2SO_4溶液中,掺碳酸盐岩微粉砂浆抗压和抗折强度发展趋势均与PC类似,但强度均降低,且掺量越大,强度降幅越大。与在水中养护时强度持续缓慢增长不同,掺碳酸盐岩微粉砂浆强度在Na_2SO_4溶液中经历先快速增长至峰值,而后降低的过程。与含石灰石微粉试体相比,含白云石微粉砂浆强度达到峰值的龄期滞后且后期强度高。标准规定的28 d抗蚀系数K_(28)不能确切反映含碳酸盐岩微粉水泥抗硫酸盐侵蚀性能。采用试体起始膨胀或强度达峰值龄期的抗蚀系数可提高判定结果的准确性和可靠性。     

蒸养后补充养护方式对混凝土性能的影响

为改善蒸养对混凝土性能的不利影响,采用蒸养后补充养护的方式提高混凝土28 d龄期抗压强度和耐水性.蒸养后再水中养护或室外湿织物覆盖12～48 h,混凝土28 d抗压强度和软化系数先增加后降低.蒸养后再标准养护时,混凝土28 d抗压强度和软化系数随标养时间增加而增加.蒸养后再薄膜覆盖的混凝土28 d抗压强度和软化系数也随覆盖时间增加而增加.采用蒸养后补充养护的混凝土28 d抗压强度和软化系数均优于蒸养后直接进入室外自然养护的混凝土.其中,薄膜覆盖是对蒸养混凝土较优的一种补充养护方式.     

铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的力学性能和微观结构分析

以粉煤灰为主要原料,以铸造粉尘为掺合料,水玻璃溶液为碱激发剂,制备地质聚合物.研究了养护龄期和水灰比对铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物抗压强度的影响.结果表明,铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的抗压强度随养护龄期的延长而增大,随水灰比的增大先增大后减小;当水玻璃模数为1.2,水灰比为0.4时,地质聚合物28 d抗压强度达到最大,为21.4 MPa.X衍射分析表明,形成的地质聚合物主要为无定形矿物相;红外光谱分析表明,地质聚合物中有较多的非晶态铝硅酸盐生成;SEM分析显示地质聚合物具有良好的致密结构.     

干湿循环-硫酸盐耦合作用下混凝土相对动弹模灰熵关联度分析

为研究混凝土在干湿循环与硫酸盐耦合作用下的损伤劣化,本文以相对动弹模为测试指标,通过试验研究了混凝土的相对动弹模在各个不同影响因素(粉煤灰的掺量、水胶比、Na2SO4的浓度、先期养护时间、不同的干湿循环制度(烘浸时间比))下随腐蚀龄期的演变规律.采用灰熵关联度理论分析了在不同腐蚀龄期各影响因素对混凝土相对动弹模的关联程度.结果表明:在干湿循环与硫酸盐耦合作用下,随着腐蚀龄期的增长,混凝土发生不同程度的损伤劣化,混凝土的相对动弹模也表现出不同程度的下降.不同腐蚀龄期,相对动弹模各影响因素的灰熵关联度排序是一致的.各影响因素对相对动弹模的灰熵关联度由大到小的排序为:水胶比、Na2SO4的浓度、不同的干湿循环制度(烘浸时间比)、先期养护时间、粉煤灰的掺量.     

岩溶区地下孔洞多孔充填体的力学性能研究

针对岩溶区地下孔洞充填体的透水性能差、耗材量大等问题，制备了一种岩溶区地下孔洞充填材料，设计一种用于治理岩溶塌陷的多孔充填体结构。为了研究岩溶区径流型孔洞环境下多孔充填体结构的服役性能，对试样进行单轴抗压强度试验，研究不同添加剂配合比和不同养护龄期下充填体的抗压强度变化规律。结果表明：随添加剂配合比的增大，充填体抗压强度呈降低趋势，且28d龄期抗压强度较7d龄期抗压强度降低更明显；充填体抗压强度随养护龄期的增加而增大；当添加剂配合比为1.5%且养护龄期为28d时，充填体的抗压强度最优；多孔充填体结构能保证工程强度要求，还能节约工程材料，有效地解决地下水渗流问题，为治理岩溶区地下径流型孔洞的塌陷提供了思路。     

粉煤灰、矿粉对水工混凝土体积稳定性的影响

采用对比的方法,实验研究了粉煤灰、矿粉对水工混凝土的工作性、抗压强度、弹性模量、干缩和受压徐变的影响。结果表明,在粉煤灰、矿粉等量取代部分水泥后,混凝土的工作性改善,抗压强度和抗压弹模与基准样相近,而28d以后的干缩明显减小;掺有粉煤灰、矿粉的混凝土随养护龄期的延长、强度的增加,其受压徐变逐渐减小;当粉煤灰掺量(质量分数)从15%增加到25%时,混凝土的徐变增大;对于相同掺量(15%)的粉煤灰、矿粉混凝土,经60d养护后加荷其徐变基本相同。     

纳米改性混凝土抗硫酸盐腐蚀性能试验研究

为了分析纳米碳酸钙掺量和硫酸钠溶液腐蚀时间对纳米改性混凝土使用性能的影响规律,制备了5组不同纳米碳酸钙掺量的纳米改性混凝土试件,开展了0～300 d的硫酸钠溶液腐蚀试验,测试了不同纳米碳酸钙掺量和硫酸钠溶液腐蚀时间下的力学性能和抗硫酸盐腐蚀性能。研究结果表明：(1)纳米改性混凝土的抗压强度、抗折强度均随泡硫酸盐溶液时间的增长而上升;(2)随着浸泡硫酸盐溶液时间的增大,纳米碳酸钙添加对混凝土的质量损失率有显著改善;(3)纳米碳酸钙添加可以有效降低混凝土硫酸盐溶液腐蚀层的厚度;(4)纳米改性混凝土中纳米碳酸钙最佳掺量为1.8%。     

硫酸环境下超细粉煤灰混凝土力学性能研究

为了获得硫酸环境下超细粉煤灰混凝土的力学性能变化,通过开展室内试验,采用浸泡方式研究超细粉煤灰的掺量、粒径变化对超细粉煤灰混凝土在不同硫酸根离子浓度的硫酸溶液中力学性能衰减规律。试验结果表明超细粉煤灰混凝土抗腐蚀性随超细粉煤灰掺量的增加、粒径的减小而增强,综合考虑超细粉煤灰混凝土抗腐蚀性及腐蚀后抗压强度的损失率,30%的超细粉粉煤灰含量接近最优值。硫酸根离子浓度越高,超细粉煤灰混凝土抗压强度衰减越明显,60d腐蚀后抗压强度衰减率有增大趋势。超细粉煤灰粒径越小超细粉煤混凝土的抗腐蚀性越强,且粒径减小可提高超细粉煤灰混凝土的初始抗压强度。     

粉煤灰与矿渣、硅灰复掺混凝土干湿循环下抗硫酸盐侵蚀性能研究

为探索粉煤灰与矿渣、硅灰复掺混凝土干湿循环作用下的抗硫酸盐侵蚀性能,在室内开展了三组掺合料混凝土在3种不同浓度硫酸根溶液侵蚀以及4种硫酸盐溶液侵蚀下的干湿循环和抗压试验。结果表明:掺合料种类对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响较大,掺入硅灰能明显提升混凝土抗硫酸盐侵蚀能力,复掺15%粉煤灰+30%矿渣+5%硅灰试验组的抗硫酸盐侵蚀能力最强;硫酸根离子浓度越高,生成的钙矾石和石膏量越多,混凝土的抗侵蚀能力越弱;MgSO_4对混凝土的侵蚀能力强于Na_2SO_4,掺入NaCl能减弱硫酸盐的侵蚀能力,混凝土对四种硫酸盐的抗侵蚀能力大小依次为:5% Na_2SO_4+3.5%NaCl>5% Na_2SO_4>5%MgSO_4+3.5%NaCl>5%MgSO_4。     

CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能研究

为研究CaO改性赤泥固化剂固化黄土的力学性能,对不同赤泥掺量、不同养护龄期的固化土进行无侧限抗压强度测试,分析了强度随赤泥掺量、养护龄期的变化规律,提出了赤泥强化因子和龄期强化因子,揭示了无侧限抗压强度的变化机理.结果表明:随着赤泥的增加和养护龄期的增加,无侧限抗压强度逐渐增大;强度随赤泥掺量的增加符合二次函数变化,随龄期的增加符合线性变化规律;当赤泥掺量达到45％～60％时,强度在此区间达到最大值;应用赤泥强化因子和龄期强化因子分析,发现在28～90 d龄期且赤泥掺量为30％～60％时,强度相比水泥固化土可提高2.5～4倍.     

多年冻土季节活动层区引气混凝土孔结构演变规律与抗冻性研究

以多年冻土季节活动层区铁路、公路线路中桥梁的墩台基础混凝土灌注桩为背景,将持续-3℃养护下84 d时的引气混凝土和标养下28 d时的引气混凝土(两者抗压强度相同)的孔结构及抗冻性进行了对比分析,得出引气混凝土在-3℃养护环境下孔结构的演变规律和抗冻性能.结果表明:持续-3℃养护下混凝土平均孔径为标养下的1.48～1.63倍,气泡间距指数为标养下的1.37～1.61倍,孔隙率为标养下的1.25～2.02倍,且平均孔径随着含气量的增大先减小后增大,气泡间距系数随着含气量的增大而减小,孔隙率随着含气量的增大而增大;通过延长养护龄期抗压强度虽然最终可以达到标养下的抗压强度(龄期滞后),但混凝土的抗冻性能降低,其降低幅度不仅与含气量有关,而且与孔结构有关,含气量对混凝土抗冻性能的影响存在最优含气量,即最优含气量在3.2％左右.     

不同龄期和硫酸盐作用下大理石粉对水泥固化氯离子性能影响研究

研究了硫酸盐作用下大理石粉对水泥固化氯离子性能的影响规律及作用机理.试验结果表明:水泥-大理石粉硬化浆体氯离子固化率,1d龄期之前快速增长,1～3d龄期增长变缓,3～7d龄期进一步减缓,7～28 d龄期时增加缓慢,1d、3d和7d龄期的分别达到28 d的50％、70％和95％.随着大理石粉掺量的增加,水泥浆体的氯离子固化率,6h、12 h、1d龄期增大,3d、7d、28 d龄期降低;随着硫酸盐浓度增加,其氯离子固化率降低.XRD分析表明大理石粉对水泥浆体28 d龄期的Freidel's盐生成量影响不大,硫酸盐抑制水泥-大理石粉浆体Freidel's盐生成.     

腐蚀和养护耦合作用下充填膏体强度演化规律研究

为分析腐蚀和养护耦合作用下充填膏体强度的演化规律,将充填膏体置于两种浓度的NaCl溶液和Na2SO4溶液进行腐蚀和养护,并在各个龄期采用WDW-300型万能试验机进行单轴压缩试验,测试不同龄期充填膏体的单轴抗压强度,在试验基础上分析了强度演化机理,建立了强度演化数学模型.研究表明:在腐蚀和养护耦合作用下,充填膏体的早期强度高于标准养护条件下的强度,随着腐蚀时间的推进,腐蚀溶液中的充填膏体强度逐渐开始低于标准养护,并在达到峰值后进入强度衰减期;NaCl溶液对充填膏体的腐蚀作用较快,而Na2SO4溶液对充填膏体的腐蚀作用较大,建立的充填膏体在腐蚀和养护耦合作用下的强度演化数学模型与试验吻合较好,能够反映充填膏体在腐蚀和养护耦合作用下的强度演化规律.