超高性能混凝土与普通混凝土的黏结抗冻性能

对147个超高性能混凝土与普通混凝土的100mm×100mm×100mm立方体黏结试件进行了冻融循环后的黏结性能研究,测量了冻融后试件的相对动弹性模量、质量损失率以及劈裂抗拉强度,研究了超高性能混凝土中的钢纤维掺量、普通混凝土的强度等级、黏结面形式、试件的浇筑方向等因素对黏结试件抗冻性能的影响。结果表明,冻融循环结束后,所有黏结试件中的超高性能混凝土部分都没有出现损伤,超高性能混凝土可以作为普通混凝土结构的理想外围护材料;随着冻融循环次数的增加,黏结试件的相对动弹性模量逐渐减小,质量损失率先降低后增加,黏结试件的劈裂抗拉强度线性下降;影响黏结试件冻融后劈裂抗拉强度下降速度的关键因素是超高性能混凝土中的钢纤维掺量和黏结面的形式。     

丁苯胶乳改性水泥混凝土的力学性能及耐久性实验分析

目前聚合物水泥混凝土已成为高性能混凝土研究的一个重要组成部分。中实验采用了一种聚合物乳液(丁苯胶乳)对高性能混凝土进行改性处理,研究不同丁苯胶乳掺加量对水泥混凝土基本力学性能、韧性、自收缩性能及抗氯离子渗透性能的影响。实验结果表明,丁苯胶乳改性水泥混凝土的抗压强度随着丁苯胶乳掺加量的增加有所降低;而丁苯胶乳的加入,对混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度及韧性有较大提高,且掺量为15%的增强效果最明显,劈裂抗拉强度和抗折强度的提升幅度分别达到17.4%和23.8%,;掺量为10%的情况下韧度指数最高,增加幅度达到71.1%;丁苯胶乳改性混凝土浇注24 h后的总收缩值,随着丁苯胶乳掺量的增加而逐渐减少,掺量为15%情况下的总收缩值降幅高达35%;同时,改性后水泥混凝土的抗氯离子扩散能力有所提高,抗渗性能也得到改善。     

矿物掺合料对结构轻集料混凝土氯离子渗透性能的影响

混凝土抗氯离子渗透性能直接关系到混凝土结构的耐久性.轻集料是多孔材料,其孔隙易成为氯离子渗透通道,因而良好的水泥石-集料界面结构是保证结构轻集料混凝土(SLC)具有高抗Cl渗透能力的关键.采用ASTMC1202-97方法,研究了粉煤灰、矿渣、硅灰等矿物掺合料对SLC氯离子渗透性能的影响;应用SEM扫描电镜对SLC水泥石-集料界面过渡区形貌以及粉煤灰对界面过渡区的改善作用进行了研究分析.     

蒸汽养护混凝土变形行为及开裂风险评估

通过超声波法、劈裂抗拉试验、水化热试验以及收缩-温湿度一体化试验分别研究了蒸汽养护混凝土弹性模量、抗拉强度、水化规律以及收缩变形-温湿度变化规律。结果表明：蒸汽养护增大了混凝土的弹性模量与抗拉强度;高温提高了水泥净浆的水化速率与水化程度,蒸汽养护水泥净浆水化模型被成功建立;蒸养至拆模阶段,混凝土呈现“膨胀-收缩”的变化规律;拆模之后,蒸汽养护混凝土的变形以干燥收缩为主,建立的复掺粉煤灰与矿粉蒸汽养护混凝土拆模后的自收缩与总收缩一体化模型的计算值与试验数据吻合较好;建立的密封条件下拆模后蒸汽养护混凝土开裂评价模型可用于蒸汽养护混凝土开裂性定量评价。     

矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性的影响综述

矿物掺合料因对改善混凝土抗氯离子渗透性有着较为显著的作用而获得了研究者的广泛关注。综述了近年来国内外关于矿物掺合料对混凝土抗氯离子侵蚀能力影响的研究进展,分析并总结了粉煤灰、硅灰、矿渣等矿物掺合料单掺和复掺的情况下,对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。同时,通过分析混凝土抗氯离子渗透性相关测试方法的优缺点,并对比不同研究者的测试结果,对需要进一步研究的相关问题提出了建议。     

纤维及矿物掺合料对煤矸石混凝土力学性能的改性研究

以煤矸石全替代普通混凝土中粗骨料的煤矸石混凝土为基础,研究不同体积掺量的聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)及钢(ST)纤维对其力学性能的影响。选取最优力学性能下的纤维种类与掺量,继而探求其对单掺粉煤灰及粉煤灰/矿粉复掺替代部分水泥时的煤矸石混凝土力学性能的改性作用,得出最佳改性煤矸石混凝土配合比。结果表明,PVA、PP纤维掺量过多抑制了煤矸石混凝土的强度发展,存在最佳掺量,ST纤维在体积掺量为2%时,相较其他组可以最大幅度提高煤矸石混凝土的力学性能,其中对混凝土劈裂抗拉强度具有最佳改性效果。随着粉煤灰替代率的增加,降低了煤矸石混凝土的强度,30%替代率下粉煤灰/矿粉掺比为1∶2时煤矸石混凝土出现了矿物掺合料替代组合中的强度峰值,2%体积掺量的ST纤维对此时煤矸石混凝土改性后,使其达到了最优力学性能。     

玄武岩-碳纤维/矿渣混凝土力学性能正交试验

应用正交试验法开展了16组玄武岩-碳纤维(BF-CF)/矿渣混凝土和1组C40级基准混凝土的塌落度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验,研究了BF、CF和矿渣三种因素对BF-CF/矿渣混凝土力学性能的影响。结果表明:BF-CF/矿渣混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均高于C40基准混凝土,立方体抗压强度最大提高了21.0%,劈裂抗拉强度最大提高了35.3%。BF和CF的掺入均会减小混凝土的塌落度,BF对于塌落度的减小更加明显,BF对塌落度的最大降幅为67.1%;矿渣代砂率是影响BF-CF/矿渣混凝土立方体抗压强度的显著因素,随着矿渣代砂率的增大,立方体抗压强度先增大后减小,矿渣对立方体抗压强度的最大提高幅度为7.6%;BF是影响BF-CF/矿渣混凝土劈裂抗拉强度的显著因素,劈裂抗拉强度随BF体积率的增加而增大,BF对劈裂抗拉强度的最大增幅为12.0%,CF对劈裂抗拉强度的提升不明显。对正交试验的结果进行回归分析得出BF-CF/矿渣混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度预测模型,模型精度较高。      

新型聚合物水泥胶浆界面剂粘结性能及作用机理研究

采用新型聚合物水泥胶浆作为界面剂以提高新旧混凝土之间的粘结性能,通过拉拔粘结强度与劈裂抗拉粘结强度实验对5种不同类型的聚合物水泥胶浆界面剂的粘结性能进行了测试,并利用扫描电镜(SEM)分析研究了丁苯聚合物水泥胶浆的界面增强机理。实验结果表明,5种聚合物乳液中,丁苯聚合物水泥胶浆具有较好的拉拔粘结性能,当优选m(水泥)∶m(DB-1乳液)=3∶2时,其7d、28d拉拔粘结强度分别达到1.83MPa、2.41MPa,相比水泥净浆空白样分别提高了144%、96%;在劈裂抗拉粘结强度方面,水平方向浇筑时劈裂抗拉粘结强度相对较高,当聚合物水泥胶浆的优选m(水泥)∶m(DB-1乳液)=3∶2,水平浇筑时其28d劈拉粘结强度达到2.96MPa,明显高于不掺界面剂的试样以及掺加其它配比界面剂的混凝土试样;经过微观测试分析,丁苯DB-1聚合物水泥砂浆内部界面过渡区(ITZ)相比空白样明显致密,表明丁苯聚合物的加入有效填充了水泥基材料内部的宏观与微观缺陷,提高了界面过渡区的密实程度。     

碱激发材料氯离子传输性能测试方法及影响因素研究进展

水泥基材料中氯离子的传输是一个非常复杂的过程。在介绍水泥基材料氯离子传输机理及常用试验方法的基础上,综述了碱激发材料氯离子传输性能测试方法及影响因素。碱激发材料氯离子传输性能受激发剂种类的影响,改变矿渣掺量、碱掺量和水玻璃模数能不同程度地改变体系的氯离子传输性能。快速氯离子渗透试验结果受孔溶液化学组成影响,碱激发材料孔溶液碱性高、化学组成更复杂,孔溶液影响更显著,所以该方法不适用于评价碱激发材料氯离子传输性能。自然扩散试验因时间长而不常用。非稳态电迁移试验是目前快速测试水泥基材料中氯离子传输性能最好的方法,但由于碱激发材料与普通水泥基材料的碱度不同,其变色边界氯离子浓度也会不同,将该方法用于评价碱激发材料时,还需进一步研究测试样品的准备和硝酸银变色边界氯离子浓度。     

玄武岩纤维增韧三元地质聚合物的制备

制备了玄武岩纤维强化增韧的碱激发粒化高炉矿渣-粉煤灰钢渣三元地质聚合物胶凝材料.当矿渣∶粉煤灰∶钢渣为7∶2∶1,玄武岩纤维掺量为0.6％(wt)时,所形成的地质聚合物表现出最佳力学性能,其抗折强度为10.8MPa,抗压强度为95.4MPa； XRD分析结果表明,玄武岩纤维的掺入对地质聚合物的物相无明显影响,SEM微观...     

多因素对再生混凝土力学性能及抗冻性的影响

为研究不同因素、不同水平对再生混凝土力学性能的作用。该文通过正交试验研究钢纤维掺量、再生粗骨料掺量和粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能(抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度)的影响,确定各因素对再生混凝土力学性能的影响程度,并加以量化表征,并提出多因素共同作用下再生混凝土力学性能的多元非线性回归模型且进行验证。在此基础上,该文进一步研究再生混凝土的抗冻性。结果表明:再生混凝土的力学性能随钢纤维掺量的增加而提高;随粉煤灰掺量增加而降低;再生粗骨料掺量对再生混凝土的力学性能影响较小。钢纤维的掺入可提高再生粗骨料的掺量。再生混凝土力学性能的实测值与通过建立的回归模型得到的计算值的最大误差在6.5%以内。此外,钢纤维的掺入和减少再生粗骨料的掺量均可以提高再生混凝土的抗冻性。     

混凝土碱骨料反应及力学性能细观模拟

混凝土碱骨料反应是降低混凝土耐久性的主要因素之一,充分认识其对混凝土力学性能的劣化机理,有助于防治碱骨料反应对混凝土结构的危害。该文用颗粒元（PFC2D）方法建立了由骨料、砂浆和界面三相共同组成的混凝土细观模型,模拟了碱骨料反应引起的混凝土膨胀变形与微裂缝扩展过程,并对碱骨料反应劣化后的混凝土试件进行劈裂抗拉试验,研究碱骨料反应对混凝土力学性能的影响。数值模拟结果表明,该模型可有效预测混凝土碱骨料反应膨胀趋势,碱骨料反应显著降低了混凝土的劈裂抗拉强度。     

聚乙烯醇纤维对碱矿渣泡沫混凝土性能的影响

以水玻璃为激发剂,制备干密度为350kg/m~3的碱矿渣泡沫混凝土,为提高碱矿渣泡沫混凝土的韧性,降低干燥收缩,本工作研究了聚乙烯醇(PVA)纤维对碱矿渣泡沫混凝土干密度、强度、折压比、吸水率和干燥收缩性能的影响。结果表明:PVA纤维对碱矿渣泡沫混凝土干密度无明显影响;PVA纤维掺量为0.6~1.2kg/m~3时,碱矿渣泡沫混凝土的抗折强度和折压比明显增加,韧性得到明显改善;碱矿渣泡沫混凝土吸水率也低于未掺纤维的泡沫混凝土;PVA纤维掺量大于0.6kg/m~3时,碱矿渣泡沫混凝土的干燥收缩显著降低;综合碱矿渣泡沫混凝土性能及经济性等因素,碱矿渣泡沫混凝土中PVA纤维最优掺量为0.6kg/m~3。     

掺废陶瓷粉对碱激发矿渣早期反应、硬化体强度及收缩性能的影响

碱激发矿渣(Alkali activated slag—AAS)水泥具有强度发展快、胶结性能好的特点，但大收缩和高成本限制了其工程应用。本研究探索了废陶瓷粉作为新的原材料，其用量对AAS体系早期反应、硬化体的抗压强度和收缩性能以及微观结构的影响。研究表明，废陶瓷粉因活性较低，其掺入会延缓AAS凝结时间；碱激发100%废陶瓷粉甚至不能在常温下正常凝结硬化。掺10%～50%废陶瓷粉的碱激发净浆强度7 d前发展慢，但到90 d时抗压强度提高且超过碱激发100%矿渣的抗压强度；更高掺量会导致碱激发净浆及砂浆强度的显著下降。AAS中掺废陶瓷粉可有效降低砂浆的自收缩，但会不同程度地增加干缩，掺量低于20%时对碱激发水泥砂浆的干缩影响小。综合考虑净浆和砂浆的各项性质，认为废陶瓷粉在AAS中具有应用价值。     

粉煤灰-矿渣再生混凝土抗压强度及尺寸效应研究

以粉煤灰和矿渣掺入方式和掺量为变量,设计24组C30再生粗骨料混凝土,对再生混凝土的抗压强度进行了研究。试验结果表明,粉煤灰或矿渣单掺时,再生混凝土的抗压强度随矿物掺料的掺量增加呈现先上升后下降趋势,同等掺量下矿渣单掺优于粉煤灰单掺;双掺时保持粉煤灰或矿渣掺量20%不变,再生混凝土立方体和轴心抗压强度随另一种微细矿物掺量的增加同样呈现先上升后下降趋势,双掺较单掺方式对再生混凝土抗压强度的提升效果更佳,且再生混凝土的抗压强度存在明显的尺寸效应。单掺粉煤灰或矿渣时再生混凝土轴心抗压强度和立方体抗压强度换算系数随其掺量增加而增大,双掺则稳定保持在0.85±0.02。此外,论文还建立了不同微细矿物掺料条件下再生混凝土抗压强度换算系数的修正公式,验证结果表明公式预测误差较小。建议实际工程再生混凝土配制采用粉煤灰和矿渣双掺方式,且掺量控制在25%以内。     

纳米SiO2-橡胶粉再生混凝土力学性能试验研究及数值模拟

以质量取代法研究纳米SiO2(取代水泥)和橡胶粉(取代河砂)对再生混凝土28 d抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并通过MAT-LAB软件建立了二维随机骨料投放程序,采用ABAQUS软件对再生混凝土单轴受压力学性能进行了数值模拟分析.结果表明:单掺橡胶粉时,随着橡胶粉掺量增加,再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度呈先增大后减小的趋势;当橡胶粉掺量恒定时,再生混凝土抗压、劈裂抗拉和抗折强度随着纳米SiO2掺量增加而增大.与未掺SiO2组相比,纳米SiO2掺量为1.5％(质量分数,下同)的再生混凝土28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度分别提高了13.3％、22.8％、21％.基准组(纳米SiO2和橡胶掺量为0)和试验组(1.5％纳米SiO2和5％橡胶)单轴受压试验模拟结果与真实试验结果的误差较小,表明数值模拟分析所得的计算值与试验值吻合良好.     

矿物掺合料对聚羧酸减水剂与水泥相容性的影响

高性能减水剂与水泥适应性差会导致混凝土流动性和坍落度损失过快,矿物掺合料将影响高性能减水剂与水泥的相容性。对比研究矿物掺合料种类和掺量对水泥净浆、砂浆和混凝土流动性的影响;采用TOC法测试了矿物掺合料对聚羧酸减水剂吸附量的影响;分析了矿物掺合料影响聚羧酸减水剂与水泥相容性的机理。结果表明,粉煤灰和矿渣对提高水泥净浆流动性具有一定的叠加效应,可用胶砂减水率的加权平均值进行量化;硅灰对水泥浆体流动性的不利影响远大于粉煤灰和矿渣的辅助减水分散作用,不利于改善聚羧酸减水剂与水泥的相容性;粉煤灰和矿渣增加聚羧酸减水剂在水泥体系中的吸附量;粉煤灰和矿渣对聚羧酸减水剂在混凝土中的减水分散效果有改善作用但不显著。     

聚丙烯纤维陶粒混凝土力学性能试验研究

为研究水灰比、砂率、聚丙烯纤维掺量对陶粒混凝土力学性能的影响,采用正交实验设计方法,开展陶粒混凝土常温抗压强度、低温抗压强度、劈裂抗拉强度的试验研究并进行极差和方差分析;从破坏形态、荷载-位移关系、细观尺度揭示纤维增韧机理和低温抗压强度的演变规律;建立常温抗压强度、劈裂抗拉强度预测模型。结果表明：纤维可改变轻骨料混凝土的破坏形态,延缓裂缝的发展;掺加纤维后位移荷-载曲线下降较为缓慢;砂率对抗压强度影响显著,水灰比、砂率是影响劈裂抗拉强度的显著性因素;低温抗压强度较常温抗压强度增长1.6%～21.9%;建立的抗压强度、劈裂抗拉强度的预测模型精度高。     

石墨烯改性水泥基材料的力学和收缩性能

研究了石墨烯对水泥基复合材料的抗压抗折强度、劈裂抗拉强度、流变性能等力学性能的影响,及石墨烯对水泥砂浆自收缩和干燥收缩等变形性能的影响.结果表明:石墨烯会增加水泥浆体的粘度,水泥净浆的流变特性符合宾汉姆流体模型;掺加适量石墨烯能够提升水泥基材料的力学性能,并且对水泥基材料的自收缩及干燥收缩具有显著的抑制效果.力学和收缩...     

氯盐侵蚀下铜矿渣混凝土高温后内部钢筋锈蚀规律

为探究高温及铜矿渣细骨料对混凝土中钢筋锈蚀模式的影响规律,对不同铜矿渣置换率的混凝土试件进行高温试验,然后采用干湿循环浸泡法对试件进行人工加速氯离子侵蚀试验,并利用电化学方法测量自然电位值以监测混凝土内部钢筋的锈蚀情况,最后测量混凝土内部氯离子含量及钢筋锈蚀率。结果表明：自然电位法可以较好地反映试件内部钢筋的实际锈蚀情况;高温破坏了混凝土抗氯离子侵蚀性能,从而导致混凝土试件中的钢筋锈蚀程度随经历温度的升高而增大;此外,高温下铜矿渣自身较大的膨胀变形及冷却后与水泥净浆间不协调收缩的综合作用进一步破坏了混凝土微结构,使钢筋锈蚀率随着铜矿渣置换率的提高而增大;最后建立了氯盐侵蚀下铜矿渣混凝土高温后内部钢筋锈蚀深度拟合公式。