基于孔结构分析的BFCC单面冻融损伤试验研究

采用单面冻融试验,研究了3种不同冻融介质(水、NaCl溶液、Na2SO4溶液)对玄武岩纤维水泥基复合材料(Basalt Fiber Cement Composites,BFCC)剥落量和动弹模量的影响,并对不同冻融次数的BFCC进行XRD物相分析及微观孔结构测试,从宏观和微观角度探究BFCC的冻融损伤过程.结果表明:随冻融循环次数的增加,不同冻融介质中BFCC剥落量不断增加,相对动弹模量呈现下降趋势.在NaCl溶液中,随着冻融循环的进行,Ca(OH)2衍射峰的强度显著降低,并出现了明显的Friedel盐衍射峰;在Na2SO4溶液中,冻融初期XRD图谱中已出现明显的石膏和钙矾石衍射峰;随冻融循环次数的增加,BFCC的含气量、气泡间距系数、气泡平均弦长均呈现增加的趋势,而气泡比表面积呈现降低趋势.     

基于孔结构的单面冻后混凝土抗压强度模型研究

通过单面冻融试验,研究了介质和冻融循环次数对混凝土抗冻性能和微观孔结构的影响规律.使用盒维数建立了混凝土单面冻融循环后的孔径分布分形模型,分析了分形维数与抗压强度的关系,建立了基于复合孔参数、分形维数的多因素抗压强度模型.结果表明：在不同冻融介质条件下,混凝土表观形貌、质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、抗冻耐久性系数和孔参数随着冻融循环次数的增加逐渐劣化,盐冻对混凝土损伤程度大于水冻;混凝土孔径分布分形维数随着冻融循环次数的增加逐渐减小;在单面冻融循环过程中,混凝土孔参数演化分为初期、中期、后期3个阶段,中、后期对冻融循环作用较敏感的孔参数分别为气孔平均弦长和气孔比表面积、含气量和气孔间距系数;多因素抗压强度模型与复合孔参数、分形维数之间的回归效果显著,可以准确地描述水、盐单面冻融循环前后混凝土抗压强度与孔结构的定量关系.     

基于光学法的BFCC冻融后孔结构参数研究

基于光学测孔法,采用Rapid Air457硬化混凝土气孔结构分析仪测定不同冻融介质、不同冻融次数玄武岩纤维水泥基复合材料(Basalt Fiber Cement Composites,BFCC)含气量、气泡间距系数、气泡比表面积、气泡平均弦长等孔结构参数,并计算气泡分布分形维数。结果表明:(1)冻融次数小于200次时,BFCC气泡分布分形维数逐渐增大,相应的含气量减小,气泡间距系数减小,气泡比表面积增大,气泡平均弦长减小,说明分形维数可用于综合评价BFCC的孔结构参数变化规律。继续增加冻融次数,分形维数及孔结构参数变化与冻融200次之前呈现出相反的趋势。(2)冻融前期(冻融0～200次)虽然会对BFCC基体造成一定的损伤,但这部分冻融损伤在冻融前期并不显现,冻融后期(冻融次数大于200次)BFCC基体内部冻融损伤开始逐渐显现。(3)气泡分布分形维数及孔结构参数变化在一定程度上反映了冻融循环过程中BFCC孔结构动态演变情况。     

沸石岩水泥石孔结构与抗折,抗压强度关系的研究

一、引言 水泥基复合材料是一类具有弥散夹杂物的多孔非均质材料。夹杂物（大至集料,小至水化产物、未水化粒子）与孔隙是水泥基复合材料最重要的结构特征,二者对其物理力学性能均有显著的影响。 早在1896年,R.Feret就认识到混凝土制备过程中引入的气孔对强度存在影响。Powers采用了凝胶—空隙比率来反映毛细孔对强度的影响。不少研究者用总孔隙率作为孔隙结构的参数来考虑孔隙对强度的影响,例如,Balshin,Ryske-witch及Schiller等。J.Jambor通过用     

甲酸钾除冰液作用下机场道面混凝土单面冻融试验研究

采用单面冻融法,研究了不同甲酸钾除冰液浓度作用下机场道面混凝土冻融前后的性能,并对机场道面混凝土表面剥落物质量、介质吸入率、超声波相对动弹性模量和孔结构进行了测定。结果表明：在除冰液作用下,混凝土的孔隙水饱和度显著提升,使混凝土冻融后的破坏程度加剧;在除冰液浓度作用下,混凝土冻融时的表面剥落物质量和介质吸入率与冻融介质的性质及混凝土孔隙水饱和度有关,大小顺序皆为：6%>12%>24%>0,超声波相对动弹性模量与混凝土内部结构复杂程度有关,除冰液浓度对超声波相对动弹性模量下降影响大小顺序为：24%>6%>12%>0;随除冰液浓度（6%、12%、24%）增加,单面冻融后混凝土的平均孔径呈先增大后减小的趋势。     

发泡水泥孔结构控制技术研究

发泡水泥是以水泥为主要胶凝材料,通过化学发泡工艺制成的一类轻质多孔材料。对发泡水泥孔结构的控制技术进行了系统研究。结果表明:通过改变水料比、增稠剂和稳泡剂掺量可实现发泡水泥孔径的控制;随着平均孔径逐渐增大,发泡水泥的抗压强度呈现先提高后降低的趋势,平均孔径在1200μm左右的发泡水泥具有较高的抗压强度。提出了具有较高抗压强度和适宜孔径的发泡水泥配合比。     

孔结构对浮石混凝土抗压强度影响的试验研究

试验测得玄武岩纤维和橡胶浮石混凝土的含气量、比表面积、气孔平均弦长与孔径分布等参数,运用灰色理论建立各参数与混凝土的28 d抗压强度之间的联系,探究孔结构参数对浮石混凝土抗压强度的影响,试验表明:纤维掺量增加时,含气量对混凝土抗压强度影响最大,气孔平均弦长影响最小;孔径为200~300μm的孔对混凝土凝土的强度影响最大,而>400μm的孔影响最小。橡胶掺量增加时,气孔间距系数对混凝土抗压强度影响最大,比表面积影响最小;孔径为100~200μm的孔对混凝土抗压强度影响最大,而<100μm的孔影响最小。     

基于灰色理论的PVA-FRCC抗冻性寿命预测

通过运用灰色理论,建立满足精度要求的GM(1,1)模型,预测冻融环境中PVA-FRCC使用寿命。结果表明:GM(1,1)模型的方差比C<0.35,小误差概率P>0.95,精度良好,可用于PVA-FRCC的寿命预测与分析;掺入PVA纤维可延缓PVA-FRCC相对动弹性模量的下降趋势,PVA纤维掺量为1%的PVA-FRCC相对动弹性模量下降曲线最平缓;在相对气温很低的长春,PVA纤维体积掺量为1%的PVA-FRCC抗冻使用寿命可达143年。     

发泡水泥孔结构的影响因素研究

对发泡水泥孔结构的影响因素进行了系统研究。结果表明,水料比、增稠剂、防水剂和粉煤灰掺量是影响发泡水泥孔结构的主要因素,通过改变水料比、增稠剂和防水剂掺量可实现发泡水泥孔径的控制。发泡水泥抗压强度与孔径密切相关,并非孔径越大或越小,抗压强度越高,最佳孔径存在一个范围。提出了具有较高抗压强度和适宜孔径的发泡水泥配合比。     

钢渣-矿渣泡沫混凝土气孔结构与抗压强度的关系

利用MATLAB图像处理技术对钢渣-矿渣泡沫混凝土表面照片进行气孔结构特征分析,对试件的孔隙率、气孔孔径、气孔形状进行计算与统计,定义了孔结构综合因子来表征泡沫混凝土的气孔结构,并将其与抗压强度进行关联。结果表明:钢渣-矿渣泡沫混凝土孔结构综合因子与抗压强度存在良好的相关性,且满足f/f0=0.9452e-1.419x+0.01523x+0.07249公式。该研究可以应用于钢渣-矿渣泡沫混凝土的抗压强度检测,为钢渣-矿渣泡沫混凝土的推广应用提供理论参考。     

蒸养混凝土抗压强度和抗冻性能试验研究

本文结合青藏铁路环境特征，研究了粉煤灰、硅灰对预应力轨枕用蒸养混凝土的抗压强度和抗冻性能的影响。试验研究结果表明，粉煤灰掺量小于30％或硅灰小于5％时，单掺或双掺取代水泥配制的蒸养混凝土，其抗压强度和抗冻性能均能满足青藏线预应力轨枕要求。     

粉煤灰影响海水海洋骨料水泥基材料抗压强度试验研究

通过试验测定不同粉煤灰掺量下的海水水泥净浆、海水海砂砂浆以及海水海洋骨料混凝土的抗压强度,研究粉煤灰掺量对海水海洋骨料水泥基材料抗压强度的影响。试验结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,海水水泥净浆和海水海砂砂浆的抗压强度逐渐降低,海水海洋骨料混凝土抗压强度表现为先增大后减小。粉煤灰掺量对海水海洋骨料水泥基材料抗压强度的影响规律与粉煤灰掺量对淡水河砂水泥基材料抗压强度的影响规律基本一致,但影响程度略小于淡水河砂水泥基材料。     

盐湖环境对碱激发混凝土强度和孔结构的影响

为阐明碱激发混凝土在盐湖环境下的强度发展规律,对比研究了在清水和模拟盐湖环境中,NaOH和KOH激发矿渣水泥混凝土强度发展和微观结构的变化。试验结果表明:养护于清水和盐湖溶液中的碱激发矿渣混凝土强度分别在NaOH和KOH掺量为5%和8%时具有最高的抗压强度。盐湖养护细化了混凝土中小于100 nm的孔结构,且对KOH激发混凝土孔结构细化效果更为明显。混凝土中的孔含量随着龄期逐渐降低,养护于盐湖溶液中的混凝土孔含量随着龄期下降幅度更大。养护于盐湖溶液中的NaOH激发矿渣混凝土中出现了NaCl晶体,NaCl晶体是盐湖溶液中Cl~-和NaOH溶解出的Na~+离子结合的产物,并随着水化进行不断长大。养护在清水中NaOH激发混凝土和养护在清水和盐湖中的KOH激发混凝土均出现了方解石晶体相。养护于盐湖溶液的混凝土界面过渡区的裂纹比清水养护的试样裂纹宽度更细。     

孔结构对水泥混凝土抗冻性的影响

用压汞法和扫描电子显微镜研究了冻融循环作用下硬化水泥浆体和混凝土宏观与细观结构的变化。结果表明,冻融以后硬化水泥浆体和混凝土中砂浆的孔隙率,特别是大于50 nm的毛细孔体积和微裂纹增加较多,导致硬化水泥浆体由密实结构向松散结构发展,最后导致粗骨料与砂浆分离。     

单一来源再生混凝土抗压强度分布曲线分析

运用蒙特卡罗方法通过MATLAB计算程序,模拟了单一来源再生混凝土抗压强度的分布曲线,并加以分析,分析表明,抗压强度为C20,C25,C30的拟合结果与试验曲线十分吻合,C35的拟合结果与试验结果差异相对较大。     

-3℃养护条件下矿物掺合料对混凝土强度和孔隙结构的影响研究

为了研究不同养护条件下矿物掺合料对混凝土强度和孔隙结构的影响,进行-3℃和标准养护条件下,复掺粉煤灰、矿粉和硅灰对混凝土抗压强度、孔隙结构的试验。结果表明:与标准养护相比,在-3℃养护条件下,矿物掺合料的掺入对混凝土抗压强度有下降趋势,但对其孔径均有优化作用。基准组、复掺10%粉煤灰+10%矿粉+1%硅灰组、复掺10%粉煤灰+10%矿粉+3%硅灰组,28 d龄期标准养护下出现细小孔的频率是负温养护1.122~1.259倍,56 d龄期标准养护下出现细小孔的频率是负温养护1.108~1.180倍,矿物掺合料对混凝土硬化含气量和平均气泡间距均有改善作用,在标准养护条件下的优化作用明显优于负温养护条件。     

碱激发体系与土聚水泥抗压强度的灰色关联

基于土聚水泥形成过程中碱激发过程的复杂性,采用灰色关联理论考察了影响其抗压强度的3个影响因素:碱激发剂浓度(COH-)、碱硅摩尔比(M2O/SiO2)和铝硅摩尔比(Al2O3/SiO2).利用灰色数列GM(1,N)模型建立了土聚水泥28d抗压强度与COH-、M2O/SiO2和Al2O3/SiO2之间的预测方程,并进行了预测结果精度验证.结果表明:碱激发剂浓度与土聚水泥抗压强度(7d和28d)的关联度均最大,GM(1,N)模型可精确预测土聚水泥的抗压强度发展.     

基于灰色系统理论的单桩承载力预测

单桩竖向抗压静载试验作为确定单桩承载力的最可靠和直观的方法一直沿用至今。如何利用未达破坏的静载试桩资料外推预估单桩极限承载力具有十分重要的工程意义和经济价值。本文将灰色系统理论的GM（1,1）预测模型应用于缓变型Q-S曲线的未来变化预测上,通过对模型精度检验,模拟预测结果的对比分析,得到了令人满意的效果。为静载试验的信息化及预估单桩极限承载力提供了一种简便可行的新方法。