多层氧化石墨烯复合水泥砂浆的导热性能与孔结构研究

通过研究多层氧化石墨烯对水泥砂浆导热性能、孔结构以及微观结构的影响,利用数据拟合分析了复合砂浆内部层间孔与导热系数之间的关系。结果表明：掺入GO可明显提升水泥砂浆的导热系数,并且随GO掺量增加,砂浆的导热系数呈现出先增大后减小的变化规律;GO的掺入还可以显著降低砂浆的孔隙率,并优化内部孔结构分布。结合SEM试验的内部微观图像,发现GO在砂浆内部存在纳米核效应和填充、桥连作用可以促进水化反应,但是掺量过大时易发生团聚致使GO的功能发挥受限。通过试验数据拟合发现,复合砂浆的导热系数和层间孔存在较为良好的指数型关系,R²可达0.98以上。     

改性剂对橡胶水泥砂浆强度的影响

试验研究了水洗、NaCl、CaCl2 、KH560、KH 570、CCl4 六种改性方式对橡胶水泥砂浆抗压强度和劈拉强度的影响变化规律, 其中水洗改性方式使橡胶水泥砂浆的抗压强度和劈拉强度分别提高了7. 6%和9. 9%; 无机改性剂中,NaCl 和CaCl2 对橡胶水泥砂浆强度的提高均是负面作用, 5% 浓度的NaCl 溶液改性作用与水洗相当, 使橡胶水泥砂浆的抗压强度提高了8. 6%, 有机改性剂中KH 560 和KH 570 的效果优于CCl4 , 与基准橡胶水泥砂浆相比,KH 560 和KH 570 改性后的橡胶水泥砂浆的抗压强度分别提高了5%和4. 7%。分析表明, 无机改性剂对橡胶水泥砂浆强度的影响机理复杂, NaCl 会在混凝土内部形成晶体压力, CaCl2 对水泥的水化反应有影响; 而有机改性剂KH 560 和KH 570 可以改善橡胶颗粒与水泥石的粘结界面。     

不同聚合物乳液对水泥砂浆特性影响及作用机理

通过试验对比研究了苯丙聚合物乳液、丁苯乳液、VAE聚合物乳液、丙烯酸脂聚合物乳液对水泥砂浆工作性能、强度性能、抗渗性能等的影响。研究结果表明：聚合物乳液对水泥砂浆的减水作用明显,其中丁苯乳液的减水率高达36%;随着聚合物掺量的加大,聚合物改性水泥砂浆的凝结时间逐渐延长,其中苯丙乳液的缓凝效果最为明显;聚合物乳液的加入可显著提高水泥砂浆的抗折强度及折压比,从而降低了其脆性;掺加聚合物乳液能在一定程度上降低水泥砂浆的渗透性,其中丁苯乳液改性水泥砂浆的渗透性可提高至V级抗渗标准。     

不同温度下低热混凝土强度及孔结构分形特征研究

【目的】为探究真实温度环境下低热混凝土微观演化规律与宏观力学性能之间的关系,【方法】设计并开展了不同温度(20℃、30℃、40℃)作用下低热混凝土抗压强度和孔结构试验,基于扫描电镜(SEM)图像,结合盒维数法,计算得到了低热混凝土的分形维数,最后建立了考虑分形维数的抗压强度预测模型。【结果】结果显示：高温养护下,低热混凝土的临界孔径、最可几孔径和孔隙率降低,分形维数从1.796 8增加到1.886 8,28 d抗压强度增长了27%。【结论】结果表明,36%～42%的孔隙率和10～20 nm的孔径对应的微观空间状态最为复杂,高温养护增强低热混凝土10～20 nm的孔径含量,有效提高了抗压强度;提出的预测模型可以定量描述低热混凝土力学性能与孔结构分形维数的耦联关系,为不同温度作用下大坝混凝土的耐久性和安全性设计提供了理论支撑。     

水泥种类对砂浆收缩性能和孔结构参数的影响

研究常见水泥种类对砂浆收缩性能和孔结构参数的影响,为水泥的合理选用提供试验参考。采用贵州常见的4种水泥(毫龙水泥、西南水泥、尧柏水泥、中诚水泥),探索砂浆的力学性能、收缩性能和孔结构参数等性能。结果表明:随着养护龄期的延长,砂浆的抗折强度和抗压强度越高,但90 d时4种水泥砂浆抗压强度相差不大于3MPa。砂浆的抗压强度与抗折强度之间呈现出显著的线性关系,折压比呈现出降低的趋势,干燥收缩与自收缩均随养护龄期的延长不断增长,但干燥收缩始终高于自收缩。通过吸水法发现,养护龄期的延长对砂浆孔结构均匀性有细化作用,但4种水泥砂浆的平均孔径相差不大,相差不到0.04。表明水泥产地不同,其性能的表现各异,文中4种水泥的建议选择顺序为:西南水泥中诚水泥尧柏水泥豪龙水泥。     

石灰石粉对掺加钢渣的水泥砂浆力学性能的影响

在钢渣掺量一定的情况下,通过水泥砂浆力学性能试验,对掺加不同细度的石灰石粉的水泥砂浆进行了不同龄期的抗折、抗压强度测试。结果表明:在钢渣掺量一定的情况下,与未掺加石灰石粉的水泥砂浆比较,掺加一定量的石灰石粉可以提高水泥砂浆的抗压、抗折强度;钢渣掺量一定的情况下,随着石灰石粉细度的增加,水泥砂浆的压折比减小,水泥砂浆的柔韧性变好。用MATLAB曲线拟合工具箱对水泥砂浆的压折比进行模拟,结果发现,用指数函数形式模拟压折比拟合度较好。     

增稠剂掺量对PVA-ECC 性能的影响

本文以聚乙烯醇(PVA)纤维为增强材料的ECC(Engineered Cementitious Composites)砂浆作为研究对象,采用不同掺量的增稠剂,通过砂浆轴向拉伸试验、抗压强度和抗折强度试验,来研究增稠剂掺量对PVA-ECC性能的影响。试验结果表明,增稠剂有明显的增稠和保水作用,合适的增稠剂掺量可以增加ECC砂浆的黏聚性,显著减轻砂浆的泌水,改善纤维在砂浆中的分散均匀性,从而消除纤维的结团现象。PVA体积掺量1%情况下,当增稠剂掺量为0.10%～0.15%时,PVA-ECC既具有较高的抗拉强度也具有较高的极限拉伸变形能力,能够较好的改善PVA-ECC的力学性能和变形性能。     

膨胀剂对水泥砂浆收缩性能影响的研究

文中研究了两种膨胀剂对机制砂砂浆收缩的影响,并结合孔结构和显微结构分析了膨胀剂对收缩性能的影响规律。研究结果表明:自生收缩阶段,B型膨胀剂的膨胀效果优于A型膨胀剂,但干燥收缩阶段结果正好相反;孔结构分析中,发现孔径在2.5~50nm范围的含量多少直接影响干燥收缩,呈现正相关;显微结构分析中,发现膨胀剂的掺入均增加了水化产物中钙矾石的含量,但B型膨胀剂生成量较多。     

氯盐干湿循环作用下混凝土力学性能与孔结构变化研究

为探究淡水区和氯盐环境下干湿循环对混凝土构件的影响差异,分别模拟了无氯盐和有氯盐作用的干湿循环环境,测试干湿循环前后混凝土的抗压强度、动弹模量、微观孔结构参数及孔径分布情况,比较了宏微观指标变化程度。结果表明,两种干湿循环作用均对混凝土抗压强度有少许增强作用,微观表现为孔隙率的减小;两种干湿循环均会降低混凝土的动弹模量,使混凝土内部出现损伤,微观表现为混凝土孔径分布情况变差,特别是大孔含量有增加。一般干湿循环会使混凝土抗渗性增强,氯盐干湿循环会降低混凝土抗渗性,微观表现为一般干湿循环后混凝土临界孔径减小,而氯盐干湿循环后,混凝土临界孔径增大。     

低活性矿渣内养护水泥砂浆自收缩与孔结构分析

采用预吸水饱和状态的低活性矿渣作为内养护材料部分替代砂,研究不同低活性矿渣掺量内养护砂浆的力学性能与自收缩变化规律,并通过MIP、SEM和XRD测试结果探讨了低活性矿渣内养护砂浆的微观机理。结果表明：不同低活性矿渣掺量砂浆试样在标准养护与密封养护条件下抗压强度发展规律相似,即随着低活性矿渣掺量的增加,砂浆早期强度下降幅度较大,但随着龄期的延长,砂浆后期强度降低幅度小于早期降低幅度;并且低活性矿渣能有效抑制浆体各阶段的自收缩,尤其在快速收缩阶段和短暂膨胀阶段作用最为明显;低活性矿渣内养护作用下,虽增加了浆体的孔隙率,但有效降低了平均孔径,改善了各类型孔的分布比例,细化孔隙结构;内养护作用使浆体水化产物C-S-H凝胶增多,Ca(OH)2被消耗,界面过渡区薄弱结构得到显著改善。     

锂渣混凝土的孔结构参数与活性评价研究

为了解锂渣对混凝土性能改善的贡献情况,采用锂渣和水泥作为胶凝材料制备混凝土,研究了锂渣对混凝土孔结构参数和活性因子的影响规律。实验结果表明：锂渣掺量小于25%时,混凝土的后期强度都将超过空白混凝土;而掺量大于25%时,其力学性能降低幅度较大。同时,锂渣掺量不超过40%时,孔径均匀性的变化幅度较小,特别在养护龄期较小时尤为突出;随着养护龄期的延长,混凝土孔径得到不同程度的细化。锂渣掺量从0增至60%时,活性因子呈先增大后降低的趋势,但活性因子均大于0,且在锂渣掺量为20%时最大。     

煅烧渣土-白云石对水泥砂浆强度和膨胀性能的影响

采用渣土对白云石进行煅烧改性,研究了煅烧渣土-白云石对水泥砂浆强度和膨胀性能的影响规律,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪研究了掺煅烧渣土-白云石水泥的水化产物性能.结果表明:煅烧渣土-白云石可生成β-C2S和C12A7,且随着煅烧温度的提高,β-C2S和C12A7的含量增加;煅烧渣土-白云石能够有效促进复合水...     

水工聚合物改性水泥砂浆性能试验研究

研究了苯丙乳液、VAE聚合物乳液对水泥砂浆工作性能、凝结性能、力学性能的影响。试验结果表明：随着两种聚合物乳液掺量的增加,水泥净浆的初凝与终凝时间逐渐延长,VAE707乳液对水泥净浆初凝和终凝时间的影响相当,而苯丙乳液对水泥净浆初凝时间的缓凝效果要强于终凝效果。养护28 d龄期后的两种聚合物乳液改性水泥砂浆抗折强度较普通水泥砂浆有大幅度提高,相对普通水泥砂浆而言,苯丙乳液改性水泥砂浆折压比明显降低,VAE乳液对水泥砂浆的折压比影响不明显。     

养护温度对氧化镁水泥砂浆抗压强度的影响研究

文中通过对不同水灰比、不同养护温度及龄期、不同MgO掺量的水泥砂浆进行抗压强度试验,并辅以SEM,XRD和MIP微观分析,研究了养护温度对氧化镁水泥砂浆的抗压强度的影响。结果表明:提高养护温度可以提高MgO水泥砂浆的力学性能,但养护温度不宜超过50℃,养护温度超过50℃反而会降低MgO的力学性能;MgO的掺入可以优化浆体内部孔隙结构,减少有害孔,降低孔隙率,但最优掺量与养护温度密切相关,养护温度越高对应的最优MgO含量越小。     

磁化水对水泥砂浆性能影响的试验研究

对以磁化水作拌合水的水泥浆体和水泥砂浆的性能进行了试验研究。试验表明,磁化水可以提高水泥砂浆的工作性,提高水泥砂浆的强度和水泥砂浆的抗渗性能。     

硅灰对聚合物水泥砂浆力学性能影响研究

以硅灰替代率0、3%、6%、9%、12%为变化参数,研究3 d、7 d、28 d龄期标准养护下,硅灰掺量对聚合物水泥砂浆抗压强度和抗折强度的影响。试验发现：随着养护龄期的增加,抗压抗折强度逐渐增大;在不同的养护龄期下,随着硅灰替代率的增加,聚合物水泥砂浆的抗压、抗折强度均呈现先上升后下降的趋势。结果表明当硅灰替代率为6%时,砂浆的力学性能最优。     

磷渣细度对水泥石脆性和孔结构的影响研究

研究了不同细度和掺量的磷渣对水泥石脆性和孔结构的影响。试验结果表明,当磷渣比表面积较小时,与基准水泥石相比,掺磷渣反而使其脆性系数降低,但当磷渣的比表面积达到350 m2/kg,同时磷渣掺量不高时,随着磷渣比表面积的增大,脆性系数有减小的趋势。磷渣掺量在30%以下时,磷渣细度对水泥石的平均孔径没有明显影响,但较细的磷渣可降低水泥石的最可几孔径及孔隙率;随着磷渣比表面积的增大,早期水泥石中大于50 nm有害孔的相对比例有增加的趋势,但后期明显减小。     

粉煤灰对低胶材 自密实混凝土强度及孔结构的影响

【目的】为了研究粉煤灰替代率影响低胶凝材料用量的自密实混凝土抗压强度以及孔结构的机理,【方法】基于可压缩堆积模型(CPM),通过正交试验测试得到不同粉煤灰替代率和胶凝材料用量情况下的自密实混凝土流动性及28 d抗压强度,并基于X射线计算机断层扫描技术(X-CT)对自密实混凝土的内部孔结构特征进行了分析。【结果】研究结果显示：提高粉煤灰替代率和胶凝材料用量可以提高自密实混凝土流动性和28 d抗压强度,粉煤灰替代率达到20%左右时28 d抗压强度达到峰值,大于20%后有所回落。此外,提高粉煤灰替代率和胶凝材料用量可以降低自密实混凝土孔隙率,改善孔隙分布均匀性,减少孔隙数量,细化孔隙,提高孔隙球形度,优化自密实混凝土内部结构。【结论】研究成果可为水利水电工程中实现低胶凝材料用量自密实混凝土的低成本、高性能、绿色环保提供理论支持。     

粉煤灰对水泥砂浆早期电学行为与 开裂敏感性影响研究

采用新型非接触式电阻率测定仪和椭圆环收缩开裂 试验装置,分别测试了粉煤灰复合水泥浆体早期电阻率及粉煤灰复合水泥砂浆的初始开裂时间。结果表明：掺粉煤灰的水泥基材料早期电阻率变化与其水化过程和微结构形成以及开裂敏感性有着密切联系,随着粉煤灰掺量的增加,电阻率曲线上硬化特征点推迟,粉煤灰的延迟水化硬化作用降低了砂浆的早期开裂敏感性,在干燥条件下,粉煤灰砂浆的初始开裂时间显著延长;然而,为了确保适宜的早期强度增长率和其它技术性能的要求,粉煤灰掺量需适当控制。     

掺淤砂混凝土力学行为与微观孔结构特征研究

含初始缺陷的混凝土,其孔结构具备多尺度特性,基于多尺度理论改变孔结构对增强混凝土力学性能具有重要意义。采用试验和理论分析手段,设计不同淤砂掺量的混凝土配合比方案,利用NMR、SEM检测技术及PCAS分析软件对掺淤砂混凝土力学性能和微观特征进行了分析研究。结果表明：掺淤砂混凝土抗压强度随淤砂掺量先增大后减小,淤砂有效掺量区间为10%～20%;抗压强度与总孔隙率保持良好的线性关系,对于各尺度孔隙率来说,10～100 nm孔径孔隙结构对抗压强度影响最为显著;淤砂掺量增加,凝胶孔的孔隙结构有转优的趋势,但孔隙率增大,孔洞体积变大,均匀分布的孔洞使凝胶体形成“网状结构”,胶凝效应弱化,导致混凝土的大孔径占比由大变小,强度反而降低。