PVA纤维-纳米SiO2对混凝土抗疲劳性能的影响及机理分析

为研究PVA纤维和纳米SiO₂的掺入对混凝土抗疲劳性能的影响,设计了单掺PVA纤维(P组)、单掺纳米SiO₂(S组)和混掺PVA纤维与纳米SiO₂(SP组)3组试件,对其展开疲劳后的单轴压缩试验,以经历疲劳荷载后混凝土试件的相对动弹性模量和抗压强度,作为分析评价不同掺料方式对混凝土疲劳性能影响的评价指标,并利用SEM电镜扫描试验研究了掺合料的微观作用机理。结果表明：3组混凝土较普通混凝土在抗疲劳性能上都有明显的提升,S组在提高混凝土强度方面表现最为明显;而SP组能够更有效地抑制混凝土内部劣化损伤的发展。从作用机理上来讲,PVA纤维是通过提高混凝土各单元间的抗拉能力,有效降低了混凝土在疲劳荷载作用下的损伤破坏,相当于延长了混凝土的破坏过程;而纳米SiO₂则是通过参与反应生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶填充混凝土薄弱区,提高了混凝土的抗压强度,相当于提高了混凝土在疲劳荷载作用下的破坏起点。研究成果对混凝土结构抗疲劳设计有参考价值。     

α和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料性能的影响

为了探究α型和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的改性作用,采用细度为30 nm的α型和γ型纳米Al_2O_3、尧柏水泥、标准砂和聚羧酸减水剂制备水泥基材料,探析α型和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的凝结时间、力学性能和收缩性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:α型和γ型纳米Al_2O_3均会降低水泥基材料的凝结时间,提高水泥基材料的抗折强度和抗压强度,降低水泥基材料的干燥收缩,但γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的改性作用低于α型纳米Al_2O_3。综合本文和文献分析发现,纳米Al_2O_3在水泥基材料中发挥着尺寸效应、填充效应和表面效应,从而达到改性水泥基材料的力学性能和耐久性。     

纳米SiO2和纳米Fe2O3掺量对混凝土性能的影响

研究了纳米SiO_2和纳米Fe_2O_3掺量对混凝土坍落度、力学性能、抗盐冻性能以及抗渗性能的影响,并进一步采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)分析了纳米改性混凝土在浓度为3%的NaCl溶液中冻融循环试验前后微观形貌和元素组成的差异。结果表明:在低掺量下,掺入纳米材料对混凝土的和易性无显著不利影响,且当掺量为1.2%时,纳米改性混凝土的各项性能最优。掺加纳米SiO_2和纳米Fe_2O_3均能促进水泥浆体的水化深度,改善混凝土密实性,并形成一定的粗糙结构从而阻止微裂纹扩展,提高混凝土的抗压和抗折强度,降低电通量和冻融质量损失率,增大混凝土相对动弹性模量。而同等掺量下,掺加纳米SiO_2的效果比掺加纳米Fe_2O_3的效果好。     

不同水灰比条件下碳酸钙晶须对水泥净浆收缩性能的影响

为探究碳酸钙晶须对水泥净浆收缩性能的影响,分别测试了3种水灰比试样在不同龄期的干燥收缩、化学收缩和自收缩,并采用X射线衍射(XRD)和压汞法(MIP)分别分析了自收缩试样的物相和孔隙结构变化特性。结果表明:碳酸钙晶须在水泥基体中具有吸附和转移自由水的特性；在不同水灰比条件下,碳酸钙晶须对干燥收缩的影响不同,且影响程度与其掺量呈正相关关系；化学收缩随碳酸钙晶须掺量呈先升后降的变化趋势；碳酸钙晶须对自收缩具有明显的改善作用,尤其是早期自收缩,且水灰比的提高使碳酸钙晶须对早期自收缩的改善效果更加显著；碳酸钙晶须细化了孔隙结构,且未生成新的水化产物。     

纳米TiO2光催化材料的制备及其在水处理中的应用研究进展

近年来,水资源污染和短缺问题日益突出,对水质的修复保护工作至关重要。纳米TiO2作为一种高效节能的光催化功能材料,在水质修复领域有广泛的应用前景,同时也面临着一些挑战。如何提高纳米TiO2材料的催化活性和光催化效率,成为当前的研究热点。针对近年来TiO2光催化的研究和在水质修复领域的应用进展,对不同形态的纳米TiO2的制备、改性研究进展进行了综述,在此基础上全面介绍了纳米TiO2作为光催化剂处理不同污染水质的应用现状,并对今后的研究发展方向进行了展望。     

纳米碳酸钙对聚丙烯纤维混凝土抗冻性能影响的试验研究

纳米材料作为21世纪的新兴材料,在水工领域具有广阔的发展和应用前景。通过室内试验的方式,探讨纳米碳酸钙及其掺量对聚丙烯纤维混凝土抗冻性的影响。结果显示,在聚丙烯纤维混凝土中参加纳米碳酸钙可有效提升其抗冻性能。综合考虑试验结果和工程的经济性,建议在工程应用中掺加1.5%的纳米碳酸钙。     

纳米TiO_2/沸石复合光催化水处理材料制备与性能研究

纳米TiO_2光催化材料与技术以其高效、可利用太阳光、无二次污染等优点,在水污染治理领域展现出广阔的应用前景。将纳米TiO_2进行负载复合是解决其在水溶液易团聚、难回收等难题和提高实际降解效果的有效途径。本文采用一种简单易行的固相扩散法将纳米TiO_2在沸石矿物上进行负载,制备得到纳米TiO_2/沸石复合光催化水处理材料。通过扫描电镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪等手段对材料微观结构和光催化活性进行了表征和测试。研究表明,沸石负载不仅改善了纳米TiO_2颗粒分散均匀性,而且增强其对紫外-可见光的光响应能力,从而有效提高了复合体在水体中的光催化降解活性。材料光催化活性与其负载配比和焙烧温度息息相关。400℃焙烧制备的90%TiO_2/沸石相对于其他温度和配比具有更高的光催化活性。     

纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用

介绍纳米TiO2的光催化特性,概述纳米TiO2光催化技术在降解印染废水、农药废水、造纸废水、表面活性剂废水以及含苯酚类、石油类和重金属污染物废水处理中的应用研究进展,总结了纳米TiO2应用于废水工业化处理所存在的问题,认为该技术研究领域近期内的主要发展方向为:大力开展纳米TiO2的改性技术、固定化技术和纳米TiO2光催化降解实际工业有机废水的试验研究及其高效、多功能、集成式光催化反应器的研制。     

纳米氧化硅-橡胶再生混凝土抗冻性能试验研究

为了研究纳米氧化硅-橡胶再生混凝土的抗冻性能,通过对加入不同掺量的纳米氧化硅和橡胶粉再生混凝土进行冻融循环试验,再生粗骨料和再生细骨料取代率均为30%,橡胶粉分别按0、1%、3%、5%等质量取代天然河砂,纳米SiO_2分别按0%、1.5%、3.0%等质量取代水泥配制成再生混凝土。试验结果表明:橡胶粉和纳米SiO_2的掺入对再生混凝土的抗冻性能明显提高。冻融循环达到50次,橡胶粉和纳米SiO_2的掺量分别为5%、3%时,对再生混凝土的抗冻性能改善效果最好,强度损失率较普通混凝土降低了45.5%。     

纳米TiO2光催化在废水治理中的研究与应用

介绍了纳米TiO2的光催化机理,讨论了其在废水处理中的不足之处以及近年来的改进手段。概述了光催化技术在处理含油废水、含药废水、印染废水、造纸废水、表面活性剂废水、重金属污染物废水等方面的最新应用研究进展,指出了其在废水处理中还存在阳光效率低、回收再利用困难、降解效率有限等问题及今后的研究趋势。     

植物纤维喷射混凝土力学及微观性能分析

为研究不同掺量的植物纤维(plant fiber,PF)对植物纤维喷射混凝土(plant fiber shotcrete,PFSC)基本力学性能及导热系数的影响规律,借助扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验对PFSC的微观结构进行分析。结果表明:相较于素喷射混凝土,掺量为2.0 kg/m³的PFSC抗压强度和劈裂抗拉强度分别提高了17.35%和20.26%,导热系数降低了20.61%。SEM分析表明,低掺量PF在喷射混凝土内部具有较好的分散性,与混凝土基体界面粘结性较好,但PF掺量过高时会出现纤维结团现象,使得PFSC内部缺陷增加。综合力学性能试验结果,建议混凝土PF掺量不宜>2.0 kg/m³。研究成果对于植物纤维喷射混凝土的推广应用有一定参考价值。     

微米和纳米Al2O3对水泥基材料力学与耐久性的影响

为了明确微米和纳米Al₂O₃对水泥基材料力学性能与耐久性的改性作用,采用细度分别为1 μm和10 nm的Al₂O₃替代水泥,制备低水胶比水泥基材料。通过宏观和微观测试手段,分析微米和纳米Al₂O₃对水泥基材料力学性能与耐久性的影响规律,并探析其作用机理。试验表明:掺量为0.5%~4.0%的微米Al₂O₃和纳米Al₂O₃能增强水泥基材料的力学性能,降低其干燥收缩;0.5%~2.0%微米Al₂O₃和0.5%~4.0%纳米Al₂O₃能降低水泥基材料的渗透系数,但4.0%微米Al₂O₃会增大水泥基材料的渗透系数。相对而言,纳米Al₂O₃对水泥基材料的改性作用优于微米Al₂O₃。电镜扫描和文献研究结果发现,纳米Al₂O₃和微米Al₂O₃在水泥基材料水化、硬化过程中发挥尺寸效应、填充效应和表面活性效应,进而达到增强水泥基材料的力学性能和耐久性的目的。研究成果为水泥基材料的改性提供试验基础。     

K2O/Na2O对不同水泥基材料早期收缩及开裂的影响

通过外掺Na₂SO₄和K₂SO₄将低热硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥总碱含量调节至1.2%,并使K₂O/Na₂O (质量比)控制在0.4~13.7范围内,探讨了K₂O/Na₂O对3种水泥基材料收缩和开裂的影响。并基于微量热技术、电子显微镜技术和能谱技术,揭示了K₂O/Na₂O对不同水泥基材料收缩和开裂的影响机制。研究表明,随K₂O/Na₂O的增加,低热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的自收缩和干燥收缩增加,中热硅酸盐水泥的自收缩和干燥收缩先降低后增加,而不同水泥基材料开裂敏感性始终表现为增加。K₂O/Na₂O引起不同收缩特性的主要原因与水泥基材料水化进程有关,而不同的开裂敏感性,除与收缩性能相关外,还受水泥基材料水化产物水化硅酸钙(C-S-H)、氢氧化钙(CH)形貌及界面过渡区(ITZ)元素富集的影响。     

复掺粉煤灰+硅灰+石灰石粉大坝碾压混凝土力学特性研究

随着粉煤灰掺和料成本的日益高昂,有必要寻找低价易得、品质优异的粉煤灰替代碾压混凝土掺和料。文章基于多元掺和料的复合效应,用硅灰、石灰石粉替代部分粉煤灰,设计了三组不同配比的掺和料,开展7天、28天、90天龄期抗压强度、抗拉强度与弹性模量试验,对比分析其力学特性差异。研究结果表明:硅灰和石灰石粉的掺加对碾压混凝土的早期强度无不利影响,且单掺硅灰或复掺硅灰与石灰石粉能有效改善其强度特性。研究结果对解决粉煤灰匮乏难题具有重要意义。     

废旧轮胎颗粒水泥混合土土工特性研究

砂土或黏土中加入废旧轮胎颗粒和水泥,可对土体进行改良,增加稳定性,提高强度和耐久性,同时可降低造价等,如用作路基或挡墙填料,或用作海岸涂层材料等,具有广阔的应用前景。对添加轮胎颗粒后的混合土进行了系列试验研究,以探讨混合土的土工力学特性。结果表明:养护龄期、轮胎颗粒和水泥含量对混合土无侧限抗压强度有较大影响,随轮胎颗粒含量减小,混合土渗透系数随之减小,CBR值(加州承载比)相应增加,剪切模量随之增加。试验表明,混合土用作改性土工材料其力学性能优良。     

围压和密度对粗粒料临界状态力学特性的影响

粗粒料的力学特性不仅取决于有效围压,还与密实程度密切相关.通过4组不同初始干密度粗粒料的大型三轴固结排水剪切试验,研究了围压和密度对粗粒料临界状态力学特性的影响.试验结果表明:软化型应力应变曲线破坏状态偏应力大于相变状态偏应力,而相变状态偏应力与临界状态偏应力较为接近;不同围压、不同密度的试验,随着剪切的进行,偏应力与...     

黏度时变水泥稳定碎石材料抗冻性能试验研究

为研究水泥稳定碎石材料在高寒山区的路用性能,选用自主研发的黏度时变(SJP)浆材作为水泥稳定碎石材料的胶结材料,采用无侧限抗压强度试验、冻融循环试验研究SJP水稳材料的力学性能,并结合电镜扫描(SEM)方法讨论SJP水稳材料的抗冻融机理。研究结果表明:SJP水稳材料较普通水稳材料早期强度增长快、后期强度略高,SJP助剂可以降低材料冻融后的质量损失率,提高其抗冻系数; SJP浆液在助剂的作用下,C-S-H增多与纤维状水化衍生物相结合,黏结力提高使得骨料结合更加紧密,从而有效地减缓水稳材料在冻融条件下损伤的积累,提高了道路基层的耐久性能。研究结果为提高高寒地区早期强度、减少在大温差条件下裂缝产生的路基材料选用提供了参考。     

变幅循环加卸载下硫酸盐侵蚀混凝土力学与变形性能

变幅循环加卸载下的力学及变形性能对硫酸盐服役地区混凝土结构至关重要。将混凝土试件提前浸泡于10%、15%、20%硫酸钠溶液5、7个月形成化学侵蚀损伤,再开展单轴压缩变幅循环加卸载试验,分析该过程中试件力学性能、变形性能以及耗散能演化规律。结果表明随着硫酸钠浓度和侵蚀时间增加,试件强度降低、破坏时完成的变幅循环次数减少。累积残余应变随着加载应变增大呈上升趋势,变化速率不断提高;加载应变差始终大于累积残余应变差,随着循环次数增加逐步接近;动弹性模量和塑性变形率随着循环次数增加整体呈提高趋势;耗散能随着循环次数增加而增大,尤其是在后期耗散能变化速率增快。     

PVA纤维掺和胶凝砂砾石材料的力学性能研究

随着胶凝砂砾石坝(CSG Dam)的应用,对CSG材料的力学性能研究亦有所增加。为改善CSG材料的强度及破坏变形率等力学性能,选取天然砂砾石为原材料,采取等骨料级配及砂率,通过掺和纤维及选用不同胶凝材料用量、龄期等参数以正交试验方法研究设计配合比,并通过试验及回归方程分析CSG材料力学性能。结果表明:CSG材料掺和PVA纤维能较好地改善原材料的延性,且将试件破坏形态由脆性破坏转化为延性破坏,特别是掺入3%PVA纤维时,试件的抗压及劈拉强度均达到最大值。研究成果可为CSG今后在坝体材料上的推广运用提供科学依据。     

后掺粗骨料工艺对高性能泵送混凝土性能影响研究

为解决建筑工程中高性能泵送混凝土的环境问题、成本问题,基于粗骨料嵌锁效应和界面水灰比强度理论,在保证高性能和泵送要求的条件下,提出了后掺骨料工艺,并对不同粗骨料后掺比例下的混凝土进行了力学性能和抗冻性能的研究。结果表明,随着粗骨料后掺比例的增大,7 d、28 d混凝土抗压强度持续增大,而28 d混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度均呈先增大后减小的趋势;在冻融循环作用下,质量损失率的上升速率呈先减小后增大的趋势,而抗压、抗拉、抗折强度、动弹性模量以及超声波速的下降速率均呈先减小后增大的趋势。据此建议本C30高性能泵送混凝土的粗骨料最佳后掺比例为20%。