凝灰岩型隧道洞砟机制砂混凝土和易性与力学性能研究

利用杭绍台高速公路隧道洞砟,制备凝灰岩型机制砂,分析了机制砂及石粉特性,研究其对砂浆、混凝土流动性与强度的影响,利用条形筛检测机制砂中片状颗粒,探究不同片状颗粒含量对砂浆与混凝土和易性的影响规律,并研究不同砂率对C30与C35混凝土性能的影响.试验结果表明:凝灰岩型机制砂为硅质机制砂,表面的断键导致石粉易团聚,对亚甲蓝...     

矿井环境中混凝土材料腐蚀损伤演化与机理分析

通过试验模拟地下复杂环境中混凝土在硫酸盐腐蚀和干湿循环耦合作用下混凝土受力特点和损伤演化,测试和分析了不同腐蚀时期混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、质量和超声波速的变化及加载受荷过程中应力应变曲线变化,运用损伤力学,对腐蚀损伤进行多指标全面评价。分析受荷过程中腐蚀损伤对混凝土应力-应变关系的影响。结合腐蚀时间和应变对混凝土损伤扩展的影响,建立受蚀混凝土的受荷损伤模型。采用环境扫描电镜（ESEM）和X射线衍射（XRD）分析受蚀混凝土的微观结构演化。试验结果表明：① 混凝土受到硫酸盐侵蚀和干湿循环耦合作用,抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的经时变化规律大致相同,均呈现先增大后减小,其中劈拉强度和抗折强度对侵蚀引起的损伤更加敏感,劣化更加明显。通过数据回归得到以各性能指标为损伤变量的混凝土腐蚀损伤演化方程,得到不同损伤因子之间的线性函数关系;② 随着腐蚀环境的长期作用,腐蚀损伤混凝土试件峰值应力减小,峰值应变增加,弹性模量和峰值变形模量均有所降低。通过数学模型将腐蚀损伤和受荷损伤统一起来,表征混凝土受到的环境腐蚀、荷载及损伤之间的作用关系;③ 腐蚀产物钙矾石和石膏的膨胀作用和硫酸钠的结晶压在试件内部形成微破裂,随着腐蚀的加剧,微破裂逐渐增多和扩展。     

混凝土超低温冻融循环损伤演化规律和机理

针对全混凝土液化天然气储罐面临的超低温冻融循环问题,自主设计了一种高强耐低温混凝土（LHC）;对不同超低温冻融循环次数下LHC和C60混凝土进行了单轴和三轴压缩试验.结果表明：LHC和C60混凝土强度均随循环次数增加而降低,且相同超低温冻融循环次数下,LHC的强度均高于C60混凝土;利用Weibull分布,以弹性模量作为损伤变量,得出了单轴和三轴应力状态下损伤演化速度和最终损伤度随超低温冻融循环次数的变化规律;通过压汞（MIP）和核磁共振（NMR）试验,分析了不同状态下LHC和C60混凝土孔隙特性的变化规律,证明了孔隙水是影响混凝土抗超低温冻融循环能力的重要因素,并从微观上解释了LHC具有更好抗超低温冻融循环能力的机理.     

钢渣粉在水泥基材料中应用研究综述

目前,钢渣废弃物堆存造成了严重的环境污染和资源浪费,钢渣资源化利用迫在眉睫。将钢渣粉应用于水泥基材料中,不仅可以提高固废资源利用率,还可以减少天然资源的消耗,替代水泥降低CO₂的排放。本文介绍了钢渣的物理化学特性、胶凝性能和活性激发方式,综述了钢渣粉在混凝土复合胶凝材料、全固废胶凝材料、充填胶结材料、干混砂浆四个领域的资源化利用现状。从凝结时间、和易性、力学性能、耐久性和体积稳定性等方面分析了钢渣粉对水泥基材料性能的影响。掺入适量的钢渣粉,可有效改善水泥基材料的性能,特别是在调控拌合物和易性与提升耐久性方面有显著优势。最后,提出了将钢渣粉应用在水泥基材料中存在的问题和未来的研究发展方向。     

白象山铁尾矿微粉对水泥基灌浆材料性能影响研究

利用白象山铁尾矿微粉替代部分水泥与粉煤灰制备水泥基灌浆材料,研究了铁尾矿微粉的掺入对灌浆材料流动性、力学性能和抗硫酸盐侵蚀性能的影响。结果表明:铁尾矿微粉掺量越大,灌浆材料的流动性与力学性能越差;掺入铁尾矿微粉有利于灌浆材料后期强度的发展;铁尾矿微粉的替代率为23%时,灌浆材料的初始流动度和30min流动度分别为18.83 s与25.27 s,7 d和28 d抗压强度分别为39.51 MPa与57.53 MPa,7 d和28 d抗折强度分别为9.6 MPa与11.2 MPa,满足水泥基灌浆材料标准;掺入铁尾矿微粉可以提高灌浆材料的抗硫酸盐侵蚀性能。研究成果对今后铁尾矿微粉的利用以及水泥基灌浆材料的发展具有一定的参考价值。     

石膏对石灰石粉水泥基材料水化及硬化性能的影响

针对我国目前非荷载作用下混凝土严重开裂的问题,以"比表面积较低的水泥熟料-比表面积较高的掺合料-足够掺量的石膏"构成的胶凝材料体系为研究对象,通过水化热速率、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞法(MIP)及热重-差示扫描量热法(TG-DSC)等手段,研究石膏对石灰石粉水泥基材料水化及硬化体微结构的影响。结果表明,石灰石粉能够加速C3A与石膏作用生成钙矾石相,在足量石膏存在的条件下,能够阻碍钙矾石向低硫型硫铝酸钙转变;石灰石粉的掺入与石膏一起延缓了C3A的水化;在石灰石粉和足够石膏同时存在的情况下,C3A水化生成具有膨胀性的水化碳铝酸钙和高硫型硫铝酸钙,补偿了收缩,提高了水泥基材料的抗裂性能;熟料粗磨、掺合料细磨及较高石膏掺量的胶凝材料体系配制的C30和C50等级混凝土,强度能持续增大,从28d到180d,强度分别提高了36.7%和33.3%,混凝土结构紧密、孔隙率低、有害孔含量少。     

玄武岩纤维混凝土纤维分布及孔隙结构表征

为了探究玄武岩纤维对混凝土28 d抗压强度的影响机理,对6组不同玄武岩纤维掺量(0,1.5,3.0,4.5,6.0,7.5 kg/m3)的玄武岩纤维混凝土(Basalt fiber reinforced concrete,BFRC)进行C T扫描,从微观层次探究纤维分布及基体原生孔隙特征对混凝土28 d抗压强度的影响....     

橡胶粉改性的高韧性混凝土研究

本文探讨了橡胶粉在混凝土抗折，抗压强度及抗冲击性能的影响，研究结果表明橡胶改性混凝土的抗折，抗压强度较基准混凝土变化不大，冲击荷载是明显提高。采用适当粘结剂可以改善橡胶粉与混凝土的界面状况，大幅度提高混凝土的抗冲击性能。     

硫酸盐对超深井井壁混凝土力学性能的影响及劣化机理

针对深部地下工程中混凝土材料面临的高地温、高地应力、高渗透压、强腐蚀的恶劣服役条件,选取C70仿钢纤维混凝土(C70-ISFRC)和高性能超深井井壁混凝土(HUC)作为研究对象,研究两种混凝土在硫酸盐干湿循环条件下力学性能、破坏形态及冲击倾向性等变化,并采用扫描电镜及能谱分析其劣化机理。结果表明:随着硫酸盐干湿循环的进行,两种混凝土力学性能均表现为先增强后减弱的趋势,但HUC的性能更为优异,且劈裂抗拉强度较抗压强度对硫酸盐干湿循环机制更加敏感;两种混凝土的韧性均变差,但HUC中的镀铜钢纤维的抗拉性能优于聚丙烯仿钢纤维,使HUC板“坏而不断”;两种混凝土的冲击倾向性均增强,但HUC的冲击倾向性弱于C70-ISFRC;在硫酸盐干湿循环中,HUC与C70-ISFRC的腐蚀类型分别以石膏类腐蚀与钙矾石类腐蚀为主,表明混凝土内部存在膨胀应力,导致了混凝土内部结构的开裂。     

聚丙烯纤维在引气粉煤灰混凝土中的应用研究

在混凝土内掺聚丙烯纤维可增强基体的抗裂性能,在引气、大掺量粉煤灰共同作用下可减小混凝土的脆性,抗弯性能提高20％左右;SEM形貌图表明,粉煤灰掺量达到140kg／m^3时,聚丙烯纤维高抗冻混凝土的结构密实,纤维与混凝土界面结合紧密;大掺量粉煤灰混凝土的总孔隙率降低,有害孔减少,最可几孔径下降,混凝土的抗冻性能可达到F300。