超低离子渗透性水泥基材料的性能与微观结构

采用显微硬度、MIP、SEM—EDXA研究了超低离子渗透性水泥基材料（Ultra Low Ion Permeability Cementitious Materials,简称ULIPCM）的微观结构,同时研究了UI。IPCM的宏观性能。结果表明：ULIPCM的28d抗压强度≥80MPa,抗折强度≥11．0MPa,弹性模量在38．0～42．0GPa之间;Cl^-扩散系数≤0．8×10^-13m^2·s^-1,6h导电量≤300C;抗硫酸盐侵蚀性能较好;28d收缩值可控制在400×10“以内。UI．IPCM的集料与水泥石界面过渡区的微观结构和性能得到了显著改善,有利于提高其力学性能和抗渗性能。ULIPCM的集料与水泥石界面过渡区由普通混凝土的60～100μm细化为30μm以下,有效阻断了侵蚀性介质的渗入通道;ULIPCM的孔隙率、最可几孔径等孔结构参数均得到了优化,显著改善了其孔结构;ULIPCM的集料与水泥石界面过渡区中的CH晶体较少,且CH晶体的取向性差。     

水泥基用相变微胶囊的颗粒特征与热力学性能

以石蜡、癸酸为芯材,脲醛树脂为壁材,间苯二酚为固化剂,采用原位聚合法制备相变微胶囊,采用ESEM、DSC、TGA来研究相变微胶囊颗粒形貌、粒径分布、热力学性能,以及相变微胶囊掺入水泥基体中的微观形貌.结果表明:微胶囊表面光滑,结构紧致;石蜡微胶囊的相变温度和相变焓分别是54.6℃和61.43 J/g,而癸酸微胶囊的相.变温度和相变焓分别是29.7℃和90.73 J/g;加入固化剂使得微胶囊产率从50％提升到78％以上;30次温度循环石蜡微胶囊相变晗无损失,癸酸微胶囊相变焓损失了31％;微胶囊在水泥基中分布均匀,形貌保存良好.     

混凝土耐久性破坏经时模型在HILS服役寿命预测中的应用

采用混凝土耐久性破坏经时模型(CDFTModel)对不同体系设计下的武汉长江隧道管片进行服役寿命预测。结论表明:考虑各种潜在影响因素,按实际应用过程的最保守估计,高抗渗长寿命大直径盾构管片(HILS)功能梯度层体系的使用寿命可达到150年以上。采用有限元法分别对各体系进行Cl-离子渗透浓度分布模拟,结果显示,功能梯度体系管片的抗Cl-离子渗透性能远远优于复合胶凝材料体系。     

盾构隧道功能梯度混凝土管片的研发及性能研究

武汉长江隧道工程所面临的高压富水环境要求衬砌结构管片具有高抗渗、长寿命的性能。引入功能梯度材料设计原理,对钢筋混凝土管片进行功能梯度设计与优化,实现管片外层高防水抗渗、结构层提供强度及内衬层耐火的多重功能。同时采用适当的界面处理技术,保证管片各功能层的性能均匀过渡,实现功能和结构一体化设计。对结构层混凝土、保护层材料性能分别进行测试,测试结果表明,保护层材料具有优良的抗渗性能,相比普通混凝土氯离子扩散系数降低一个数量级,寿命提高10倍以上,优于目前国际上已报道的最好水平(6×10-13m2/s);结构层、保护层混凝土力学性能优良,强度满足设计要求,保护层材料强度达C70以上,主体结构层达到C50;保护层材料与结构层材料体积稳定性良好;耐酸性气体腐蚀性能大大增强,90d中性化深度不足1mm;同时,管片内衬层通过刷涂防火抗爆材料有效提升了管片的内层耐火性能,耐火极限是未经处理试件的4.72倍;最后通过实际的生产及检测,进一步证明了功能梯度混凝土管片具有较好的服役性能。     

水泥基混杂自修复微胶囊的二次修复特性与机理

以水泥基混杂微胶囊为研究对象,采用环扫电镜(ESEM)、激光粒度分布仪(LA)、激光共聚焦显微镜(LSM)分别表征其微观形貌、颗粒特性和修复特征,采用强度恢复率、孔结构分析水泥基混杂微胶囊的二次修复能力。结果表明：缓释微胶囊囊壁孔洞分布均匀,具有缓慢释放和多次释放特点;普通微胶囊表面粗糙易破裂,具有快速释放和破裂释放特点。水泥基混杂微胶囊一次强度恢复率相比单掺缓释微胶囊提升28.72%,二次强度恢复率相比单掺普通微胶囊提升252.34%。水泥基混杂微胶囊具备快速修复能力且可以实现二次修复,二次修复主要是缓释微胶囊发挥作用。     

粉煤灰-水泥浆体二元体系的水化动力学模型

与普通硅酸盐水泥相比,粉煤灰-水泥浆体中同时存在水泥的水化反应和粉煤灰的火山灰反应.基于中心粒子水化模型,并考虑了粉煤灰对水泥水化过程三个影响效应:稀释效应、物理效应和化学效应,建立了粉煤灰-水泥二元体系的微观水化模型,可用于预测粉煤灰-水泥浆体的水化速率随水化程度的演化关系.     

光纤导光混凝土的透光性能与抗侵蚀性能

采用抗硫酸盐侵蚀和抗碱溶液侵蚀试验、紫外可见近红外分光光度计、X射线衍射仪和环境扫描电镜分别研究了光纤导光混凝土(Optical fiber light conductive concrete,OFLCC)的抗侵蚀性能、透光性能、微观结构.结果表明:光纤导光混凝土中的光纤间距越小,其抗折、抗压强度越高,且碱溶液侵蚀后光纤导光混凝土的强度普遍要比盐溶液侵蚀后的低,特别是抗折强度表现明显;随着光纤间距的减小,光纤导光混凝土的透光率增大,其透光率实测值小于理论值,碱溶液中养护后光纤导光混凝土透光率比盐溶液中养护后的透光率要大,且均比养护前的透光率增大了;受侵蚀后的光纤导光混凝土水化产物中存在丰富的C-S-H凝胶、羟钙石、钙矾石、石膏等水化产物,它们相互交织,结构比较致密,但碱溶液对光纤导光混凝土的侵蚀要比盐溶液的侵蚀强.     

水泥基材料的微观结构与离子传输性能

采用水泥基材料孔结构和界面过渡区逐渐优化的方法,设计了普通混凝土(Ordinary Concrete,简称OC)、高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)、低渗透混凝土(Low Permeability Concrete,简称LPC)、普通砂浆(Ordinary Mortar,简称OM)、无细观界面过渡区水泥基复合材料(Meso-interfacial transition zone-free cement-based materials,简称MIF)等5种水泥基材料,其抗离子渗透性能排列顺序为:LPC>HPC>OC,OM>OC,MIF>OM,MIF>LPC,其孔隙率、最可几孔径、孔径≥50nm的孔含量的排列顺序均为:LPC相似文献   

粉煤灰对水泥基材料收缩与开裂影响的研究

通过砂浆收缩率和初始开裂时问等性能的测试,研究了粉煤灰对水泥基材料体系收缩与早期开裂敏感性的影响,并探讨了收缩与开裂的关系。研究表明：粉煤灰可抑制水泥基材料的收缩变形,并在一定程度上降低材料的开裂敏感性。     

彩色混凝土路面砖生产与施工工艺研究

彩色混凝土路面砖是利用彩色HEC固化剂（C-HEC）和专用生产设备处理风化砂、碎石屑制作新型装饰路面砖。本文根据实际情况的要求，研究了彩色混凝土路面砖的生产工艺与施工工艺，为进一步应用路面砖奠定技术基础。