减水剂对水泥浆体塑性开裂的影响规律及作用机理

研究了萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂、聚羧酸减水剂对水泥浆体塑性开裂的影响规律.通过溶液表面张力、浆体表面水分蒸发速率和毛细管负压的变化,分析了减水剂对水泥浆体塑性开裂的作用机理.     

太湖隧道结构混凝土收缩裂缝闭环控制关键技术

太湖隧道是国内目前在建最长、最宽的水下现浇隧道,由于温度收缩和自收缩,超长、大体积、分次浇筑的现浇隧道结构混凝土极易在施工期产生贯穿性收缩裂缝,抑制贯穿性收缩裂缝实现不渗漏是打造平安百年品质工程的重要保障。在考虑材料、结构、环境、施工等因素的基础上采用多场耦合收缩模型进行抗裂性评估与设计,通过温度场与变形历程双重调控、配套相应养护措施实现了混凝土开裂风险全过程精准调控,形成了集管理、设计、材料、施工、验收闭环控制的长效机制。截止目前,工程应用表明已浇筑混凝土未出现贯穿性收缩裂缝,最长已超过13个月,达到预期目标。     

二元超双亲自组装成膜材料的制备与应用

采用乳化长链脂肪醇的技术途径,在空气/水界面上自铺展形成连续、无缺陷的单分子膜,减少水分可通过面积,提高蒸发阻滞,制备出塑性混凝土水分蒸发抑制剂.该抑制剂能有效减少混凝土水分蒸发,抑制孔隙负压的增长,延缓表面干燥速度,显著延长塑性收缩裂缝出现的时间,对塑性裂缝的出现具有抑制作用,为高耐久、低水灰比的公路和道面混凝土顺利施工,以及高性能混凝土在中西部环境条件恶劣地区的应用提供了必要的配套技术.     

采用波纹管测试水泥基材料早期自收缩方法

用特制的波纹管模具,可以在塑性阶段以水平方向测长度的方式将体积应变转换为长度应变来测量,不仅能实现自浇注成型开始对水泥基材料自收缩的连续监测,而且可以有效避免重力、温度变化以及模具约束对于测试结果的影响.介绍了波纹管测长度的原理,研究了波纹管的材质、尺寸和内部空气对于测试结果的影响.结果表明:测试结果受到波纹管材质、尺寸和成型引入空气的影响;随着波纹管内试件的刚度不断增加,其影响程度也随之减小,到终凝10h后这种影响可以忽略不计.     

两亲性低分子聚醚减缩剂减缩机理探索

低分子聚醚减缩剂是目前市场上应用最为广泛的一类减缩剂,但其减缩机理尚不明确。选用两亲性二乙二醇单丁醚作为减缩剂,与其分子结构不同但同为两亲性的二丙二醇作为对比样,探索两亲性低分子聚醚减缩机理。通过收缩性能实验表明,二乙二醇单丁醚减少干燥收缩与自收缩的能力明显优于二丙二醇,掺量为2%时,二乙二醇单丁醚与二丙二醇分别减少干燥收缩44.4%与19.2%,减少自收缩73.1%与23.8%。通过等离子光谱(ICP)、有机碳分析仪(TOC)探索了二丙二醇及二乙二醇单丁醚对水泥浆体孔溶液性能的影响,结果表明,减缩能力与减缩剂的分子结构密切相关。水泥水化基本完全后,两亲性二丙二醇与二乙二醇单丁醚不同程度地进入到水泥浆体孔溶液中,28d龄期时使孔溶液中K+含量分别降低13.8%和35.4%,Na+含量分别降低15.6%和39.6%,而孔溶液的表面张力也分别降低9.2%与46.2%。由此可见,两亲性减缩剂的减缩能力与其孔溶液中K+、Na+浓度成反比且会不同程度地降低孔溶液的表面张力,从而表现出不同的减缩能力。     

复合掺加缓凝剂与高效减水剂的膨胀混凝土变形性能

膨胀混凝土通过结晶性钙矾石或氧化镁的生成实现硬化后期的膨胀性能.化学外加剂通过如缓凝剂或高效减水剂的掺加往往改变结晶型膨胀组分的形成速率进而影响膨胀混凝土的后期膨胀性能.通过研究对比萘磺酸盐甲醛缩合物(FDN)与接枝共聚羧酸类超塑化剂(PCA)以及四种缓凝剂对钙矾石类与氧化镁类膨胀混凝土变形性能的影响.研究发现,与高效减水剂相比,缓凝剂对两类膨胀混凝土的膨胀性能影响较大,其中糖类以及有机磷类缓凝剂较为适合钙矾石类膨胀混凝土在饱水养护下的膨胀性能发展,而有机磷类缓凝剂更加适合氧化镁类膨胀混凝土饱水养护下膨胀性能发展.对于两种膨胀混凝土而言,饱水养护才能保证混凝土的后期持续膨胀.     

外加剂改进混凝土泌水的试验研究

进行了外加剂改善混凝土泌水的试验研究。结果表明,在混凝土中掺入适量的减水剂,能起到减少泌水的作用。此外,适当延长减水剂的缩合时间,复合加入适当的改性组份、合适的缓凝保坍组份、合适的增稠组份或合适的引气量都能明显提高混凝土的保水性,减少泌水。     

氧化钙膨胀熟料水化动力学及微观分析

采用水合煅烧法结合反应动力学方程对试验室烧制的氧化钙膨胀熟料的水化动力学过程进行了描述,并采用XRD、SEM等相关微观测试手段对其矿物组成及微观结构进行了测试分析。结果表明:氧化钙膨胀熟料中的f-CaO在纯水中的水化反应符合Avrami等温结晶动力学模型,其水化程度随反应温度的升高而增大,水化反应速率常数和温度的关系符合Arrhenius定律;氧化钙膨胀熟料粉体中除含有独立的f-CaO颗粒外,还含有大量于同一颗粒中同时存在f-CaO、无水石膏、硫铝酸钙(部分尚含有硅酸钙等)矿物相的颗粒,氧化钙膨胀熟料中f-CaO的水化活性与纯CaO以及包裹于水泥熟料或高钙粉煤灰中的f-CaO不同。     

氧化钙膨胀熟料的水化动力学

通过对氧化钙膨胀熟料的水化动力学研究,探讨了水化程度与水化时间、水化反应温度的关系;利用Avrami结晶反应动力学模型对试验结果进行拟合,得出了不同水化反应温度下的水化反应速率常数和反应活化能等动力学参数.结果表明：氧化钙膨胀熟料具有较快的水化反应速率,其早期水化程度随水化反应温度的增加而增长明显,水化时间不断减少;此后的水化反应程度逐渐趋缓.通过计算可得到氧化钙膨胀熟料的水化反应表观活化能Ea为24.14kJ/mol.