矿物掺合料对混凝土氯离子扩散行为的时间依赖性的影响

通过自然扩散法,研究了掺加矿物掺合料的混凝土在高浓度环境溶液中的氯离子扩散行为,探讨了暴露时间对混凝土表观氯离子扩散系数的影响.结果表明,混凝土的表观氯离子扩散系数均随着暴露时间的延长而降低,其时间依赖性与矿物掺合料掺量有关.当粉煤灰掺量和硅灰掺量分别达到30％和15％时,粉煤灰混凝土和硅灰混凝土的表现氯扩散系数随时间的降低速度最快.因此,粉煤灰混凝土和硅灰混凝土具有比普通混凝土更好的长期抵抗氯侵蚀能力.     

混凝土自收缩的测定与模型分析

为了研究水胶比和粉煤灰掺量对混凝土自收缩的影响,建立了混凝土自收缩自动测量系统,并测定了水胶比分别为0.25,0.30,0.40和0.53的硅酸盐水泥混凝土及粉煤灰掺量为10%,20%,30%,40%,60%的粉煤灰混凝土的自收缩发展。以硅酸盐水泥水化动力学为基础建立了相应的数值模型,结果表明,硅酸盐水泥混凝土随着水灰比的降低,混凝土的自收缩发展越迅速,最终收缩值越大,掺加粉煤灰后,可以明显降低混凝土的自收缩值和自收缩的发展速率。     

脱硫石膏基复合胶凝材料的物理力学性能试验

以β型脱硫石膏为基材,混掺水泥、粉煤灰和硅灰等胶凝材料,加入自制的专用改性外加剂,制备脱硫石膏基复合胶凝材料,测试分析原料组分、水胶比和养护方式对脱硫石膏基复合胶凝材料性能的影响,通过SEM和XRD测试手段探讨其强度形成及耐水机理。试验结果表明:水泥掺量为20%、粉煤灰掺量为25%和水胶比为0.7时的脱硫石膏基复合胶凝材料综合性能优良,其28 d抗压强度为12.1 MPa,吸水率为17.6%,软化系数为0.81;二水石膏晶体形成的第一支撑骨架和以钙矾石和C―S―H凝胶等形成的第二支撑骨架相互补充,提高了脱硫石膏基复合胶凝材料结构的致密性和耐水性。     

自密实混凝土密实度及表观质量试验研究

通过对比试验的方法,研究了在混凝土中添加消泡剂和在其表面贴透水模板布对混凝土的密实度和表观质量的影响。通过测试和分析发现:添加消泡剂后自密实混凝土的密实度、表观质量及强度都得到了提高,而且在使用透水模板布后构件的表观质量能得到进一步提高;因此,采用既添加消泡剂又贴透水模板布的方法能使混凝土构件的密实度及表观质量得到双重提高,有利于提高混凝土的耐久性。     

组合L形钢管再生混凝土短柱的轴压性能研究

为研究组合L形截面钢管再生混凝土柱的轴压性能,建立了13个L形钢管再生混凝土柱有限元模型(其中12个为组合L形截面柱,1个为普通L形截面柱),分析组合L形钢管再生混凝土柱的破坏形态与轴压承载力,并与普通L形截面试件的轴压性能进行对比,计算分析了再生骨料取代率、截面长宽比、钢管厚度以及再生混凝土强度等级对组合L形钢管再生混凝土短柱的轴压承载力的影响规律。研究结果表明:试件破坏形式是中部鼓曲破坏;组合L形钢管再生混凝土柱较普通L形钢管再生混凝土柱有更高的极限承载力,轴压性能更好;再生骨料取代率的变化对此构件的轴压性能影响不明显;增大钢管厚度与再生混凝土强度等级均能明显提高试件的轴压极限承载力;一定范围内长宽比的改变有利于构件承载力的提高。     

矿渣对界面过渡区微力学性质的影响

采用纳米压痕技术测试了矿渣取代水泥的质量分数分别为0%,30%,50%,80%时的混凝土中实际界面过渡区及邻近区域的纳米压痕硬度和弹性模量分布以了解矿渣对混凝土界面过渡区微力学性质的影响.试验结果表明:矿渣掺量为30%时,距集料表面25 μm以内区域的弹性模量、纳米压痕硬度明显低于距集料表面25 μm以外的区域,而当矿渣掺量达到50%时,弹性模量和纳米压痕硬度沿界面的变化不显著;随矿渣取代水泥质量分数的增加,基体与界面过渡区之间压痕硬度、弹性模量的差值降低,从而使界面过渡区得到强化.     

膨胀剂对混凝土变形性能的影响

膨胀剂在我国被广泛地应用于补偿大体积混凝土收缩。不同品种的膨胀剂对混凝土的补偿收缩效果有所不同。氧化钙类和硫铝酸钙类(AF t)可补偿混凝土的早期收缩,但分别在28和60 d后仍会出现后期收缩现象。水泥品种、养护条件对膨胀剂的膨胀效果有不同的影响。掺氧化镁类膨胀剂的混凝土没有出现后期收缩现象,比较适合水工大体积混凝土。在做好基础混凝土温度控制的同时,选择适宜品种的膨胀剂,可有效地控制混凝土的变形,减少收缩开裂,提高混凝土的结构耐久性能和建筑物的质量。     

高性能混凝土的外加剂优化研究(英文)

运用不同减水剂和早强剂配制高性能混凝土(High performance concrete,HPC),测定其工作性、标准养护强度和蒸汽养护强度,研究了HPC的外加剂选用原则。结果表明,掺加聚缩酸系高效减水剂有利于HPC获得高工作性和高强度。硫酸钠早强剂将导致工作性不好,强度降低。对于蒸汽养护的HPC制品,应该优先采用硫酸钠含量低的萘系高效减水剂。因此,HPC外加剂的选择应该考虑养护条件的差异。     

膨胀剂和纤维及其复合对混凝土抗冻性的影响

用快冻法研究了铝酸盐膨胀剂(A lum inate expans ive agen t,AEA)、钢纤维和高强高模聚乙烯纤维(H ighe lastic ity m odu le po lyethy lene fiber,HEM PF)及其复合对双掺硅灰与粉煤灰的高性能混凝土(H igh perform anceconcrete,HPC)抗冻性的影响。结果表明,强度等级C 80的非引气HPC具有较好的抗冻性,但是其抗冻性对养护环境的相对湿度(re lative hum id ity,RH)具有敏感性。AEA和HEM PF对HPC的抗冻性存在负效应,钢纤维则对HPC的抗冻性存在正效应。在改善HPC抗冻性及其对养护环境湿度的敏感性方面,AEA和钢纤维复合的改善效果明显好于AEA和HEM PF复合。AEA和钢纤维的综合效应可以保证HPC的抗冻融循环次数不低于750次,在30%RH环境养护时的抗冻融循环次数能够达到标准养护时的80%以上。     

机场跑道改性沥青混凝土抗冲击性能

为研究中高应变率下NRP和掺高粘剂的SBS两种改性剂对AC-13型沥青混凝土动力性能的影响,采用直径74 mm SHPB装置进行了4个气压下的冲击压缩试验,获得了不同种类改性沥青混凝土的破坏形态及应力-应变曲线。研究表明：沥青混凝土动态应力-应变曲线分为弹性变形、塑性强化和塑性破坏3个阶段,破坏形态分为裂缝、破损、块裂和碎裂4种;两种改性剂均能改善沥青混凝土的抗冲击性能,并且对峰值应力和冲击韧性的应变率敏感性有一定影响,在不同应变率范围内两种改性剂对冲击韧性增强作用不同,NRP对峰值应力增强作用优于掺高粘剂的SBS;应变率超过130/s时,沥青混凝土出现弹性模量退化现象,NRP对弹性模量有提高作用。     

粉煤灰混凝土与钢筋粘结性能试验(英文)

采用钢筋开槽内贴应变片的试验方法,研究粉煤灰掺量对粉煤灰混凝土与钢筋粘结性能的影响。在不同的粉煤灰掺量下给出粘结应力-自由端滑移的关系曲线、钢筋应变-锚固位置的关系曲线、粘结应力-锚固位置的关系曲线。结果表明:掺加粉煤灰可以提高混凝土与钢筋的粘结应力;掺粉煤灰的混凝土拉拔试件钢筋应变沿锚固长度上的分布更均匀;粉煤灰掺量为20%的拉拔试件的极限粘结应力和极限滑移值均较大。     

大掺量矿物掺合料混凝土在氯盐、硫酸盐及其复合溶液中的抗冻性

采用快冻法研究了大掺量矿物掺合料混凝土(High-volume mineral admixture concrete,HVMAC)在水,10%NaCl和5%MgSO4溶液以及5%MgCl2+5%Na2SO4复合溶液中的抗冻性.结果表明:混凝土的冻融微裂纹与NaCl溶液的冰晶压力、MgSO4对混凝土的化学腐蚀反应相互促进,推动了混凝土冻融微裂纹扩展,加速了HVMAC的冻融破坏作用,在10%NaCl和5%MgSO4溶液中的抗冻性分别比水中降低了56%和33%.复合溶液的冰点降低效应以及氯盐对混凝土硫酸盐腐蚀的缓解作用,促进了HVMAC抗冻性的成倍提高.因此,大量掺加矿物掺合料的高性能混凝土(High performance concrete,HPC),在实际复杂的盐渍土环境中具有明显的技术特点和性能优势.     

玄武岩纤维及其格栅布对超高性能水泥基复合材料力学性能的影响规律

通过大掺量超细工业废渣及采用普通工艺成功制备了3类超高性能水泥基复合材料,分别测试了其7,28,90 d的抗压强度和抗折强度,并对其进行了分析。讨论了玄武岩纤维及玄武岩纤维格栅布对其力学性能的影响,并对其弯曲荷载-挠度曲线进行了分析。结果表明,玄武岩纤维体积掺量为0.5%~1.5%时可以提高混凝土的抗折强度和抗压强度,但提高幅度有限,而玄武岩纤维格栅布对提高复合材料的力学性能有明显的效果,表现出良好的增强增韧效果。     

用液相电导法研究氧化镁的水化活性

为了了解MgO在大体积混凝土中的补偿效果,采用液相电导法研究了MgO的水化活性, 结果表明:氧化镁水化活性与煅烧温度、粒径大小和养护温度有关.煅烧温度升高,MgO的晶格畸变逐渐变小,电导率下降,活性减少;颗粒尺寸减少,MgO与水接触面积增大,电导率增长,反应活性加快;养护温度升高,电导率增加,反应活性大幅度增加.     

超掺粉煤灰混凝土的工程应用研究

粉煤灰的综合利用是目前的研究热点。本文阐述了采用超量取代法配制大掺量粉煤灰混凝土的工程应用技术的研究，从配合比设计、施工质量控制几个方面着手分析，并对粉煤灰混凝土的和易性、强度和耐久性进行检验，证实大掺量粉煤灰混凝土在工程应用技术上是可行的。     

高强高模聚乙烯纤维对大掺量矿物掺合料高强混凝土抗冻性的影响

用快冻法研究高性能的高强高模聚乙烯(High elasticity module polyethylene,HEMP)纤维对大掺量矿物掺合料高强混凝土(High strength concrete,HSC)抗冻性的影响.结果表明,大掺量矿物掺合料HSC具有较好的抗冻性,但是其抗冻性对养护环境RH非常敏感,干燥养护条件下的冻融寿命仅有标准养护的38%～40%.掺加0.1%HEMP纤维虽然降低了大掺量矿物掺合料HSC的抗冻性,但能够显著改善其抗冻性对养护环境RH的敏感性,在30%RH～50%RH养护条件下的冻融寿命高达标准养护时的81%～90%.     

高性能混凝土微观结构及其高耐久性形成机理

运用X射线衍射分析(XRD)、差热-热重分析(DTA-TG)、扫描电子显微镜观察和X射线能谱分析(SEM-EDAX)及压汞法孔结构分析(MIP)研究了高性能混凝土的水化产物、显微结构和孔结构,在理论上探讨了高性能混凝土在严酷环境条件下的高耐久性机理.结果表明,高性能混凝土的水化产物是低C/S比的CSH凝胶、CH和C3AH6,其显微结构致密,孔结构以孔径小于10 nm的凝胶孔为主.合理的水化产物组成和致密的微观结构决定了高性能混凝土具有优异的耐久性.     

基于层次分析法的桥梁承载力检算方法

在分析桥梁承载力检算方法现状的基础上,引进了变权原理及模糊描述,提出了基于无损检测信息的层次分析法承载力估算模型.基于实测强度的桥梁理论分析了承载力,并结合检测信息进行修正.修正内容包括截面折减及构件恶化,其中截面折减考虑混凝土截面折减及钢筋截面折减;构件恶化考虑了混凝土表观缺损状况、混凝土实际强度、钢筋锈蚀电位、氯离子含量、碳化深度及保护层厚度这6个因素.各因素的权重采用层次分析法,由专家调查的判断矩阵计算,并引进变权公式对状况较差的因素加大权重.最后以实桥为例进行承载力检算,计算结果与试验吻合良好,表明所提方法客观、全面且结果可靠.     

MgCl2，Na2SO4复合腐蚀与弯曲荷载作用对碳化混凝土的抗冻性的影响

在未加载与加载条件下,采用快冻法研究了快速碳化28 d后的粉煤灰混凝土(FAC)、大掺量矿物掺合料混凝土(HCMC)和绿色高耐久性混凝土(GHDC)在水和5%MgCl2 5%Na2SO4复合溶液中的抗冻性.结果表明,碳化FAC和碳化HCMC的抗冻性与冻融介质的化学成分存在密切的关系,氯盐、镁盐和硫酸盐腐蚀对碳化FAC的冻融破坏存在叠加效应;镁盐和硫酸盐腐蚀能够缓解NaCl对碳化HCMC的冻融破坏,而NaCl腐蚀则能加速镁盐和硫酸盐对碳化HCMC的冻融破坏作用;NaCl的冰点降低作用能大大缓解碳化GHDC在腐蚀溶液中的冻融破坏,即使在镁盐和硫酸盐溶液中混有NaCl成分,也能够明显地提高碳化GHDC的抗冻性.进一步研究还表明,在(MgCl2 Na2SO4)复合溶液的冻融条件下,碳化显著降低了FAC和HCMC的耐久性,施加弯曲荷载使其耐久性进一步劣化,但GHDC的耐久性则不受碳化作用和外部弯曲荷载的影响.因此,GHDC即使发生了严重的碳化,在(MgCl2 Na2SO4)复合溶液、弯曲荷载和冻融循环及其多因素耦合作用下仍然具有非常高的耐久性.     

混凝土氯离子扩散理论模型的研究Ⅱ——基于有限大体的非稳态齐次与非齐次扩散问题

针对Ⅰ维大平板、Ⅱ维长方柱体和Ⅲ维长方体等有限大扩散介质,以综合考虑氟离子结合能力、氯离子扩散系数的时间依赖性和结构微缺陷影响的实际混凝土氟离子扩散新方程为基础,在常数边界条件下推导出混凝土构件的氯离子扩散理论齐次模型,可以作为自然扩散法的计算模型使用。同时,在指数函数的边界条件下获得了Ⅰ维大平板、Ⅱ维长方柱体、Ⅲ维长方体和正交各向异性Ⅲ维长方体等混凝土构件的氯离子扩散理论非齐次模型,满足实际混凝土结构的多种体形和复杂边界条件。并用大量的实测数据验证了有限大体的Ⅱ维和Ⅲ维氯离子扩散理论齐次模型,探讨了有限大扩散和无限大扩散对混凝土结构寿命的影响。