仿生高韧水泥基复合材料制备技术及增韧机理

为了提升混凝土基体的韧性,基于贝壳珍珠层独特“砖-泥”结构,采用水泥石与有机聚合物制备出具有仿生“砖-桥-泥”结构的高韧水泥基复合材料.通过三点弯曲试验、扫描电子显微镜及有限元模拟方法研究了仿生水泥基材料的抗折强度、韧性及增韧机理.结果表明,相较于传统水泥的脆性断裂模式,仿生水泥基材料表现出明显的延性断裂特征,包括峰后曲线渐进下降、跨中挠度大幅增加等.基于有机聚合物的多尺度桥接-伸展效应,仿生水泥基材料内部呈现明显的裂纹偏转及分支现象,体现了仿生“砖-桥-泥”结构的内外协同增韧机制.仿生水泥基材料能够在保证95%抗折强度的基础上,将水泥基体的韧性提高179.45%,可为解决混凝土增韧降脆问题提供新的技术路径.

聚羧酸系高性能减水剂的研究现状及发展趋势

首先简要回顾了减水剂的发展历程,综述了聚羧酸减水剂的结构和应用情况。然后分别从吸附-分散、胶体化学和界面化学角度,系统总结和分析了聚羧酸减水剂的构效关系和作用机理的最新研究进展。最后,根据目前研究和应用中存在的问题及将来发展的需求,提出了今后的发展方向。

基于毛细管负压技术测试混凝土最早期的自干燥效应

混凝土自干燥收缩与其内部相对湿度的下降密切相关。低水胶比混凝土在结构形成以后的初始阶段存在较大的自干燥收缩,但通常此时混凝土内部相对湿度较高,采用传统的湿度计难以测试出其自干燥效应。借鉴了土壤物理学中张力计的基本原理,研制开发了最早期毛细管负压自动测试系统,结合Laplace方程和Kelvin定律,实现了从浇筑成型开始至终凝后混凝土内部自干燥效应的自动化测试,提出了自干燥收缩零点判定的新方法。

外加剂对混凝土耐久性的影响

就传统萘系减水剂(polynaphthaene sulphonate type water-reducer,PSWR)和新型聚羧酸系减水剂(polycarboxylic acid type water-reducer,PAWR)对混凝土内部孔结构、内部缺陷及抵抗外部环境作用力的影响等进行了较全面的对比分析研究,揭示了PAWR对提高混凝土耐久性的作用.试验结果表明:与PSWR相比,PAWR能改善混凝土浆体内部孔结构及孔径分布,提高混凝土的密实性;能降低混凝土的绝热温升,优化水泥水化放热曲线,减少混凝土收缩变形,提高混凝土抗裂性能和体积稳定性,减少混凝土内部缺陷;同时,还可不同程度地提高混凝土抗碳化、抗冻性能、抗氯离子侵蚀能力和钢筋保护能力,增强混凝土对外部环境的抵抗力,从而极大地提高混凝土的耐久性.

模拟混凝土孔溶液中有机阻锈剂对钢筋的保护作用

为了更好地量化和表征钢筋混凝土阻锈剂的作用效果及机理,对模拟混凝土孔溶液中钢筋电极的电化学行为及表面元素分布进行了研究.通过线性极化、电化学阻抗谱等测试对羧酸铵作为混凝土中钢筋阻锈剂的效果进行了评价,并通过X射线光电子能谱(XPS)测试分析了不同溶液中钢筋表面元素组成的差异,分析了阻锈剂分子对钢筋保护的作用机理.研究表明,钢筋电极在含阻锈剂及仅含NaC l的模拟混凝土孔溶液中相比,电荷转移电阻显著提高,表面裸露零价铁的含量也有明显减少.这证明羧酸铵能显著减少碱性环境中氯盐对钢筋钝化膜的破坏,从而对钢筋混凝土的提高起到良好的保护作用.

应用高强混凝土应注意的几个问题

高强混凝土具有强度高、负荷能力大、资源和能源消耗少以及耐久性优异等特点,在国内外众多工程中得到应用。然而,高强混凝土在应用过程中依然存在黏度大、体积稳定性差以及脆性大等问题。从高强混凝土特点出发并结合现有研究成果,分析问题产生的原因以及关键影响因素,并提出相应的调控措施。

混凝土的裂缝与控制

在分析混凝土开裂的危害和产生原因的基础上,提出裂缝控制新技术。采用双亲性单分子膜,减少混凝土早期的水分蒸发,抑制混凝土早期因失水太快而产生的塑性收缩裂缝;采用减水与减缩共同作用,控制混凝土壳体及薄壁结构的早期开裂;采用调控水泥水化过程中的放热量,提高大体积混凝土的温控能力;采用遥爪聚合型增韧剂,增加混凝土的韧性,减少混凝土的脆性开裂。

多功能型梳形共聚物超塑化剂的减缩机理

从表面张力、吸附性能、孔结构和毛细管附加压力的角度系统研究了多功能型梳形共聚物超塑化剂(SRPCA)对混凝土的减缩机理.结果表明:SRPCA在水泥颗粒表面产生强吸附,有效降低了混凝土孔隙溶液的表面张力,降低了毛细管附加压力,从而降低了硬化水泥净浆的收缩;掺加SRPCA后,硬化水泥净浆孔结构发生了较大变化,其孔隙率降低,孔隙分布变宽,内部相对湿度降低,进而减少了其干燥收缩;掺加SRPCA后,毛细管附加压力快速增长时段和终凝时间较接近,从而有效降低了混凝土的凝缩.

JK系列混凝土快速修补剂的研制与应用

介绍ＪＫ系列混凝土快速修补剂在水泥混凝土中的作用机理及其技术性能，修补剂对混凝土性能的影响、工程应用及经济效益等。

混凝土技术的发展与展望

混凝土是基础设施建设的主体建筑材料。继钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土与纤维混凝土之后,基体微结构调控与性能提升将成为未来混凝土技术第四次飞跃的主要驱动力。本文从近年来混凝土技术发展现状与趋势两个方面入手,重点介绍了混凝土的工作性调控、裂缝控制、力学性能提升、耐久性提升四个方面的主要技术现状,同时对上述混凝土技术的主要发展趋势进行了展望。

现代混凝土早期收缩裂缝及控制技术

现代混凝土复杂的组分、较高的早期强度,高温、干燥等严酷服役环境,以及超长、大体积、强约束等结构特征,导致收缩开裂问题突出,影响结构服役功能及寿命.围绕上述技术难题,对现代混凝土收缩开裂的主要原因进行分析;就多因素耦合作用的抗裂性评估研究进展进行介绍;针对凝结前的塑性裂缝、硬化阶段温湿度耦合变形开裂及长期干燥收缩开裂问题,提出了相应的调控措施.

高性能混凝土在建筑工程中的应用

本文叙述了发展高性能混凝土的意义及高性能混凝土在我国建筑领域上的应用情况 ,并列举了一些成功应用的范例。

“双碳”目标下水泥基材料绿色低碳路径思考与展望

传统建筑材料生产消耗资源、能源多,碳排放量高,采用绿色低碳技术改造以水泥基材料为代表的传统建筑材料是行业高质量发展的关键。本文结合建筑材料行业碳排放的现状与国家政策指引,介绍了全寿命碳排放综合评价模型,建议基于碳排放量确定水泥基建筑材料碳减排的主要工作目标与任务,采用碳捕捉、利用与封存技术消纳二氧化碳,发挥固体废弃物的资源化利用优势、提升混凝土服役性能延长寿命减少二氧化碳排放,同时提出了“双碳”目标下水泥基材料的挑战与对策。

用常规工艺配制流态性高强混凝土

随着我国建筑业的飞跃发展,人们对混凝土的品质愈加注重。开发新型优质高强混凝土是节能节材最有效途径之一。有资料表明,18m跨孤形标准屋架,用C60强度等级的混凝土代替C3(?)混凝土,则减轻自重40％(即节约混凝土量40％),可降低造价16％左右。

混凝土技术发展中值得注意的几个问题

近年来,我国基础设施建设呈现出大规模向高技术转变的特点。以跨海大桥、高速铁路、核电工程和超高层建筑等为代表的现代结构对混凝土技术提出了新要求,传统混凝土技术亟需满足现代结构设计、施工与服役的要求。传统混凝土技术存在的问题与其自身材料组成相关,主要表现为胶凝材料与功能外加剂2个方面。文章首先聚焦胶凝材料中硅酸盐水泥、矿物外加剂与新型胶凝材料研究与应用中存在问题,建议重点开展绿色化、高性能化硅酸盐水泥的研究。其次,在功能外加剂方面,重点围绕混凝土高性能化亟需解决的新拌性能与收缩变形难题,介绍了聚羧酸减水剂、基体增韧材料与水化热调控材料的研究与应用进展及问题。同时,指出应大力引导混凝土功能材料的原创性研究。

垂直面真空脱水技术在现浇混凝土梁、柱施工中的应用

近年来,混凝土平面真空脱水工艺已广泛应用于水泥混凝土道路、机场道坪、市政交通及预制构件、现浇工程等领域,其优越性已得到社会的重视与承认。对于现浇混凝土框架结构,梁、柱的垂直面真空脱水显得更为重要。研究及工程实践表明,对现浇混凝土梁、柱进行垂直面真空脱水,可以提高工程质量,加快施工进度,降低工程造价。 1 混凝土垂直面真空脱水作用机理混凝土垂直面真空脱水工艺是利用混凝土真空脱水专用设备,借助大气压与吸垫内形成的真空负压间的压力差,克服混凝土颗粒间的内聚力和粘附力,使混凝土结构受到各向挤压作用,将混凝土内多余的水分和空气排出,以达到改善混凝土性能的目的。

混凝土垂直面真空脱水作用机理及其工艺参数的研究

平面混凝土真空脱水的作用机理及工艺参数,国内外均有不少学者进行了认真的研究。尽管垂直面混凝土真空脱水工艺在美国、苏联、丹麦、瑞典等国进行过应用,但对其作用机理及工艺参数的确定,尚缺乏较为系统认真的研究。

混凝土技术的发展——高性能化

文章从回顾水泥及水泥砼作为重要建筑材料的发展历史着手分析了提高砼强度,耐久性及可靠性对工程质量的重要性,提出砼高性能化的概念及实现砼高性能的方法。

高强混凝土在南京邮电大楼工程中的应用

介绍了Ｃ５０、Ｃ６０高强混凝土的配制及在南京邮电大楼工程中的应用，并对高强混凝土的性能及其应用的技术经济效果进行了分析。

氯化钠、硫酸钠溶液对混凝土抗冻性的影响及其机理

研究了混凝土在质量分数为 3.5 %的氯化钠溶液、5 .0 %的硫酸钠溶液中的抗冻性 .结果表明 ,不同的盐溶液对混凝土抗冻性有不同的影响 .在氯化钠溶液中冻融时 ,混凝土表面产生严重的剥落 ;而在硫酸钠溶液中冻融时 ,质量损失较小 .原因在于氯化钠溶液冻结以后压缩塑性较小 ,而硫酸钠溶液冻结后压缩塑性很大 .在溶液中冻融时混凝土的相对动弹性模量下降比在水中略为缓慢 ,但水灰比 0 .2 6的混凝土在硫酸钠溶液中冻融后期相对动弹性模量下降很快 ,过早破坏 ,原因在于经过一定时间硫酸盐侵蚀发挥作用以后与冻融破坏产生交互作用 .