粗集料对超高强混凝土徐变的影响

徐变是混凝土固有的时变特性,对混凝土结构和构件的受力及长期服役性能有着重大影响。以粗集料为切入点,研究粗集料的掺量、粗集料最大粒径以及粗集料与基体性质协调性等因素对超高强混凝土的力学性能和徐变性能的影响。结果表明:掺粗集料的超高强混凝土徐变明显小于不掺粗集料的混凝土,掺粗集料可有效降低超高强混凝土的徐变,但减小粗集料的最大粒径对徐变无明显抑制效果。此外,超高强混凝土并非强度越高徐变越小,其徐变的大小主要受超高强混凝土强度与弹性模量的协同发展程度的影响。通过修正FIB MC2010模型,建立了适用于超高强混凝土的徐变预测模型。

葡萄糖酸钠对大掺量石灰石粉水泥浆体水化行为的影响

为了研究葡萄糖酸钠对大掺量石灰石粉水泥浆体水化行为的影响,采用等温量热测试、X射线衍射测试、热重测试研究了胶凝材料体系的水化进程、水化产物种类与含量的变化;并采用相边界成核与生长模型探究了葡萄糖酸钠作用下大掺量石灰石粉水泥水化产物成核与生长机制。结果表明:葡萄糖酸钠能够延缓大掺量石灰石粉水泥的水化,减少水化产物的生成,从而降低其水化程度;另外,葡萄糖酸钠能够降低水化产物早期成核与生长的速率,减小水化产物早期在相边界成核与生长的面积。

磷石膏植生混凝土的制备及性能研究

传统护坡由于资源消耗量大、植被存活率较低等问题,正逐步被植生混凝土护坡取代。用固体废弃物磷石膏制备植生混凝土,可提高其综合利用率,减少不可再生资源消耗,还能改善混凝土的植生性能。试验以磷石膏掺量和设计孔隙率为变量,研究磷石膏对植生混凝土抗压强度、实际孔隙率、透砂率、碱度的影响。结果表明,磷石膏植生混凝土的抗压强度随设计孔隙率的增大而减小;当设计孔隙率不变时,抗压强度随磷石膏替代率的增大而减小,7 d抗压强度可达9.0 MPa,28 d抗压强度可达13.7 MPa;磷石膏植生混凝土总孔隙率磷石膏替代率的增加而减小;掺入磷石膏可使植生混凝土的p H值最低降至9.4。

基于电化学阻抗谱的石灰石粉硬化水泥浆体孔结构演化研究

为了研究大掺量(质量分数为20%以上)石灰石粉硬化水泥浆体的孔结构演化行为,本文基于电化学阻抗谱(EIS)、压汞(MIP)测试分析,探究大掺量石灰石粉对硬化水泥浆体EIS拓扑结构和孔结构参数的影响规律,并建立大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的微观结构等效电路,研究等效电路中元器件和孔结构参数之间的关系。结果表明:随水化龄期的延长,石灰石粉掺量对EIS拓扑结构参数中Bode角和θ_(max)的影响规律显著,大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的孔径分布整体由大孔和毛细孔向过渡孔和凝胶孔发展演化;另外,EIS等效电路中电阻随硬化水泥浆体中毛细孔含量的增加而减小,电容随硬化水泥浆体中凝胶孔含量的增加而减小。

三乙醇胺对水泥-石灰石粉胶凝材料体系水化特性的影响研究

为了研究三乙醇胺对水泥-石灰石粉胶凝材料体系水化特性的影响,采用了等温量热、X射线衍射、热重等测试方法探究了三乙醇胺作用下胶凝材料体系的水化进程和水化产物的演化;并采用相边界成核与生长模型探究了三乙醇胺作用下胶凝材料体系的水化动力学过程。结果表明:三乙醇胺能够加速水泥-石灰石粉胶凝材料体系的水化,增加水化产物的生成,从而增加了其水化程度;另外,三乙醇胺能够增加水化产物早期的成核与生长速率,减小水化产物早期的相边界成核与生长面积。

水工混凝土的超疏水仿生构建及微观机理

将有机异辛基三乙氧基硅烷(TS)与无机纳米二氧化硅复合,通过“二元协同”仿生方法,制备了整体超疏水水工混凝土,探究了TS掺量和养护条件对混凝土力学性能和疏水性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)分析了材料的微观形貌、物相组成和疏水改性机理。结果表明,养护条件对混凝土疏水性影响较大,在自然养护条件下,当TS掺量达到3%(质量分数)后,混凝土均呈现出超疏水状态,最大接触角为155.6°。纳米粒子的掺入促进了水泥水化,提升了试件的抗压强度。改性后的水工混凝土具有良好的疏水性,288 h浸水吸水率下降了68.8%。

抗裂材料对洞渣砂输水隧洞混凝土强度、变形和抗裂性能的影响

研究了KLJ-1型抗裂剂和轻烧氧化镁两种抗裂材料对洞渣砂输水隧洞混凝土强度、变形和抗裂性能的影响。使用水化量热仪和XRD分析了抗裂材料的作用机理,结合压汞仪(MIP)和扫描电镜(SEM)分析了抗裂剂对混凝土孔隙结构和微观形貌的影响。结果表明:洞渣砂混凝土的强度满足C25的设计要求,且两种抗裂材料提高了洞渣砂混凝土的强度。抗裂材料降低了混凝土的干燥收缩,标准养护下掺KLJ-1型抗裂剂混凝土无明显膨胀。抗裂材料提高了洞渣砂混凝土的抗裂性能,其中KLJ-1型抗裂剂减少了裂缝数量和面积,轻烧氧化镁降低了裂缝宽度和面积。KLJ-1型抗裂剂使水泥水化的C-S-H凝胶分布均匀,轻烧氧化镁水化使体积发生膨胀,两者都改善了混凝土孔结构,使混凝土更加密实。

石墨烯水泥基复合材料的压敏性能研究

为监测水工混凝土结构的健康状况,制备了自感知石墨烯水泥基复合材料。通过SEM和XRD等对石墨烯水泥基复合材料进行了微观分析,并利用四电极法测量了不同石墨烯掺量复合材料在破坏荷载、循环荷载以及不同相对湿度下的压敏性能。结果表明,石墨烯在水泥基体中分散形成导电网络且石墨烯并不会参与水泥水化反应;复合材料电阻率的降低符合渗流理论;破坏荷载作用下,复合材料电阻率表现出“下降-平衡-剧增”的变化趋势;循环荷载作用下,石墨烯掺量为1.8%、2.0%和2.4%的复合材料表现出良好的压敏性能并在0、50%、70%和90%的相对湿度下具有稳定性和重复性。

基于均匀试验法的清水混凝土清水效果影响因素研究

通过均匀试验法研究了水胶比、胶凝材料用量、矿渣掺量、砂率对清水混凝土清水效果的影响,以混凝土表面色差、气孔率、裂缝率为指标,建立了量化评价清水混凝土清水效果的方法,使用二项式逐步回归分析建立了清水混凝土配合比参数对清水效果影响的方程,并得到最优配合比。结果表明,水胶比对清水混凝土清水效果影响最大,胶凝材料用量次之,砂率主要影响混凝土的表面气孔率和表面裂缝率,矿渣掺量对清水效果没有明显影响;清水效果最好的配合比为水胶比0.43,胶凝材料用量475 kg/m^(3),矿渣掺量25%,砂率0.40。

石灰石粉掺量对混凝土中钢筋脱钝临界氯离子含量的影响

本工作研究了不同石灰石粉掺量(10%、20%、30%,质量分数,下同)对钢筋脱钝临界氯离子含量的影响,对混凝土试件进行干湿循环处理以加速氯离子渗透,同时采用半电池电位和电化学阻抗谱分别测定了钢筋的自腐蚀电位和腐蚀电流密度。结果表明,临界氯离子含量随着石灰石粉掺量的增加而减小,这主要是因为石灰石粉的掺入导致水泥含量降低,从而使混凝土孔隙液pH值降低。XRD分析表明石灰石粉的掺入抑制了单硫型水化硫铝酸钙(AFm)相的生成,从而降低了水化产物的氯离子结合能力。腐蚀电流密度的变化趋势服从三参数Weibull分布,其概率密度可以表征钝化膜破裂的速率,随着石灰石粉掺量的增加,钝化膜破裂速率增加。

高掺量粉煤灰水泥胶凝材料的水化性能研究

用ＴＭＳ－ＧＣ，ＸＲＤ，ＤＴＡ，ＳＥＭ等方法研究了高掺量粉煤灰水泥胶凝材料的水化性能；分析了粉煤灰掺量、激发剂等对高掺量粉煤灰水泥胶凝材料水化性能的影响，并与硅酸盐水泥的水化性能进行了对比．结果认为：高掺量粉煤灰水泥的水化速度低于不掺灰的硅酸盐水泥的水化速度，但后期增长较快；激发剂能加快高掺量粉煤灰水泥的水化速度．

大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土耐久性研究

研究了大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土的碳化、抗钢筋锈蚀和抗侵蚀性能以及试验采用的CO2浓度对评价大掺量低质粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响.结果表明,掺激发剂的大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土具有良好的抗碳化和抗钢筋锈蚀性能,大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土的抗侵蚀性能优于普通对比混凝土,碳化试验采用的CO2浓度对评价大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土抗碳化性能具有较大影响.

冻融与碳化交替作用下的混凝土性能试验

为了研究冻融与碳化同时作用下混凝土的耐久性,采用冻融和碳化交替作用的方法对不同水胶比、不同粉煤灰掺量的混凝土进行抗冻性能和抗碳化性能试验。试验结果表明:冻融与碳化交替作用下混凝土碳化深度不再服从时间的二次方根的发展趋势,而是随着交替次数的增加发展得更快;冻融作用所占比例越大,混凝土损伤越快,碳化也越严重。

阳离子类型对混凝土中钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响

选用4种常见化冰盐KCl,NaCl,CaCl_2和MgCl_2,应用半电池电位法、电化学阻抗谱、电化学滴定与X射线衍射分析等方法,研究了阳离子类型对混凝土中钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响,利用半电池电位和腐蚀电流密度分别判定钢筋的起始腐蚀.结果表明:阳离子类型影响临界氯离子浓度,临界氯离子浓度的相对大小与其表征形式有关.以游离氯离子质量分数表征时,w_f(MgCl_2)<w_f(CaCl_2)<w_f(NaCl)<w_f(KCl);以c(Cl^-)/c(OH^-)表征时,c_(KCl)(Cl^-)/c_(KCl)(OH^-)≈c_(NaCl)(Cl^-)/c_(NaCl)(OH^-)<c_(CaCl_2)(Cl^-)/c_(CaCl_2)(OH^-)<c_(MgCl_2)(Cl^-)/c_(MgCl_2)(OH^-);以总氯离子质量分数表征时,w_t(KCl)≈w_t(NaCl)<w_t(MgCl_2)<w_t(CaCl_2).

钢筋锈蚀氯离子临界浓度研究进展

鉴于钢筋锈蚀氯离子临界浓度对钢筋混凝土结构的使用寿命有很大影响,从钢筋锈蚀氯离子临界浓度的表达形式、测试方法、影响因素等方面对国内外氯离子临界浓度的研究进展进行综述,给出了已有研究成果得到的氯离子临界浓度值和有关国家标准中限定的氯离子浓度,提出氯离子临界浓度的影响机理、测试方法、影响因素的耦合作用、计算模型和提高方法等有待进一步研究的问题。

混凝土抗氯离子渗透性试验方法比较研究

采用ASTMC12 0 2、稳态电迁移方法和电导方法 ,对掺各种掺合料的混凝土及普通混凝土、轻骨料混凝土进行抗氯离子渗透性研究 .结果表明 ,ASTMC12 0 2在多数情况下具有较好的适用性 ,特别适用于不掺掺合料的中等强度普通混凝土 ;

石墨烯水泥基复合材料的电导率研究

为提高水泥基材料的导电性,制备了石墨烯水泥基复合材料。利用四电极法测试复合材料的电导率,研究石墨烯掺量、水灰比、养护龄期和含水量对体系电导率的影响。并通过扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的微观形貌。结果表明:体系电导率随石墨烯掺量的变化符合渗流理论,进一步运用Logistic函数来描述石墨烯水泥基复合材料电导率与石墨烯掺量的关系。微观分析表明体系的电导率主要取决于水泥基体中石墨烯的分布和接触情况。当石墨烯掺量超过渗流阈值后,养护龄期和含水量对体系电导率影响不大。

桥梁承台大体积高性能混凝土试验研究

结合天津海河开启桥承台大体积混凝土的设计要求,对承台高性能混凝土进行配合比设计,研究承台高性能混凝土的拌合物性能、力学性能、干缩、绝热温升和抗渗、抗冻、抗氯离子渗透、抗硫酸盐腐蚀性能。制备的承台大体积混凝土的主要技术指标均达到设计要求,并在天津海河开启桥承台大体积混凝土施工中得到成功应用。

石灰石粉水泥基材料的研究与应用进展

从石灰石粉水泥基材料的作用机理、性能、应用技术标准和工程应用等方面对国内外石灰石粉水泥基材料取得的进展进行综述,提出单掺石灰石粉水泥基材料中石灰石粉的作用机理、时变行为和性能调控方法等有待进一步研究的问题。

阳离子类型对粉煤灰混凝土中钢筋锈蚀行为的影响

选用4种常见化冰盐KCl,NaCl,CaCl2和MgCl2,应用半电池电位法、电化学阻抗谱法等研究阳离子类型对粉煤灰混凝土中钢筋腐蚀行为的影响,利用自腐蚀电位和腐蚀电流密度分别判定钢筋的起始腐蚀。结果表明:阳离子类型对钢筋的腐蚀行为有明显影响;粉煤灰能够有效降低钢筋受氯盐腐蚀的风险。与NaCl和KCl相比,MgCl2和CaCl2能够明显缩短钢筋起始腐蚀阶段寿命,加快钢筋的腐蚀速度。