双壳层结构氯离子结合陶砂对海砂砂浆性能的影响

为控制混凝土内源型氯离子的危害,对核壳结构氯离子结合陶砂进行了研究,采用掺纳米二氧化硅(NS)水泥浆对核壳结构陶砂进行包裹,形成双壳层结构氯离子结合陶砂,并对其控制陶砂中结合的氯离子向外迁移的作用进行了研究。首先制备了以Fe_(2)O_(3)、Ca(OH)_(2)和Al_(2)O_(3)为芯料,赤泥、粉煤灰、黏土、石英为壳料,通过1200℃、1 h烧制而成的陶砂(简称CAF陶砂),当Fe_(2)O_(3)等摩尔取代1%Al_(2)O_(3)的CAF陶砂(简称CAF1陶砂)在氯盐溶液中浸泡56 d时,氯离子结合量达到172.75 mg/g。将1%NS取代率的水泥浆包裹CAF1陶砂表面形成双壳层陶砂,按20%掺入到未洗海砂砂浆中,28 d时,抗渗强度为0.3 MPa。砂浆中氯离子含量随离陶砂颗粒距离增大而减少,证明海砂中的氯离子前期被陶砂结合,并较为稳定地固定于陶砂中。

再生骨料透水混凝土力学和透水性能研究

文中制作不同水灰比和再生骨料添加量的再生骨料透水混凝土试件,经标准养护28 d后,对试件进行立方体抗压强度和透水性能测定。结果表明,随着水灰比的增加,透水混凝土试件的抗压强度和透水率均为先增加后减小;随着再生骨料添加量的增加,抗压强度不断减小而透水性能变化不大。最终确定水灰比为0.25、再生骨料添加量为15%、骨胶比为1?4、添加1.5%减水剂和6%硅粉为再生骨料透水混凝土的最佳配比,该结论为再生骨料透水混凝土的应用提供了技术支持。

粉煤灰对渠道用混凝土抗冻及抗冲磨性能的影响

新疆北疆地区混凝土渠道冻胀及冲刷磨损严重,渠道用混凝土成本偏高,为合理利用新疆地区粉煤灰资源,保证装配式渠道用混凝土抗冻及抗冲磨性能,本文制备了粉煤灰掺量分别为胶凝材料的0%(质量分数,下同)、10%、20%、30%的混凝土,同时结合装配式混凝土渠道企业生产用配合比,对混凝土进行力学性能、冻融循环、冲刷磨损试验。结果表明:混凝土3、7 d的力学性能随粉煤灰掺量的增加而降低,粉煤灰掺量为10%的混凝土28 d力学性能最优,达57.8 MPa;混凝土抗冻性能随粉煤灰掺量的增加呈先增大后减小的趋势,粉煤灰掺量为20%的混凝土抗冻性能最佳,与未掺粉煤灰的混凝土相比,粉煤灰掺量为10%、20%的混凝土抗冻性能均有所提升;混凝土抗冲磨性能随粉煤灰掺量增大呈先上升后下降趋势,粉煤灰掺量为10%的混凝土抗冲磨性能最好,与未掺粉煤灰的混凝土相比,其抗冲磨性能提升了约12%,表明粉煤灰对混凝土抗冻及抗冲磨性能有较明显的改善作用。

基于三维形貌的水工混凝土抗冲磨性能评价与预测

用机械探针测绘了水下钢球法试验中混凝土试件(水胶比分别为0.3、0.4、0.5)在不同冲磨时间(24~120 h)下的三维磨蚀形貌,并计算了磨蚀深度、磨蚀体积和分形维数,在此基础上,用投影寻踪回归(PPR)软件建立了考虑水胶比和冲磨时间的混凝土磨蚀损伤预测模型。结果表明:在水下钢球法试验条件下,混凝土表面形貌与冲磨时间及空间位置有关,可分为损伤区、过渡区和完好区;机械探针法能够较好地表征混凝土的冲磨时变行为;随着冲磨时间的延长,试件的磨蚀深度、磨蚀体积不断增大,分形维数增至2.60左右时逐渐趋于稳定;随着水胶比的增加,试件的磨蚀深度、磨蚀体积和分形维数均增大;建立的混凝土磨蚀损伤预测模型的计算精度较高,可为实际工程中水工混凝土的抗冲磨性能评价及寿命预测提供参考。

水下修复材料的黏结强度与变形性能研究进展

介绍了常用的几种水下修复材料的性能,分析了其作用机理,强调了黏结强度和变形性能的重要性,指出了各水下修复材料在接缝修复中存在的问题及优缺点,并提出了未来重点研究方向。

矿物掺合料抗冲耐磨混凝土性能比对试验研究

为了研究矿物掺合料对混凝土性能的影响,对掺硅粉混凝土、掺HF外加剂混凝土、复掺硅粉和HF外加剂混凝土的拌合物性能、抗压强度、抗冲耐磨性能以及收缩性能进行比对试验,分析了几种不同组合下抗冲耐磨混凝土性能的差异。结果表明:混凝土中掺入硅粉或HF外加剂都能够提高混凝土的力学性能及抗冲磨性能,增长幅度随着硅粉和HF外加剂掺量的增加而增加;硅粉混凝土的早期收缩变形大,HF外加剂对混凝土的干缩变形性能没有明显影响;复掺HF外加剂和硅粉可以显著提高混凝土的力学性能及抗冲磨性能,发挥了硅粉和HF外加剂各自的优势,HF外加剂的加入可以改善硅粉对混凝土拌合物和易性的影响,但并未全面遏制硅粉混凝土收缩变形大的劣势,后期还应考虑通过其他手段来减小混凝土的收缩变形,提高混凝土的抗裂性能,以期获得更好的应用效果。研究成果可为硅粉混凝土、HF混凝土、复掺硅粉及HF外加剂在水利水电工程的抗冲耐磨混凝土中的应用提供参考。

水下不分散混凝土的配制及性能影响

采用单一变量法和正交试验法,探究了水胶比、絮凝剂掺量和粉煤灰掺量对水下不分散混凝土流动性、抗压强度及抗渗性能的影响。结果表明:絮凝剂掺量对混凝土流动性影响最大,为保证施工时混凝土有较好的流动性,絮凝剂掺量不宜过多,采用粉煤灰适量取代水泥,能节约经济成本,提高混凝土的流动性。水胶比对混凝土抗压强度和抗渗性能的影响最大,当水胶比为0.39、絮凝剂掺量为3.0%、粉煤灰掺量为15%时,水下不分散混凝土的抗压强度与抗渗性能最高。

基于神经网络纳米海工混凝土电阻率预测

为探究神经网络对混凝土电阻率预测的可行性,文中通过wenner四电极法测量Cl-侵蚀和干湿循环耦合作用下纳米混凝土的电阻率,利用BP神经网络和Elman神经网络对电阻率测量结果进行预测。预测结果表明,BP神经网络的预测效果要优于Elman神经网络,BP神经网络的预测误差更低,其输入和输出变量之间的相关性更强,在混凝土相关研究中利用神经网络具有一定的实用性。

基于抗裂性能的水工混凝土配合比研究

严寒地区水工混凝土开裂严重影响着工程结构的耐久性能和安全稳定运行,必须采取有效措施保证工程质量。本文利用室内试验研究了不同水胶比对混凝土抗裂性的影响,并结合试验数据提出有效保证抗裂性的最优配合比,为水工混凝土开裂控制及北方严寒地区水利工程的长效运行提供一定技术支持。

样本获取方法对混凝土中氯离子质量分数测定的影响

通过设计混凝土内掺氯离子的试验来消除不同深度处氯离子质量分数差异对测试结果的影响,分析了研磨法、钻孔法以及钻头直径对氯离子质量分数测定结果的影响,并基于假设检验和相对误差分析确定其在混凝土氯离子质量分数测定中的准确度。研究结果表明:虽然研磨法测定的氯离子质量分数结果较为稳定,但是与钻孔法的测定结果相比无显著性差异,为减少对既有结构造成损伤,推荐使用钻孔法进行取样;钻孔法钻头直径对氯离子质量分数测试结果影响很小,在满足相应置信度的推定区间要求下,6,10 mm钻孔直径下推荐的取样数量分别为23个和32个。

骨料特征对水下不分散混凝土性能的影响

利用分形理论结合图像处理方法对骨料的级配和粒形特征进行了定量评价,研究了不同分形维数下骨料特征对水下不分散混凝工作性、抗分散性能、力学性能、气泡特征、抗冻性能的影响。结果表明:随着级配分形维数的增加,水下不分散混凝土的工作性和抗压强度先提高后降低,抗分散性能提高,但抗冻性能降低,气泡间距系数与抗冻性能间存在良好的对应关系;当级配分形维数为2.5时,综合性能相对最佳;随着粒形分形维数的增加,水下不分散混凝土的工作性略有提高,但对抗分散性能、抗压强度、抗冻性能的提高效果不显著。

水工混凝土断裂疲劳性能试验研究

为提升水工混凝土的耐久性能,降低出现断裂及疲劳损伤的概率,文中采用三点弯曲加载断裂试验及疲劳加载试验,进行水工三级配混凝土的断裂性能及疲劳性能研究。结果表明,距离开口裂缝位置越远,水工混凝土的破坏速度越慢。水工混凝土的起裂荷载和失稳荷载均存在一定的离散性,但波动幅度相对较小,均围绕平均值上下浮动,其平均值分别为51.0、76.3 kN。水工混凝土起裂韧度和失稳断裂韧度存在一定的变异性,但是相对较少,在0.94、2.18 MPa·m^(1/2)上下波动。整体上,水工混凝土的疲劳寿命数值相差较大,存在较大的离散性。因此,采用传统的统计学方法分析水工混凝土的疲劳寿命存在不合理,需从概率统计角度研究水工混凝土的疲劳特性。

橡胶微粒掺量对塑性混凝土性能的影响

采用对比试验方法,测试了橡胶微粒掺量为0-14.30%（体积分数,下同）的塑性混凝土工作性、强度、弹性模量、渗透系数.结果表明,当橡胶微粒超量取代膨润土且其掺量达到8.90%之后,塑性混凝土的强度和弹性模量随着橡胶微粒掺量的增加而明显降低;当橡胶微粒部分取代黏土后,塑性混凝土的强度和弹性模量并没有降低,其拌和物的工作性和施工的可操作性得到明显改善;当橡胶微粒超量取代膨润土并部分取代黏土,且其掺量达到8.64%时,塑性混凝土拌和物的工作性及混凝土强度、弹性模量和渗透系数都能满足防渗墙工程设计要求.

不同形状尺寸C20混凝土试件抗压强度的关系

通过大量试验分析了不同形状和不同尺寸混凝土试件抗压强度的相关关系.采用的混凝土试件的形状有立方体、圆柱体及棱柱体,混凝土小试件的横向尺寸为150mm,大试件的横向尺寸为450mm.全部试件采用统一配比、统一养护条件,统一试验龄期(约90d)及统一加载条件来进行加载试验,混凝土强度等级为C20.通过试验发现它们的抗压强度具有较高的相关性.这种相关性可用统一的经验表达式来描述.

水工混凝土表面接触溶蚀特性的试验研究

采用加速模拟试验方法,研究了水工混凝土在一定流速软水作用下的表面接触溶蚀特性,并且利用试验数据,对水工混凝土的表面接触溶蚀耐久性进行了评价.溶蚀砂浆表面的微观测试和孔结构测试结果表明,随着表面接触溶蚀时间的延长,混凝土或砂浆中溶出的物质越来越多;掺入粉煤灰,水泥混凝土溶蚀量增大.

临海既有混凝土氯离子侵蚀及钢筋初锈时间预测

临海混凝土结构承受着荷载和氯盐侵蚀等多种因素的共同作用，工作环境严酷.根据取得的温州市瓯江口一座既有水闸的闸墩混凝土芯样，推定了混凝土的实际配合比；测定了芯样中不同深度处的自由氯离子浓度，分析了在自然环境下该既有水闸闸墩混凝土的氯离子侵蚀规律；基于Fick第二定律和Monte Carlo法，计算了该闸墩混凝土的氯离子扩散系数及钢筋初始锈蚀时间.结果表明：使用5350d的临海水闸闸墩混凝土中存在明显的氯离子对流区，其厚度超过20mm；在多种因素作用下，临海水闸闸墩混凝土抗氯盐侵蚀的性能严重降低，钢筋初始锈蚀的临界氯离子浓度（质量分数）为0.12%-0.18%，其初始锈蚀时间约为3000d；采用Monte Carlo法预测自然氯盐环境下混凝土中钢筋初锈时间是可行的.

既有水工混凝土氯离子扩散系数的时变模型

处于自然含氯环境下的水工混凝土,承受荷载和氯盐侵蚀等多种因素的作用.根据钱塘江河口地区的两座既有水闸的闸墩混凝土中氯离子浓度的检测结果,分析了实际水工混凝土在自然环境下的氯离子侵蚀规律,得出使用30 a的水工混凝土中氯离子最高浓度在距离表面约2 cm处;通过模拟既有水工混凝土并测试氯离子扩散系数,证实了氯离子扩散系数随时间减小的规律;基于既有水工混凝土的测试、模拟和Fick第二定律,建立了包括时间、空间和温度影响因素的既有水工混凝土氯离子扩散系数时变模型.

水下不分散混凝土性能的试验研究

研究了水下抗分散剂、高效减水剂、消泡剂、水灰比等对水下混凝土抗分散性和抗压强度等性能的影响规律。结果表明:随着水下抗分散剂掺量增加,混凝土的抗压强度下降。当水下抗分散剂和高效减水剂复合掺加时,能够提高混凝土抗压强度。掺加消泡剂有利于提高水下抗分散混凝土的工作性和抗压强度。降低水灰比有利于提高混凝土的水下抗分散性和抗压强度。

三级配混凝土及湿筛混凝土单轴动态拉伸性能试验研究

考虑大骨料特性的混凝土动态拉伸性能研究是混凝土坝抗震特性研究的一个突出问题.进行了大坝迎水面常用的三级配混凝土及湿筛混凝土在10-5、10-4、10-3、10-2 s-1四种应变速率下的单轴动态直接拉伸强度试验.试验采用尺寸为250mm×250mm×400mm和150mm×150mm×300mm的棱柱体试件.试验测得不同应变速率下试件的单轴动态拉伸应力和应变.基于试验数据探讨了三级配混凝土及湿筛混凝土的破坏形态、单轴抗拉强度、峰值应力点的应变随应变速率的变化规律.此外,还建立了三级配混凝土与相应湿筛二级配混凝土的动态强度关系.试验结果可为混凝土大坝、海洋平台等的抗震设计提供理论依据.

干燥条件对混凝土强度影响试验研究

采用电热恒温鼓风干燥箱对混凝土试件进行干燥,干燥温度设置为60,85,105,120,150℃,干燥机制设置为持续干燥和间歇循环干燥,观测干燥过程中试件的质量变化;待试件自然冷却后对其进行抗压强度和劈裂抗拉强度试验.结果表明:不同干燥条件下混凝土失水量、干燥时间和干燥状态均不同;混凝土抗压强度随干燥温度的升高呈现先降后升的趋势,而劈裂抗拉强度则基本呈线性减小趋势;相同干燥温度下,间歇干燥后混凝土抗压强度高于持续干燥条件下的相应值,而劈裂抗拉强度低于持续干燥条件下的相应值;105℃下的持续干燥对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度损伤均最小,为合理干燥控制条件.