氯离子−碳化作用下低钙高强熟料水泥混凝土的耐久性能

采用低钙高强熟料水泥和粉煤灰为主要原料制备低钙高强熟料水泥混凝土试件,设置单一氯离子侵蚀、单一碳化侵蚀和氯离子–碳化侵蚀3种机制进行混凝土侵蚀试验。以自由氯离子和总氯离子质量分数为评价指标,分析单一氯离子和氯离子–碳化作用下混凝土试件的抗氯离子侵蚀性能;以碳化深度和pH为评价指标,分析单一碳化和氯离子–碳化作用下混凝土试件的抗碳化性能,并通过氮气吸附法(BET)和扫描电镜(SEM)分析混凝土试件的孔结构和微观形貌特征。结果表明:与单一氯离子侵蚀相比,氯离子–碳化侵蚀作用下混凝土试件内部侵蚀深度基本相同,为20~25 mm,但自由氯离子和总氯离子含量上升、结合氯离子含量下降,最可几孔径增加8.1 nm,孔结构粗化,微观形貌出现不规则的簇状C—S—H凝胶结构和大量的CaCO_(3),孔隙数量增加,连通性增强,抗氯离子侵蚀性能有所下降;与单一碳化侵蚀相比,氯离子–碳化作用下混凝土试件内部碳化深度下降,完全碳化区和部分碳化区深度也有所减小,孔结构细化,微观形貌出现氯离子晶体和Friedel盐,且填充于孔隙中,结构更密实,试件的抗碳化性能增强。

黄河沉积砂对粉煤灰混凝土力学性能及耐久性能的影响研究

黄河三角洲区域长期累积产生的大量沉积砂,对下游地区的生态环境和防洪安全产生了恶劣影响。利用黄河沉积砂部分取代机制砂制备大体积粉煤灰混凝土,改善粉煤灰混凝土的宏观性能,对于减少环境污染、实现资源化利用具有重要意义。研究了黄河沉积砂不同取代率对大体积粉煤灰混凝土力学性能和耐久性能的影响。结果表明,随着黄河沉积砂取代率的增加,混凝土力学性能呈现先增加后降低的趋势,在10%取代率时强度达到最高,在20%取代率时能够达到天然骨料粉煤灰混凝土强度水平。同时,黄河沉积砂取代率超过20%时,粉煤灰混凝土的收缩率增加,相对动弹模量显著降低,过量的黄河沉积砂会对混凝土的抗收缩和抗冻性能产生负面影响,结果可为黄河沉积砂在粉煤灰混凝土中的应用提供理论依据和科学支撑。

固废砂粉再生混凝土力学及耐久性能影响因素

建筑垃圾如混凝土、玻璃和钢材等主要成分已有具体的回收方案,但再生利用过程中作为主要副产物的固废砂粉缺乏有效的回收利用途径。以量大面广的混凝土粉和废弃砖粉为对象,综述了固废砂粉物理、化学性质等因素对再生混凝土力学及耐久性能的影响。结果表明:固废砂粉颗粒的水化反应活性主要受微粉自身特性和配比设计控制;混凝土的水胶比、砂粉的置换比、再生微粉粒径、细度等参数显著影响着再生混凝土的力学及耐久性能。

道路桥梁耐久性能评估及加固技术研究

随着经济的快速发展,交通运输对道路桥梁的需求越来越大,不断提升道路桥梁的运输量和负荷,从而将其耐久性置于重要地位。基于此背景,本文从有效评估和改善桥梁耐久性的角度,提出了前沿的研究方法和技术。首先,针对现行桥梁耐久性评估方法的不足,引入了数学模型以更准确地预测桥梁的耐久性。随后,提出了一种新型的桥梁加固技术,包括恰当的选材,合理的工程设计,和适宜的施工方法,实现桥梁的寿命延长。通过实地数据和试验结果分析,该技术不仅能提升桥梁的耐久性能,降低维护成本,更能提高桥梁在恶劣环境下应对异常情况的能力。这一研究成果可能为道路桥梁的后期维护以及新建设计提供专业的技术参考。

基于响应曲面法的三元地聚合物注浆材料耐久性能研究

为满足复杂地层条件下隧道同步注浆材料耐久性能要求,以粉煤灰、矿渣、偏高岭土等材料制备三元地聚合物注浆材料,并对其耐久性能进行研究。在探究原料物化性质的基础上,采用响应曲面法中Box-Behnken设计耐久性试验,对试验结果进行显著性分析、方差分析以及三维响应曲面分析,结合XRD、SEM和EDS分析地聚合物结石体的微观形貌和水化产物。结果表明:粉煤灰、偏高岭土和矿渣能形成性能互补效应,三者相互作用对注浆材料的侵蚀系数影响显著,可有效增强其抗硫酸盐离子侵蚀能力;预测确定系数R_(pred)^(2)为0.9328,试验相对误差为0.71%,模型精确度高,通过优化获得最佳配合比参数为水泥45.183%(质量分数,下同)、粉煤灰20%、偏高岭土20%、矿渣14.817%;地聚合物注浆材料水化产物主要为方解石、C-A-S-H和N-A-S-H凝胶等物质,这些物质紧密交接,交错生长,形成致密的三维空间网络结构支撑体系,有效增强了材料的耐久性能。研究结果可为三元地聚合物注浆材料耐久性能的后续研究及生产应用提供参考。

外掺料对珊瑚混凝土的力学性能及耐久性能的影响

为了探明外掺料对珊瑚混凝土综合性能的影响,利用粉煤灰和硅灰部分取代水泥,试配C30和C50珊瑚混凝土,对珊瑚混凝土的力学性能和耐久性能进行了试验,并对试验结果及影响规律进行了分析。研究结果显示,在珊瑚混凝土中同时掺入粉煤灰和硅灰,可以显著提高其抗压强度、劈裂抗拉强度及抗硫酸盐侵蚀能力和抗Cl-渗透性能,当两种材料的掺入比例都为10%时效果最好。

双掺陶粒轻质高强混凝土的力学及耐久性能试验研究

通过在混凝土中掺入黏土陶粒和页岩陶粒,使其具备较高强度的同时具有较低的干表观密度和较好的耐久性能,旨在探索制备28 d干表观密度不大于1950 kg/m3、28 d强度不小于50 MPa的轻质高强混凝土(Lightweight High-Strength Concrete,缩写:LWHSC)的方法。同时研究了黏土陶粒和页岩陶粒双掺对轻质高强混凝土抗压强度、干表观密度和耐久性的影响。结果表明,所制备的LWHSC的抗压强度试件破坏形态无异于普通混凝土,但使用黏土陶粒部分替代页岩陶粒可有效降低LWHSC干表观密度;适当增加胶凝材料用量并辅以优化陶粒的双掺比例,对除抗冻性以外的其它耐久性能具有一定的改善作用。研究成果可为认识、优化和开发页岩陶粒和黏土陶粒双掺LWHSC及其在工程中的应用提供参考。

添加剂对水泥混凝土耐久性能的改善机理研究

旨针对添加剂对水泥混凝土耐久性能的改善机理展开研究,通过分析水泥混凝土的组成和结构特点,以及矿物掺合料、缓凝剂和膨胀剂对水泥混凝土性能的影响,揭示了改善水泥混凝土耐久性的关键因素。分别探讨了矿物掺合料、缓凝剂和膨胀剂对水泥混凝土耐久性能的影响与作用机理,矿物掺合料影响了水泥混凝土的流动性、力学性能、抗渗性、抗冻性和收缩性能;缓凝剂对水泥混凝土的流动性、强度、干缩性能和抗渗性能产生影响;膨胀剂则影响了水泥混凝土的力学性能、抗渗性能、抗碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能以及抗冻融循环性能。

矿粉改性高性能混凝土的力学性能和耐久性能研究

以S115矿粉为掺和料,制备了矿粉改性高性能混凝土,通过XRD、SEM、复合盐溶液干湿循环测试等手段,分析了矿粉取代率对混凝土的晶格结构、微观形貌、力学性能和耐久性能的影响。结果表明,适量矿粉的掺入能够加速水泥的水化反应速率,增加网格结构的致密度,从而改善混凝土的微观形貌,提高混凝土的强度。矿粉取代率的增大会降低水泥石前期的强度,显著提高水泥石后期的强度。当矿粉取代率为50%时,养护28 d的混凝土的抗压强度和抗折强度均达到了最大值,分别为52.5和7.4 MPa。矿粉取代水泥后,混凝土在复合盐溶液的侵蚀下相对动弹性模量和质量损失率的下降趋势变得平缓,在30次干湿循环后,矿粉取代率50%的混凝土的相对动弹性模量最高为88%,质量损失率最小为1.6%,抗盐溶液侵蚀性能最佳。混凝土的腐蚀产物主要是针状结构的钙矾石和块状的石膏,这些产物存在于混凝土的孔隙和裂纹中,多次干湿循环后体积膨胀产生了内部应力,生成了深裂纹,最终撑裂混凝土,使混凝土失效。综合可知,矿粉的最佳取代率为50%。

钢纤维自密实混凝土的工作性、力学及耐久性能研究

研究了钢纤维的形状(剪切型、端钩型)、长径比(46.6、53.9)和体积掺量(0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)对自密实混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:相同掺量下,3种类型的钢纤维中,长径比为46.6的端钩型钢纤维自密实混凝土工作性、力学性能均相对较好;随着钢纤维掺量的增加(≥0.6%),自密实混凝土的工作性降低,抗压强度小幅增大,劈裂抗拉强度和轴向抗拉强度显著增大,早期收缩性能和抗裂性能提升,干燥收缩值减小。

纤维增强机场道面混凝土耐久性能研究与评价

对比研究了高强改性聚酯(FC)纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、耐碱玻璃(AR)纤维的掺量(1.0、1.2、1.4 kg/m^(3))对机场道面混凝土抗冻、抗冲击和抗裂性能的影响,并采用TOPSIS综合评价法优选出了最佳的纤维种类和掺量。结果表明:与空白组相比,掺纤维混凝土的抗冻、抗冲击和抗裂性能均有所提高;随着纤维掺量从1.0 kg/m^(3)增至1.4 kg/m^(3),试件的相对动弹性模量、破坏冲击次数比和裂缝降低系数均增大,质量损失率和裂缝总面积均减小;与AR、PVA纤维相比,掺加1.4 kg/m^(3)的FC纤维对混凝土耐久性能的提升效果最好。

磁化水对海工混凝土力学性能和耐久性能的影响

针对实际工程中大掺量矿物掺合料的海工混凝土过早面对恶劣海洋环境而易受到氯盐侵蚀的问题,本文提出使用磁化水代替自来水制备海工混凝土,研究磁化水对海工混凝土不同龄期力学性能和耐久性能的影响规律,并采用压汞仪和扫描电子显微镜对海工混凝土微观结构进行分析。研究表明:磁化水能改善海工混凝土的工作性;与自来水相比,磁化水对海工混凝土的早期力学性能有明显的提升作用,其中养护龄期为7 d的C50海工混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度分别提高了17.9%和16.5%;在不同养护龄期下,磁化水海工混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能均优于自来水海工混凝土;磁化水海工混凝土中胶凝材料反应程度高,裂缝较少,胶凝材料与骨料之间的连接更为紧密,孔隙结构呈现出孔隙率较低、无害孔多和有害孔少的现象,使得磁化水海工混凝土结构更为致密,从而提高海工混凝土的力学性能和耐久性能。

转鼓尺寸对工程机械子午线轮胎耐久性能影响的仿真研究

以445/95R25全钢工程机械子午线轮胎为例,建立工程机械子午线轮胎三维模型,通过橡胶材料应力和应变测试数据拟合而确定最佳的橡胶材料本构模型为Yeoh模型,进行转鼓尺寸对轮胎耐久性能影响的仿真研究。结果表明:在相同充气压力和负荷下,随着转鼓直径的增大,轮胎下沉量减小,与转鼓接触面积增大,周向接触压力分布更均匀,从而使得轮胎肩部应变能密度、Mises应力和剪切应变极值减小;当转鼓直径超过10 m时,转鼓直径对轮胎与转鼓接触特性和轮胎力学性能的影响效应显著降低;转鼓直径从1.7 m增大到3 m时,轮胎肩部应变能密度减小5%,测试的轮胎耐久寿命延长约20%。

沥青路面热反射涂层开发及耐久性能评价

为开发高性能沥青路面热反射涂层,研究了功能填料配比对隔热性能的影响、粘结材料配比对粘结强度的影响以及功能填料掺量对隔热性能和粘结强度的影响,并在此基础上制备热反射涂层,对其耐久性能进行评价。结果表明:不同TiO_(2)和SiO_(2)质量比例下,随着TiO_(2)质量的增加,热反射涂层的隔热性能升高。相同固化剂掺量下,在增韧剂掺量为20%~30%时,粘结强度最大;相同增韧剂掺量下,当固化剂掺量为30%~40%时,粘结强度最大。随着功能填料掺量的增加,热反射涂层隔热性能升高,粘结强度先缓慢降低,后加速降低。根据各组分最佳配比制备热反射涂层,涂层磨耗率随磨耗次数的增加而升高,前期升高速率快;隔热性能随磨耗率的增大而线性减小;抗滑性能随磨耗次数的增加先迅速上升后缓慢下降。

建筑旧桩的桩身材料耐久性能试验研究

对旧桩进行桩身材料耐久性能检测是评估旧桩承载性能的重要方面,也是旧桩再利用的前提。依托上海曹家渡花鸟市场改造工程,对桩身混凝土开展了碳化深度、抗压强度和氯离子含量试验,并检测了混凝土中钢筋的锈蚀程度和抗拉性能。结果表明:随着距桩顶距离的增加,桩身混凝土的碳化深度和氯离子含量均逐渐减小,抗压强度逐渐增大;随着距桩顶距离的增加,混凝土中钢筋的直径、屈服强度和极限抗拉强度均略有减小,但仍满足HRB335级钢筋的强度要求;该工程旧桩满足原位再利用要求。

液压制动软管疲劳耐久性能研究

研究在相同的使用工况下,不同的编织层材料和中层胶厚度对液压制动软管疲劳耐久性能的影响。结果表明:液压制动软管在疲劳耐久试验中失效的主要原因是编织线相互摩擦受损,强度无法承受管路内压力;与编织层采用维纶线相比,编织层采用聚酯线时液压制动软管具有更加优异的疲劳耐久性能;随着中层胶厚度的减小,液压制动软管的屈挠疲劳耐久性能下降。

全钢载重子午线轮胎胎圈耐久性能试验方法的研究

开发一种全钢载重子午线轮胎胎圈耐久性能试验方法,并与目前应用较为普遍的2种常规试验方法进行对比分析。结果表明:采用本试验方法测试全钢载重子午线轮胎胎圈耐久性能时,对胎面进行打磨至花纹沟底0~1 mm,可有效提升轮胎肩部散热效率,试验速度和充气压力更接近目前国内载重轮胎在实际路况下的真实使用状态;与2种常规试验方法相比,本试验方法中轮胎累计行驶时间较长,试验周期较短,试验成本较低,可参考性更好。

大体积水工混凝土抗压强度及耐久性能影响研究

在固定水胶比、矿粉与粉煤灰总掺量的条件下,通过调整掺配比例探究了温度级配和标准养护条件下水工混凝土强度及耐久性能变化特征。研究表明:温度匹配养护能够较早地发挥矿粉与粉煤灰的化学活性,明显加快水化进程促使内部结构更加致密,对于增强水工混凝土强度和抗侵蚀能力具有积极作用。

高性能柴油发动机耐久性能改进策略

本文旨在探讨如何改进高性能柴油发动机的耐久性能。从材料选用、润滑系统优化和热管理控制等方面出发,分析了高强度材料与耐磨性材料的平衡运用、表面处理技术的改进、润滑油性能选择与润滑系统参数优化设计,以及热管理控制下的散热系统和燃烧室温度控制。通过深入讨论这些关键领域,旨在为提升高性能柴油发动机的耐久性能提供有效的改进策略。

矿粉基地质聚合物混凝土的耐久性能研究

利用矿粉作为基质材料,设计6组不同碱激发剂掺量的矿粉基地质聚合物混凝土配合比方案,验证碱激发剂掺量和地质聚合物混凝土抗压强度之间的关系,制备具有高强度的地质聚合物混凝土,并进行耐久性能检测。结果表明:在地质聚合物混凝土中掺入不同比例的硅灰可以增加混凝土的致密性,但对混凝土强度的影响较大;经过200次冻融循环后,矿粉基地质聚合物混凝土的质量损失率达到32%~36%,其相对动弹性模量达到66%~76%;在硫酸盐侵蚀条件下,干湿循环90次后,其抗压强度可达到未干湿循环混凝土抗压强度的76%,具有较强的抗硫酸盐性能;地质聚合物混凝土的碳化深度均小于10 mm,但其抗氯离子渗透仅能达到2643~2897 C,抗水渗透性能达到P8级别,当掺入硅灰后,其抗渗性能达到P10级别。