脱硫石膏-粉煤灰-水泥胶凝体系强度及耐久性能研究

本文介绍了脱硫石膏-粉煤灰-水泥胶凝体系的强度、耐水性、干缩性能及抗碳化性能;通过XRD和SEM分析了此胶凝体系的水化产物和微观形貌。结果表明:脱硫石膏-粉煤灰-水泥胶凝体系有较高的强度和较好的耐水性。该胶凝体系有较好的"收缩补偿"效应,干燥收缩较小。由于碱含量较少,该胶凝体系碳化速度较快。

阳离子单体对聚羧酸减水剂早强性能的影响

合成了阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)引入量不同的聚羧酸减水剂,采用傅里叶红外光谱进行了结构确证。通过水泥净浆流动度、凝结时间、净浆和胶砂抗压强度测试,研究了阳离子单体不同引入量对聚羧酸减水剂分散性、凝结时间和早强性能的影响。通过XRD、TG对作用机理进行了分析。结果表明:DMC引入量占大单体4%时,净浆流动度达到最大值;引入DMC后,净浆凝结时间缩短,净浆和胶砂试件早期抗压期强度明显提高;当引入量占大单体12%时早强性能最好。由XRD和TG分析可知,引入DMC促进了C3S的早期水化,生成较多的水化硅酸钙和氢氧化钙。

大体积混凝土中外加剂的应用

大体积混凝土中外加剂的应用十分普遍,并且经常是多种外加剂的复合使用。通过论述减水剂、缓凝剂及膨胀剂单独使用及复合使用对大体积混凝土性能的影响以及大体积混凝土中广泛应用的矿物掺合料对三种外加剂使用效果的影响,对外加剂在大体积混凝土中的正确应用有重要意义。

葡萄糖酸钠与高效减水剂复合使用对水泥水化历程的影响

用直接测温法及X射线衍射技术,系统研究了葡萄糖酸钠与萘系、氨基磺酸盐系及聚羧酸盐系3种高效减水剂复合使用对水泥水化热、水化温峰、温峰出现时间及不同水化龄期Ca(OH)2和钙矾石(AFt)生成量等方面的影响.结果表明:与糖钙和三聚磷酸钠相比,葡萄糖酸钠及其与高效减水剂复合对水泥水化历程的影响规律明显不同.单掺葡萄糖酸钠使水泥水化第2放热峰出现时间延迟,但温峰值及水化热与空白样基本持平,温峰时的Ca(OH)2生成量增大.复合使用葡萄糖酸钠与高效减水剂时,与不同品种高效减水剂复合使用对水泥水化历程的影响不同.

高效减水剂与缓凝剂复合使用的协同缓凝效应研究

研究了葡萄糖酸钠、糖钙、三聚磷酸钠3种缓凝剂单独使用及其与萘系、氨基磺酸盐系及聚羧酸系3种高效减水剂复合使用对水泥净浆及混凝土拌合物初凝时间和终凝时间的影响。结果表明:固定水灰比时,与单掺缓凝剂相比,缓凝剂与高效减水剂复合使用使水泥净浆、混凝土的初凝时间和终凝时间都进一步延长,存在显著的协同缓凝效应。标准稠度水泥净浆协同缓凝效应明显小于固定水灰比水泥净浆的协同缓凝效应。氨基磺酸盐高效减水剂自身具有一定缓凝性,其与缓凝剂复合时协同缓凝效应最显著。

高延性混凝土弯曲性能的尺寸效应

为了研究高延性混凝土尺寸变化对其弯曲性能的影响,测试了不同尺寸高延性混凝土试件的弯曲强度和弯曲韧性,采用统计学理论对试验结果进行了分析。结果表明:聚乙烯醇纤维增韧高延性混凝土极限弯曲强度及等效弯曲韧性指数都存在显著的尺寸效应,在相同龄期时,等效弯曲韧性指数的尺寸效应更为显著;随着养护龄期的增加,聚乙烯醇纤维增韧高延性混凝土极限弯曲强度和等效弯曲韧性指数的尺寸效应度增大。Ryan-Joiner正态性检验表明,聚乙烯醇纤维增韧高延性混凝土极限弯曲强度及等效弯曲韧性指数均服从正态分布,且随试件尺寸的增大,两者的变异系数均增大,说明聚乙烯醇纤维增韧高延性混凝土极限弯曲强度及等效弯曲韧性指数的尺寸效应符合Weibull尺寸效应统计理论的规律。

无机盐早强剂对高效减水剂与水泥相容性的影响

在混凝土中能提高混凝土早期强度的无机盐应用非常广泛,但这些无机盐的加入对减水剂与水泥的适应性有很大影响。本文采用自磨水泥,通过测试不同掺量NaC l,CaC l2,Na2SO4下水泥净浆扩展度损失和凝结时间,对高效减水剂与水泥的相容性影响进行了试验研究。结果表明:随NaC l,CaC l2,Na2SO4掺量的增加,掺高效减水剂的水泥净浆初始扩展度及30 m in,60 m in扩展度保留值均变小,在掺加质量相同的情况下,其影响顺序为CaC l2<NaC l<Na2SO4。

聚羧酸减水剂在水泥、矿粉和粉煤灰表面吸附行为研究

对比了掺聚羧酸减水剂的基准水泥、矿粉和粉煤灰三种粉料桨体初始流动度和经时流动度,通过吸附量、表面形貌和XPS测试分析作用机理。结果表明,基准水泥吸附量最大,吸附层最厚,因而初始流动度最高,矿粉次之,粉煤灰最小;与萘系减水剂相比,聚羧酸减水剂在低掺量时也有良好的保坍性。

纤维掺量对高延性纤维混凝土早期收缩的影响及收缩模型研究

通过非接触式收缩试验研究了纤维掺量对高延性纤维混凝土早期自收缩、干燥收缩发展变化规律的影响。结果表明:随着纤维掺量的增加,高延性纤维混凝土的自收缩与干燥收缩均有不同程度的下降。基于试验结果,在已有高性能混凝土收缩模型基础上提出了适合高延性纤维混凝土的收缩模型,该模型能较好地反映高延性纤维混凝土的早期收缩发展特征,模拟结果与试验结果吻合良好。

聚羧酸高效减水剂对分选和磨细粉煤灰作用差异研究

为揭示聚羧酸高效减水剂对分选和磨细粉煤灰的作用效果差异,采用净浆流动度法和吸光度法,研究了聚羧酸高效减水剂对两种粉煤灰浆体流动度的影响差异,以及在其表面吸附特征的差异。结果表明,在水灰比为0.4时,磨细粉煤灰浆体没有流动性,而分选粉煤灰净浆流动度为98 mm;但掺入聚羧酸高效减水剂后,磨细粉煤灰浆体的流动性明显高于分选粉煤灰;聚羧酸高效减水剂在两种粉煤灰颗粒表面的吸附均符合Langmuir等温吸附方程,且磨细粉煤灰颗粒表面的吸附量远大于分选粉煤灰。

萘系高效减水剂坍落度损失机理及控制措施探讨

萘系高效减水剂(polynaphthalene sulphonate,PNS)属于高分子表面活性剂,通过分析高分子表面活性剂的吸附特点,建立了萘系高效减水剂坍落度损失的动态吸附模型,并采用此模型对控制坍落度损失的措施进行了探讨。

泡沫混凝土发泡剂的复配及改性研究

研究了十二烷基硫酸钠(SDS)与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、动物蛋白复配以及添加聚乙烯醇(PVA)进行改性对发泡剂发泡性能和稳泡性的影响,并通过表面张力和液相黏度测试分析其机理。结果表明,SDS发泡的最佳浓度为1.25%,远高于其临界胶束浓度。动物蛋白与SDS的复配效果优于SDBS与SDS的复配,其最佳掺量为0.3%。在SDS与动物蛋白复配体系中,添加0.002%~0.003%的PVA对稳泡性有明显改善。

粉煤灰对碱激发矿渣胶凝材料耐盐酸腐蚀性能的影响

为了研究粉煤灰对碱激发矿渣胶凝材料耐盐酸腐蚀性能的影响,对不同粉煤灰掺量下碱激发矿渣砂浆在pH=1的盐酸环境中浸泡14 d、28 d和60 d后的外观、质量损失、腐蚀深度、抗压强度和耐蚀系数进行了研究,通过X射线衍射和化学滴定方法对其机理进行了分析。结果表明:碱激发矿渣砂浆在盐酸溶液中浸泡后表面被严重腐蚀,质量与强度损失均很大。粉煤灰的掺入使试块表面被腐蚀情况明显变好,质量与强度损失也明显减少,但粉煤灰的掺入会降低碱激发矿渣砂浆的强度,增大其腐蚀深度。XRD与化学分析的结果表明碱激发粉煤灰中可被盐酸溶出的物质含量较少,因而掺入粉煤灰可以提高碱激发矿渣胶凝材料的耐盐酸腐蚀性能。

钢纤维对高强轻骨料混凝土的增强效果研究

本文采用粉煤灰陶粒和页岩陶粒两种轻骨料,配制成28d抗压强度分别为58.9MPa和64.6MPa的高强轻骨料混凝土。并采用弓形钢纤维增强这两种轻骨料混凝土,试验结果表明,随着钢纤维体积掺量的提高,这两种轻骨料混凝土的抗压、抗折及劈裂抗拉强度均有不同程度的提高,但以劈裂抗拉强度提高幅度最大。

外加剂对脱硫石膏-粉煤灰胶凝体系性能的影响

脱硫石膏和粉煤灰复合制备新型胶凝材料是一种新型体系。研究外加剂对脱硫石膏-粉煤灰胶凝体系的流动性、凝结时间、强度的影响,并通过水化热、X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)对其机理进行分析。结果表明,加入高效减水剂可以明显提高该体系的流动度;掺入萘系减水剂对凝结时间影响较小,掺入1.5%聚羧酸减水剂会出现显著的缓凝现象;掺入缓凝剂(柠檬酸和三聚磷酸钠)可推迟水化温峰出现时间,0.5%掺量时使凝结时间延长5 h以上;掺入2%的激发剂(硫酸铝钾和氯化钙)可以使体系28 d抗压强度分别提高10%和16%。

PNS与葡萄糖酸钠复合使用对初期钙矾石形成的影响

在水泥水化初期,钙矾石的形成对水泥浆体的流动性和流动性经时损失等性能有着重要影响。采用Al_2(SO_4)_3·18H_2O与CaO混合溶液法合成钙矾石,并采用X衍射分析(XRD)和综合热分析(TGA)研究了萘系高效减水剂(PNS)及其与葡萄糖酸钠(SG)复掺时对初期钙矾石(AFt)生成量的影响。测试结果表明,通过溶液法合成的5min试样的XRD图谱中已出现明显的AFt特征峰和CaS_4·2H_2O特征峰。掺入PNS后,XRD图谱中AFt特征峰降低,TGA也表明AFt生成量减少。增加PNS掺量及PNS与SG复掺均会使AFt生成量进一步减少。这些结果表明PNS对AFt的结晶起到了抑制作用,增加PNS掺量及PNS与SG复合使用均会进一步抑制AFt的结晶。

中和与否对聚羧酸减水剂性能的影响及机理分析

聚羧酸减水剂在合成过程中是否中和对产品性能的影响显著。采用净浆流动度、总有机碳分析仪、X射线光电子能谱、红外光谱、动态光散射和Zeta电位仪,研究了聚羧酸减水剂是否中和对其分散性、吸附量、吸附层厚度及初始构象和吸附构象的影响。结果表明,与已经中和的减水剂相比,掺加未中和的聚羧酸减水剂的水泥浆体初始流动度更大、流动度经时损失更小;相同掺量时,未中和聚羧酸减水剂吸附量较低但吸附层厚度更厚,这是由于未中和的聚羧酸减水剂分子在溶液中的初始构象侧链更为伸展,因此吸附后的吸附构象也占据更大的空间,使吸附层变厚,对水泥颗粒的分散性更好。

高孔隙率Ce-TiO_2微粉的制备及其光催化性能研究

以自制Ce离子掺杂的TiO_2纳米粉为前体,通过微波辅助水热法进行空间结构改性,获得改性Ce-TiO_2微粉。所得样品用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮吸附(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)等测试方法表征。结果表明,所制备的微粉具有较高的孔隙率,平均孔径为153.4 nm,比表面积可达到154.9 m^2/g。掺杂Ce离子对微粉的结构没有影响,但是拓宽了TiO_2的可见光吸收范围,使吸收边红移至可见光区域,同时有效的抑制了晶粒长大,阻碍锐钛矿相向金红石相的转变。所制备的高孔隙率Ce-TiO_2微粉在低浓度甲醛溶液中表现出良好的可见光催化性能。

基于扩展度动态测量的水泥浆体流变参数表征

建立了侧面滑移模型,并推导出水泥浆体剪切应力和剪切速率的计算公式。将公式应用到水泥浆体扩展度的动态变化过程,获得浆体扩展度随时间线性变化阶段的“剪切应力-剪切速率”曲线,求得不同水灰比水泥浆体的塑性粘度和屈服应力,并与旋转粘度计的测量值进行了比较。结果表明,随时间延长,水泥浆体扩展速率表现出先慢后快再变慢的特点,并存在快速变化的线性段。扩展度快速变化线性段的塑性粘度与屈服应力经比例系数修正后与旋转粘度计测定值吻合良好。由此说明,对最终扩展度在一定范围(180~320 mm)的水泥浆体,可以通过扩展度动态测量表征浆体的流变参数。

《土木工程材料》精品课程建设的探索与实践

《土木工程材料》课程是土木类专业的重要专业基础课程,建设《土木工程材料》精品课程对促进土木类相关专业建设有重要作用。本文从教学内容建设、师资队伍建设、教学试验建设、土木工程材料陈列室建设、精品课程网站建设等多方面讨论了建设《土木工程材料》精品课程所取得的成果,为今后精品课程建设上升到新的台阶提供了可借鉴的经验。