PCCP外层防护用复合材料的力学性能研究

基于预应力钢筒混凝土管(PCCP)外层防护水泥砂浆受拉易裂的问题及消纳大宗工业固废和降低水泥碳排放的目的,以赤泥、粉煤灰和矿渣全取代水泥,制备得到了满足低碳及拉伸变形需求的全固废基高延性地质聚合物复合材料(High Ductility Geopolymer Composites,HDGC)。通过改变前驱体相对含量,探究了HDGC的宏观和细观力学性能、微观形貌及应变硬化能力。结果表明:HDGC的抗压强度随赤泥掺量的增加而减小,随矿渣掺量的增加而增强,但抗拉强度与弯曲强度随矿渣掺量的增加先增大再减小;矿渣掺量为20%的HDGC抗压强度不低于45 MPa,抗拉强度与拉伸应变分别大于4 MPa和4%;HDGC细观力学参数均随矿渣掺量的增加而增大,其强度指数和能量指数高于推荐阈值,拉伸应变硬化能力显著。

高延性地质聚合物复合材料性能及微结构研究进展

基于桥联法则理论、经微观力学设计而成的高延性水泥基复合材料(HDCC)以其拉伸荷载下具有的多缝开裂和应变硬化性能而优于普通混凝土,然则其发展仍受制于高制备成本及碳排放。近10年来,绿色经济性地质聚合物/碱激发材料与纤维复合增韧的高延性复合材料(HDGC)得到研究与发展。本文在概述地质聚合物/碱激发材料反应机理及HDCC材料设计理论的基础上,主要综述了HDGC基本性能与微结构的已有最新研究进展。研究表明,制备HDGC具有可行性且制备的HDGC表现出高延性复合材料所具备的力学响应特点,包括压缩、拉伸应变硬化、界面微观力学、弯曲、抗冲击性能等。然而,受材料组成复杂等因素影响,HDGC力学和微结构依赖于地质聚合物/碱激发材料基体化学性质的改变。HDGC同时具有更小的裂缝宽度而利于材料自修复、较大收缩值以及潜在的良好耐久性。此外,基于有限研究,对比了HDGC与HDCC的相似与差异,以期更好地了解地质聚合物/碱激发材料被用作HDCC替代品时应注意的条件。最后进一步对HDGC存在的问题和研究方向做出了总结与展望。

珊瑚骨料混凝土性能及微结构的研究进展

海洋工程混凝土是发展海洋经济的重要基础支撑,远洋岛礁工程"就地取材",即采用珊瑚等物料进行建设,是海洋土木工程研究的必然追求。珊瑚骨料与普通砂石骨料、轻集料在组成、结构及性能等方面存在明显差异。本文阐述了珊瑚骨料特性对混凝土工作性能、力学性能、体积稳定性能、耐久性能及微结构的影响,指出了珊瑚骨料混凝土存在强度不足、脆性大和抗蚀差等问题,并针对适合海洋环境的高强度、高韧性和高耐久的珊瑚骨料混凝土的研究开发进行了展望。

高炉重矿渣作为细骨料对水泥砂浆性能的影响

测试了高炉重矿渣和重矿渣砂的组成、结构和性能,对比研究了重矿渣砂和天然河砂对水泥砂浆工作性能和力学性能的影响,从界面结构和孔结构角度分析了重矿渣砂提高水泥砂浆力学性能的作用机理。结果表明:重矿渣砂主要是由许多表面粗糙的颗粒和一些重矿渣微粉所组成,其粗糙的表面改善了骨料颗粒与基体之间的界面结构;重矿渣砂中重矿渣微粉降低了骨料的空隙率,改善了新拌砂浆的粘聚性和流动性,提高了硬化砂浆的致密性。利用重矿渣砂替代天然河砂可以配制出力学性能更好的砂浆,但会降低砂浆的工作性能。

层状双氢氧化物改善地聚物抗氯离子渗透性能研究（英文）

本文提出利用经煅烧处理的层状双氢氧化物(LDHs)材料的阴离子交换与结构重建特性改善地聚物抗氯离子渗透性能。借助XRD与TEM分析表征了层状双氢氧化物经煅烧和氯离子插层后组成和结构的变化,采用电位滴定仪测试了NaCl溶液浸泡后地聚物样品距表面不同深度处的氯离子浓度演变规律,并通过SEM与MIP研究了煅烧处理的层状双氢氧化物对地聚物微结构的影响。结果表明:层状双氢氧化物经煅烧处理后在NaCl溶液中可通过吸附Cl-实现层状结构复原。煅烧处理的层状双氢氧化物可以提高地聚物的抗氯离子渗透性能,其3%的掺量可以减少地聚物氯离子渗透量44%,且有利于地聚物形成密实的浆体结构。