磁铁矿防辐射超高性能混凝土制备及性能研究

核技术在造福人类的同时,也产生了无处不在的核辐射,而当前的普通防辐射混凝土并不能完全满足安全防护的需要。本文基于最紧密堆积理论,采用不同比例的磁铁矿替换河砂,制备了防辐射超高性能混凝土(UHPC),并对其工作性能、力学性能、微观结构、孔结构,以及γ射线屏蔽性能进行了研究。结果表明,磁铁矿的加入使得UHPC的流动性以及抗压强度略有降低,但降幅较小。随着磁铁矿替换比例的增加,UHPC对γ射线的屏蔽性能明显提高。当磁铁矿替换率为100%(体积分数)时,UHPC的线性衰减系数增大了31.3%,而半值层及十值层均下降了23.8%。与此同时,磁铁矿的加入并未改变水化产物的类型,但可改善UHPC的孔结构,有效降低其孔隙率。

基于湿堆积密度方法优化设计超高性能混凝土

基于最大湿堆积密度理论优化设计超高性能混凝土(UHPC)。首先,设计了25组试验工况,分别计算出每组工况变量与最大湿堆积密度的关系,建立了最大湿堆积密度预测模型。然后,用石英粉部分替代水泥,研究了不同替代率对UHPC流动性、力学性能的影响。结果表明:预测模型与试验结果具有较好的吻合性;UHPC的流动度随着石英粉掺量的增加而增加,且当石英粉掺量为20%时,UHPC的抗压强度和抗折强度最大。此外,生态评价表明,使用石英粉部分替代水泥生产UHPC,可显著降低对环境的影响。

利用模拟海砂制备超高性能混凝土的性能研究

采用3.5%的NaCl溶液浸泡河砂得到模拟海砂,将模拟海砂和真实海砂替代河砂制备出超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC),对不同UHPC的流动度、抗压强度、氯离子扩散系数进行测试。结果表明,真实海砂的加入使UHPC流动度略微降低,替换后具有较高的抗压强度,最高可达130.8MPa,以及极低的氯离子扩散系数;模拟海砂的加入有利于早期强度的提高,但后期强度略有降低。海砂UHPC具有较高的力学性能和耐久性,预期可应用到实际工程中。