氯盐与硫酸盐复合侵蚀下钢筋混凝土锈裂行为

为评估海洋、盐湖等环境中钢筋混凝土结构耐久性,通过试验与理论相结合探究氯盐与硫酸盐复合侵蚀下钢筋混凝土锈裂特性。通电腐蚀5%(质量分数)NaCl、5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4)溶液中钢筋混凝土试件,对比分析混凝土表观形貌、钢筋锈蚀特征。设计伴随的混凝土腐蚀试验,类比保护层腐蚀劣化,分析混凝土力学性能。结果表明:硫酸盐的存在改变胀裂前混凝土形貌,使得单一氯盐侵蚀下的“白须”消失,表面粉化并出现盐结晶,延长胀裂时间;复合侵蚀下钢筋锈蚀率低于单一氯盐侵蚀,二者均显著低于法拉第定律理论值;锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率线性相关,硫酸盐的存在增大裂缝随钢筋锈蚀发展的速率;通电环境中,受腐蚀混凝土的抗压强度先升高后降低,劈裂抗拉强度不断降低。提出受腐蚀混凝土的抗拉强度演化经验公式。在经典锈胀模型的基础上考虑锈蚀产物对裂缝的填充作用,并将硫酸盐的影响考虑至混凝土抗拉强度、钢筋腐蚀电流密度中,建立复合侵蚀下钢筋混凝土胀裂时间预测模型,并验证了模型的有效性。

矿物掺合料对3D打印水泥基材料性能的影响

通过将粉煤灰和硅灰分别以单掺及复掺形式掺入3D打印水泥基材料中,研究其对打印材料工作性能及力学性能的影响。结果表明:粉煤灰的掺入能够提高打印材料的流动度,但降低其可建造性;而硅灰的掺入效果则相反;不论单掺还是复掺,矿物掺合料的加入均会导致打印材料凝结时间出现不同程度延长;对于力学性能,粉煤灰的掺入会导致打印材料的抗压和抗折强度降低,而硅灰的掺入则会提高其力学性能;通过打印试样与浇筑试样的力学性能对比发现,由于打印工艺缺陷导致相邻打印长丝之间结合欠佳,产生孔隙,使得打印试样的强度低于浇筑试样,尤其对抗压强度影响显著。

速凝3D打印水泥基材料的制备

分别以快硬硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作为基本胶凝材料,辅以减水剂、促凝剂、体积稳定剂等,制备了2个系列的速凝3D打印水泥基材料,以期实现快速打印。实验结果表明,制备的速凝3D打印水泥基材料能够将凝结时间控制在5~20 min;打印试件建造性能良好,整体变形量<5%,最底层变形量<10%;具有较高的早期和后期强度,模拟打印试样强度损失率不超过15%,满足建筑3D打印材料对于工作性能和力学性能的要求。

3D打印混凝土材料及性能测试研究进展

近年来,3D打印技术越来越多地受到人们的关注,其在建筑领域的研究与应用正成为世界范围内的热点研究课题之一。在对建筑3D打印材料工作性能及力学性能等方面应包含的相关评价指标内容进行论述的基础上,重点介绍了3D打印混凝土材料在流动性、可挤出性、可建造性、凝结时间及力学强度等性能指标的调整方式及其测试方法方面的国内外研究进展。最后阐述了目前建筑3D打印所存在的主要问题,为未来3D打印建筑技术的研究与发展提供参考。

纤维对3D打印水泥基材料力学性能的影响

将不同长度的PVA和玄武岩纤维分别以单一及混合形式掺入3D打印水泥基材料中,研究了纤维种类、长度、混合形式等对打印材料力学性能的影响规律。研究结果表明,PVA及玄武岩纤维的掺入均有助于提升打印材料的抗折强度;对于PVA纤维,以6mm和12mm长度的PVA纤维复掺后,对打印材料的力学性能提升效果最佳;玄武岩纤维则是以6mm长度纤维单独掺加时效果更好;将这两种纤维复掺后,与单一种类纤维掺入时相比,打印材料力学性能并未得到改善。两种纤维对3D打印水泥基材料的力学性能影响比较结果表明,在掺入长度为6mm和12mm的PVA纤维后,打印材料的力学性能更优;相较于浇筑试样,打印试样各龄期下的抗压和抗折强度均有下降,特别是对28d抗压强度影响较为明显。