微波活化粉煤灰的微观结构及粉煤灰-水泥浆体的早期性能

微波辐照是激发粉煤灰活性的一种高效低碳的活化方式,高活性粉煤灰有利于早强混凝土的制备。本工作首先研究了微波辐照温度(600℃、700℃、800℃)对粉煤灰物理化学性能的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其物相组成和微观形貌进行表征,然后研究了活性粉煤灰-水泥浆体的早期性能。研究结果表明:微波辐照促使粉煤灰中的石英相和莫来石相向非晶相转化,极大地提高了粉煤灰的活性。当微波辐照温度为800℃时,与未活化粉煤灰相比,活性粉煤灰非晶相含量从49.13%增加到了58.71%,且28 d活性指数高达94.13%,提高了33.06%。与未活化粉煤灰-水泥浆体相比,800℃微波辐照的粉煤灰-水泥浆体的早期力学性能提升非常显著,其中1 d的抗压强度增加了41.36%。因此,微波辐照活化粉煤灰的合适温度为800℃。

潮湿环境下无机胶凝复合材料对遗址土体的强度修复与机理分析

文章针对遗址土体受雨水、温湿度骤变、盐析等多种复杂环境侵蚀问题,通过修复稳定化手段,改善潮湿环境遗址土体性质。对土遗址进行采集,检测其物理化学性能,并通过使用修复剂对土体进行修复分析,测定其修复前后强度变化,分析修复剂的成分对土体试块的作用影响。实验结果如下:修复后土体力学性能会有显著的上升,试块抗压强度最高提升到2.5MPa,抗折强度提升到0.9MPa;不同修复助剂对试块的抗折和抗压强度的影响不一样,ICMS与ICMC试块比较,ICMS抗压强度提升到2.2MPa、抗折强度提升到0.7MPa,CaSO 4基助剂对土体修复效果更显著。

基于土遗址在潮湿环境下的固化修复研究进展

为推进潮湿环境土遗址的修复研究及构建技术体系,针对复杂病害机理的潮湿环境土遗址保护问题,结合宁波田螺山、井头山等南方典型潮湿环境土遗址的病害情况,总结潮湿环境土遗址病害的主要类型。从锚杆修复土体、裂隙注浆修复、土体盐分控制修复等三方面综述土体修复技术的研究进展,遵循“最小干预原则”,分析不同裂隙修复浆体在土遗址修复作业中的实用性、有效性。结果显示,硅酸钾修复浆体、纳米胶凝材料等改性修复剂可提高土体强度及抗水侵蚀能力。最后对土遗址保护的不同维度提出建议并展望前景。

迁移型阻锈剂在钢筋混凝土中的研究进展

钢筋锈蚀导致混凝土耐久性的降低问题一直受到全世界的广泛关注,迁移型有机阻锈剂可以有效提升混凝土的耐久性,并与混凝土结构有着很好的相容性,且在经济上优于普通掺入型无机阻锈剂。从混凝土工程钢筋锈蚀原因、迁移型阻锈剂的阻锈机理进行分析,进而介绍迁移型阻锈剂的国内外研究情况以及迁移型阻锈剂的性能试验和评价方法,最后就迁移型阻锈剂相关应用的问题进行总结。

阻锈剂在海洋工程高性能混凝土中的研究进展

从海洋工程混凝土结构耐久性和腐蚀的影响因素出发,分析了混凝土钢筋锈蚀的原因和阻锈剂的作用机理,并详细介绍国内外阻锈剂的发展概况以及无机阻锈剂和有机阻锈剂的研究现状。同时,就阻锈剂的评价方法和发展趋势进行了总结。

海洋环境混凝土功能组分优化设计与性能研究

针对海洋环境高性能铁路桥混凝土的耐久性和水化放热问题,通过轴心抗压、电通量、水化热等试验,对级配矿物外加剂与迁移型阻锈剂复合作用的高性能混凝土进行了研究。结果表明:掺入级配矿物外加剂、阻锈剂等功能组分后,通过配合比优化设计,混凝土试件28 d强度比基准组有所提高,钢筋表面的电化学性能得到进一步提升。同时,抗氯离子渗透性能比基准混凝土最大降低了39%,胶凝材料浆体水化热值比基准组降低了37%。当辅助胶凝材料粉煤灰和矿粉掺入量提高时,混凝土力学性能、抗氯离子性能得到进一步改善,水化热中的峰值会降低。复合矿物外加剂的掺量达到22%左右时,混凝土设计的综合性能达到较佳状态。掺入级配矿物外加剂和阻锈剂可以使电通量显著下降,并对混凝土耐久性的提升和水化热的控制具有协同作用。

古建筑木构件的防火处理与性能研究

古建筑具有重要的文化价值和经济价值,是重要的不可再生文化遗产。中国的古建筑以木为主要结构,而木结构的耐火等级低,这就造成了中国古建筑面临了一个极大的隐患——火灾,因此对古建筑木构件的防火处理与性能的研究迫在眉睫。为此,试验选取3种不同的木材和5种不同的阻燃剂作为研究对象,首先对涂覆不同阻燃剂的木材进行表观特征测量,然后分别采用热重分析法和扫描电子显微镜测试技术进行表征测试,最后分析阻燃木材的各种力学性能测试。研究结果表明:喷涂阻燃剂的木材其性能效果均优于未喷涂的木材。特别针对未涂油漆的原木构件,可以采用有机磷杂环阻燃剂或磷—氮类阻燃剂;普通油漆的木构件则适用于磷—氮类阻燃剂,而处理桐油木构件应用磷—氮类阻燃剂或阻燃油。

载体活性炭的预处理以及Ru/AC氨合成催化剂的性能

采用N2低温吸附(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线荧光分析(XRF)、热重分析(TG-DTG)和程序升温脱附(TPD)等表征手段,系统地研究了活性炭载体预处理前后的物理结构、化学组成和表面性质的变化,并考察了活性炭载体负载的钌催化剂的反应性能。结果表明,不同商业活性炭载体的纯度、孔结构(微孔和中孔)、表面形貌以及表面含氧基团(-COOH,-OH和-COOR)存在明显的区别。未处理过的商业活性炭经过高温氢气和硝酸预处理后,其物理与化学表面性质得到了改善,有利于提高催化剂活性组分的分散及催化活性。在475℃下耐热16 h后,钌催化剂仍能保持较高的催化活性。

多功能氟碳防腐涂层的制备及其性能

本文以醇溶性无机富锌为底漆,环氧云铁为中间漆,同时,面漆以FEVE型氟碳树脂为基料,配合多种防锈颜填料,并以陶瓷空心微珠为隔热填料,在钢材表面制备集防腐隔热于一体的多功能涂层。研究了多功能氟碳涂层的力学性能、耐候性能、隔热性能、电化学性能以及微观结构。结果表明:制备的多功能氟碳涂层硬度达3H以上、耐盐雾达5000h,耐人工紫外老化5000h以上;同时,当陶瓷空心微珠的掺入量为10%时,氟碳涂层的隔热效果达到最佳。

无机改性固化剂在南方潮湿环境土遗址中的性能研究

无机改性固化剂(CASH)是一种以纳米硅粉和胶凝材料为主要组分,复合碱性助剂、增凝助剂的潮湿环境遗址土固化剂。基于南方潮湿环境土遗址的水文位置、天然土样基本性能以及现场保护情况,研究不同类型固化剂、掺量等因素对遗址土固化的作用效应,探究了无机改性固化剂在潮湿环境土遗址中修复的可行性。研究结果表明,掺入PS(高模数硅酸钾溶液)能够改善遗址土的力学性能,但组分较为单一且早期固化性能与渗透能力较差;掺入无机改性材料能在潮湿环境土遗址修复中起到更好的效果,在成分上含Si,Al,Ca等多种元素,与遗址原土的成分更为接近,实际应用中不改变土体原有性质;无机改性材料掺入量在10%~15%的范围内,掺入比越高,土体性能指标的增幅效果越明显,具有一定的应用研究价值。

溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅及原位改性

采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅,并成功进行了γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH570）原位改性。采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、透射电镜（TEM）、激光粒度仪等方法对产物的结构和形貌进行了表征。结果表明：制备的纳米二氧化硅粒径大小为25-40 nm,类球形,粒度分布均匀,且有一定的结晶度;正硅酸乙酯（TEOS）8 mL/min的进料速度为该体系条件下二氧化硅转化率达到100%的最大进料速度;酸性（pH=3）与碱性（pH=9）改性条件相比,前者改性后的纳米二氧化硅边界不清晰,易粘连和团聚,而后者相反;KH570与二氧化硅物质的量比为20%时改性效果最佳,改性后物质在老化温度为60℃条件下在二甲苯中能够稳定750 h,并对相关反应机理进行了探讨。

基于动态压磁的锈蚀钢筋疲劳特性的试验研究

为了解决传统锈蚀钢筋疲劳性能研究中检测方法有限、评估疲劳损伤困难等不足,研究一种新型的基于压磁效应的无损检测方法.通过对28根不同锈蚀率下的加速锈蚀钢筋进行轴向拉伸疲劳试验,研究疲劳损伤过程中压磁信号的演变规律,挖掘压磁信号与钢筋锈蚀程度之间的关系.试验结果表明:压磁信号对钢筋疲劳损伤有较好的敏感性,结合磁感强度值时变曲线、磁感强度-应变滞回曲线等压磁信息,能够反映钢筋的疲劳损伤累积过程、锈蚀程度及塑性状态.试验成果为结构的损伤评估和寿命预测提供了一个有效的无损检测方法.

锈蚀钢筋在疲劳荷载作用下压磁场分布研究

针对锈蚀钢筋的疲劳损伤与寿命评估中的难度大、精度低等问题,引入压磁检测技术,对锈蚀钢筋疲劳过程中的压磁场分布进行检测,从宏观与微观相结合的角度分析压磁场分布与疲劳损伤之间的联系。试验结果表明,锈蚀钢筋的压磁场分布能够反映疲劳损伤的演变规律,疲劳后期非线性特征加剧,锈蚀率及应力幅越大则变化越为明显,磁感强度值、磁场分布梯度、"反转"现象等均有助于进行疲劳损伤评价与寿命预测。研究结果可为压磁无损检测技术在钢筋混凝土结构中的应用提供依据。

河道淤泥电渗-固化室内试验研究

为达到河道淤泥的排水减量和加固强度要求,缩短加固处理工期、降低综合处理成本,进行单一电渗、单一固化、模拟电渗-固化的室内对比试验,研究不同通电电流、不同固化剂掺入比、固化龄期等因素对宁波河道淤泥加固效果的影响。同时结合扫描电镜探究了加固土的微观特征变化,并进行加固机理分析。研究结果表明:采用较低的通电电流可降低综合处理成本、处理效果更均匀;固化剂掺入比在6%~10%的范围内,掺入比越高,电渗-固化联合处理相对于采用单一固化加固能够提升的强度幅度更明显;采用相同的固化剂掺入比,电渗-固化联合处理更有利于胶结物和水化产物的生成,电渗排水作用对固化土后期强度增长起到重要作用。

深水半潜式平台结构关键节点疲劳破坏机理试验研究

深水半潜式平台结构在深海环境荷载及作业动荷载的作用下容易产生疲劳损伤累积,加速疲劳裂纹扩展,导致结构发生疲劳破坏。对深水半潜式平台横撑部位的两类关键节点进行了疲劳试验研究,分析了关键节点的疲劳破坏现象、疲劳破坏过程以及疲劳裂纹扩展规律。试验结果表明:应用规范给出的裂纹扩展模型和参数估算关键节点的疲劳寿命低于试验所得的疲劳寿命,说明应用规范给出的裂纹扩展模型和参数估算节点的疲劳寿命比较安全;根据疲劳试验结果建立的关键节点的S-N曲线参数与DNV规范给出的较为吻合;关键节点焊趾处的ε-N关系曲线可以反映出关键节点疲劳破坏的三个阶段破坏规律。研究结果为有效地预测平台结构关键节点的疲劳损伤程度,及时进行维修加固延长结构的使用寿命提供参考。

不同电流密度下混凝土裂缝电沉积产物的分布特性

选用ZnSO_4作为电沉积溶液,以混凝土裂缝处电阻及裂缝填充深度为评价指标,研究电流密度对电沉积修复钢筋混凝土裂缝效果的影响及对沉积物矿物成分和微观形貌的影响。研究结果表明:经过电沉积修复36d,混凝土试件电阻显著增加,电阻增加速率随着通电时间增加而减小,电流密度越大,早期电阻增加速率越快,但裂缝填充深度越小。X射线衍射结果表明,沉积物主要矿物成分为ZnO。电镜扫描结果表明,沉积物颗粒大小随着电流密度增大而变大,电流密度越小,沉积物排列越有序,结构越致密。

蒸养静停时间对标养水泥石氯离子固化性能的影响

采用吸附平衡方法研究了蒸养制度参数中静停时间对水泥石氯离子固化性能影响,讨论了蒸养结束后,该性能随后续标准养护时间变化特征。采用XRD和DTA分析水泥石水化产物物相变化特征与水泥石氯离子固化性能变化之间的关系。结果表明,蒸养对水泥石氯离子固化性能有较大的影响。水泥石中的固化态氯离子数量随着静停时间增加,先增加,后减少。当后续标养时间为28 d时,蒸养水泥石中的固化态氯离子数量要明显低于标养试样;但当后续标养时间达到90 d时,其出现明显增加,甚至高于标养试样。静停时间为4~6 h时,水泥石氯离子固化性能最优。蒸养水泥石中Friedel盐早期(28 d)形成数量较少,但随着后续养护时间的增加,其数量会持续增加。

改性辅助胶凝材料的制备及耐久性能研究

本文通过设计环保型阻锈功能组分,并将矿渣、粉煤灰、硅灰等进行工艺复合,研制改性辅助胶凝材料。同时,通过抗硫酸侵蚀性能、电通量等测试,考察了改性辅助胶凝材料对高强度混凝土耐久性能的影响,结果表明:研制的改性辅助胶凝材料能有效地改善了混凝土的微观结构,并且有着较好的电化学性能,设计的C40混凝土抗硫酸盐侵蚀系数大于1.1,电通量小于500 C,在海洋工程混凝土结构中有着较好的应用前景。

两级反应器制备Zn^(2+)原位掺杂型LDHs纳米晶

采用两级反应器,将盐溶液MgCl2.6H2O、AlCl3.6H2O、ZnCl2.6H2O和沉降剂Na2CO3、NaOH进行反应成功制备出Zn2+原位掺杂型LDHs纳米晶。采用XRD、TEM、TG分析了Zn2+掺杂对MgAl-CO3LDHs晶体结构、形貌与热稳定性的影响。结果表明:当[Mg2++Zn2+]/[Al3+]=2,[Mg2+]/[Zn2+]=4时,对MgAl-CO3LDHs晶体结构影响最小,此时晶体形貌也相对较规则;原位掺杂后,95℃晶化2 h为最佳晶化时间;Zn2+掺杂LDHs纳米晶在0～450℃范围内热稳定性降低,在450～550℃范围内热稳定性提高,且残渣量由46.57%提高到58.58%。

短期低应力徐变作用后钢筋混凝土梁静力试验研究

混凝土徐变在加载初期发展很快,此时期结构往往处于施工期,承受较低的应力,但目前关于短期低应力徐变作用对钢筋混凝土梁静力特性影响的研究较少.文中设计制作3根相同尺寸和配筋的钢筋混凝土梁,经过不同时间短期低应力堆载后,对钢筋混凝土梁进行静载试验研究.试验结果表明,经过短期低应力徐变作用后的梁,在较低水平的静载作用时,随堆载徐变时间的增加,其跨中挠度显著增大,且挠度随荷载的增长速率亦增大;而梁侧裂缝的最大宽度和平均宽度随堆载徐变时间的增加而减小,且减小幅度较大.