低湿变温环境对硫酸盐作用下水泥砂浆性能的影响

基于西部钢筋混凝土基础设施所处环境特点,将水泥砂浆试件在低湿变温环境中进行半浸泡硫酸盐腐蚀,结合XRD、SEM、LF-NMR和电导滴定SO_(4)^(2-)等测试手段研究了低湿变温环境对硫酸盐半浸泡腐蚀水泥基材料的影响。结果表明:对于低湿变温环境中的水泥砂浆试件,其液面以上30 mm内的水膜区硫酸盐腐蚀程度较低,而液面以上30~60 mm的蒸发区腐蚀程度较高,并出现明显剥落现象;饱和度较小的Na_(2)SO_(4)溶液对砂浆试件蒸发区的腐蚀更为严重;蒸发区1000 nm以上的孔隙发生膨胀性盐结晶导致砂浆内部出现微裂纹且有害孔比例增加,该区域以物理膨胀破坏为主;浸泡区膨胀性腐蚀产物石膏和钙矾石的大量生成使得该区域以化学腐蚀为主。随着腐蚀产物在孔径为50~1000 nm的毛细孔中不断累积,砂浆表层开裂且1000 nm以上的宏观孔比例有所增加。掺入的矿粉通过其二次水化作用提高了砂浆浸泡区抗硫酸盐腐蚀能力,而石灰石粉的掺入则因稀释效应降低了砂浆抗硫酸盐腐蚀能力。

再生混凝土黏结滑移性能的试验研究

通过再生混凝土与钢筋的黏结锚固试件的拔出试验,得到了不同再生粗骨料取代率下再生混凝土与钢筋间的黏结-滑移曲线。基于试验结果的对比分析,研究了再生混凝土取代率、保护层厚度、锚固长度对再生混凝土黏结强度的影响,最后并对黏结-滑移本构关系进行了初步探讨。

混凝土应力腐蚀研究现状

为了更好表达建筑结构耐久性的真实情况,了解、掌握应力作用下混凝土的耐久性问题,介绍了混凝土结构在氯离子、硫酸盐、碳化等因素影响下的腐蚀效应,对混凝土应力腐蚀的研究现状进行了评述。

石灰石粉细度对水泥浆体流变性能的影响

为研究石灰石粉细度对水泥浆体流变特性的影响,选用旋转黏度计测定了水泥-石灰石粉浆体流变性能,采用Herschel-Bulkley模型对浆体流变曲线进行拟合得到相关流变参数.结果表明:随石灰石粉细度增加,水泥浆体结构新建能和稠度减小,动态屈服应力增大;增加石灰石粉细度会减小水泥浆体的触变性,延缓水泥浆体触变性的发展,促进水泥浆体瞬时结构恢复能力;随测试时间增加,水泥-石灰石粉浆体结构新建能减小,稠度和动态屈服应力增大.

低剪切速率条件下温度对新拌水泥浆体结构的影响

采用RHEORIAB QC型旋转黏度计测定水泥浆体流变曲线,研究了低剪切速率条件下温度对新拌水泥浆体结构的影响.结果表明:水泥浆体弹性、塑性、黏性的区分及静态屈服应力与剪切速率有关,当恒定低剪切速率为0.1s-1时,通过水泥浆体的流变曲线能有效区分初始水泥浆体弹性、塑性、黏性阶段,可准确测试水泥浆体静态屈服应力,较好地反映水泥水化特征;温度升高,水泥浆体弹性、塑性和黏性增强,其初始静态屈服应力和储能模量增加,达到静态屈服应力的时间基本保持不变;随水泥浆体水化的进行,其剪切应力再次开始增加的时间随温度升高而线性减小,剪切应力及其增长速率随温度升高而增大.

基于不同阳离子条件下硅酸盐水泥氯离子固化性能研究

研究了不同阳离子对硅酸盐水泥氯离子固化性能的影响,采用水溶法测定了净浆试样中自由氯离子的含量并计算出其氯离子固化率,对试样进行了XRD物相分析以及其水溶液的p H值测定。研究得出,随水化龄期的增长,水泥浆体的氯离子固化率增大,其6 h、12 h、1 d和3 d的氯离子固化率分别达到其28 d的50%、70%、80%和90%以上,F盐的生成及氯离子的固化主要发生在水化早期,水化后期氯离子固化主要来自C-S-H凝胶,其氯离子固化量较小。不同阳离子导致了水泥浆体中F盐生成量的差异,其影响硅酸盐水泥氯离子固化率由大到小排列为Ca2+>Mg2+>K^+>Na^+,其与对p H值的影响成负相关系,Ca2+和Mg2+降低了水泥浆体的p H值,有助于氯离子的固化;K^+和Na^+提高了水泥浆体的p H值而降低了氯离子固化。氯离子浓度一定时,Na^+浓度的增加对水泥浆体中F盐的生成量及氯离子固化率影响不大;而Mg^(2+)浓度的增加提高了水泥浆体中F盐的生成量及氯离子固化率。

纳米SiO_2的分散性对水泥胶砂强度的影响

采用手工搅拌、机械搅拌以及超声波作用对纳米SiO_2进行分散处理,通过纳米粒度Zeta电位仪测定纳米SiO_2胶体粒径及粒径分布,研究了纳米SiO_2的分散性及其对水泥胶砂强度和毛细吸水的影响。研究结果表明,比较三种分散效果,超声波作用最好,机械搅拌次之,手工搅拌最差;增加超声波作用时间,纳米SiO_2胶体平均粒径降低,分散性提高,超声波作用超过10 min,纳米SiO_2胶体小颗粒增多,但粒径分布曲线整体向大颗粒方向偏移,分散性提高不明显;水泥胶砂强度和毛细吸水性与纳米SiO_2的分散性有关,随纳米SiO_2分散性的提高,水泥胶砂强度增大,毛细吸水系数降低,胶砂试件的密实度提高。

大理石粉颗粒丛特性对水泥浆体流变性能影响

试验研究了水泥-大理石粉浆体剪切应力和塑性黏度随剪切速率变化的规律,使用Bingham流体模型和Power Law流体模型分别对浆体低剪切速率和高剪切速率阶段的剪切应力进行拟合,得到浆体屈服应力,塑性黏度系数。探究了水泥-大理石粉颗粒丛特性即颗粒分布宽度、颗粒数密度、总比表面积和Zeta电位与浆体屈服应力和塑性黏度的关系。研究结果表明:大理石粉比表面积小于640 m^2/kg时,起到稀化浆体的作用,大于640 m^2/kg时起稠化作用,且稀化或稠化的作用随其掺量的增加而增大。浆体中颗粒间接触点数量和固-液相接触面积增大使浆体屈服应力,塑性黏度提高。大理石粉降低了水泥浆体Zeta电位,浆体中粒子间静电作用力减弱,对流动性起到削弱作用。

水泥-石灰石粉浆体流变经时行为研究

研究了水泥-石灰石粉浆体流变参数随水化时间的变化,采取RHEORIAB QC型旋转黏度计测定水泥-石灰石粉浆体流变,采用Herschel-Bulkley模型拟合浆体曲线得到相关流变参数,分别利用Roussel和Philippe提出的模型对水泥-石灰石粉浆体的动态屈服应力和稠度进行拟合。结果表明:水泥浆体动态屈服应力比石灰石粉浆体小,稠度比石灰石粉浆体大;水泥-石灰石粉浆体动态屈服应力、稠度随水化时间线性增大,随石灰石粉掺量增加,增大速率线性减小,其初始动态屈服应力线性增大,初始稠度按二次抛物线先增大后减小。

基于稳态流变测试的水泥浆体剪切模式研究

采用RHEORIAB QC型旋转黏度计测定不同剪切方式下水泥浆体稳态流变曲线,并用修正宾汉姆流变模型对其进行拟合,研究了剪切方式对水泥浆体稳态流变测试的影响。结果表明:预剪切对水泥浆体动态屈服应力和塑性黏度影响不大。恒定剪切变形速率小于、等于、大于、偏大于水泥浆体结构抗剪切破坏能力时,剪切应力随时间分别先线性增加接着保持同一值、直接保持恒定值、先减小接着保持同一值、轻微增加后达到平衡。随剪切速率增加,水泥浆体在0.1~100 s^(-1)、100~400 s^(-1)、400~600 s^(-1)三个区段依次呈现出剪切变稀、宾汉姆流体、剪切增稠的流变行为。剪切速率变化范围向剪切变稀或剪切增稠段移动,水泥浆体动态屈服应力减小、塑性黏度增大;单个剪切速率的剪切时间越长,水泥浆体动态屈服应力、塑性黏度均越小。

石灰石粉在水泥浆体结构建立中的作用机理

采用Zeta电位仪、微量热仪、维卡仪、旋转黏度计和静态称重仪测试了新拌水泥-石灰石粉浆体Zeta电位、水化放热速率、凝结时间、结构新建能和动态屈服应力、静态屈服应力,研究了石灰石粉在新拌水泥浆体静置和非静置状态下结构建立中的作用机理.结果表明:石灰石粉在新拌水泥浆体中的主要作用与浆体是否处于静置状态有关;静置状态下,随石灰石粉掺量(质量分数,下同)增加,水泥浆体Zeta电位绝对值减小,凝结时间减少,诱导期缩短、加速期提前和放热量增加,静态屈服应力增大,石灰石粉在水泥浆体中的微晶成核作用占主导;非静置状态下,随石灰石粉掺量增加,新拌水泥浆Zeta电位绝对值减小,动态屈服应力、结构新建能减小,石灰石粉在水泥浆体中的级配和稀释作用占主导;非静置状态下,若新拌水泥浆体只受微动的影响,随石灰石粉掺量增加,水泥浆体剪切应力增加速率先增大后减小,在石灰石粉掺量为20%时达到最大值.

不同龄期和硫酸盐作用下大理石粉对水泥固化氯离子性能影响研究

研究了硫酸盐作用下大理石粉对水泥固化氯离子性能的影响规律及作用机理。试验结果表明：水泥-大理石粉硬化浆体氯离子固化率,1 d龄期之前快速增长,1～3 d龄期增长变缓,3～7 d龄期进一步减缓,7～28 d龄期时增加缓慢,1 d、3 d和7 d龄期的分别达到28 d的50%、70%和95%。随着大理石粉掺量的增加,水泥浆体的氯离子固化率,6 h、12 h、1 d龄期增大,3 d、7 d、28 d龄期降低;随着硫酸盐浓度增加,其氯离子固化率降低。XRD分析表明大理石粉对水泥浆体28 d龄期的Freidel＇s盐生成量影响不大,硫酸盐抑制水泥-大理石粉浆体Freidel＇s盐生成。

水泥浆体屈服应力和黏度与其测试分析影响因素研究

采用RHEOLAB QC型旋转黏度计,分别以转速与剪切速率为控制变量测定了水泥浆体稳态流变曲线,分别用Couette转换与流变模型研究了水泥浆体屈服应力和黏度与测试及分析影响因素之间的关系。结果表明:Couette转换能反映测试条件变化对屈服应力和黏度的影响;增大试样筒与转子的间距,由转速转化的剪切速率增大,颗粒迁移作用增强,动态屈服应力递减,塑性黏度递增;增大试样筒外壁的摩擦系数,浆体与外筒壁间相对运动情况不发生变化,对动态屈服应力与塑性黏度基本无影响;依据拟合相关系数,流变模型中Herschel-Bulkley模型的吻合程度最好;依据结果标准差,Herschel-Bulkley模型的动态屈服应力结果稳定性最好,Bingham与改进Bingham模型的塑性黏度结果的稳定性相差不大。

钢筋混凝土结构的地震损伤分析及能量参数模型

本文简要评述了现有钢筋混凝土结构地震损伤分析的途径、方法及其合理应用。根据构件的滞回恢复力骨架曲线及卸载刚度退化规律,本文构造一个与构件地震损伤相关的能量参数,并据此提出一种构件地震损伤模型,该模型不显含组合系数α及β,计算较为简便。最后,根据Park and Ang模型导出构件滞回恢复力模型中反向加载曲线的超前指向距离,使构件的滞回恢复力变化描述与构件的地震损伤演化描述具有一致性。

水泥-大理石粉浆体流变性能与颗粒级配的关联度

采用Rheolab QC型旋转黏度计测定了水泥-大理石粉浆体不同剪切速率下的剪切应力和塑性黏度;采用Herschel-Bulkley模型对该浆体进行拟合得到其屈服应力、稠度系数和流性指数,并用触变环面积表征其触变性;采用灰色关联理论分析大理石粉颗粒级配对水泥浆体屈服应力、稠度系数、流性指数和触变性的影响.结果表明:随着大理石粉掺量的增大,水泥-大理石粉浆体的流动性逐渐提高,剪切变稀程度和触变性均逐渐降低;0~10μm的大理石粉质量分数与水泥-大理石粉浆体屈服应力、表观黏度和触变性呈正关联,大于10μm的大理石粉质量分数与之呈负关联,其中5~10μm的大理石粉为关键因子;0~10μm的大理石粉质量分数与水泥-大理石粉浆体的流性指数呈负关联,大于10μm的大理石粉质量分数与之呈正关联,其中20~50μm的大理石粉为关键因子.

温度对石灰石粉在新拌水泥浆体结构建立中作用的影响

采用RHEOLABQC型旋转黏度计,以剪切速率恒定的方式测试了水泥石灰石粉浆体的静态屈服应力、结构建立速率与塑性应变能,研究了不同温度下石灰石粉对新拌水泥浆体结构建立的影响.结果表明:当剪切速率为0.1s^-1时,水泥石灰石粉浆体表现为黏弹性流体,石灰石粉对水泥浆体结构建立的影响与温度有关,浆体静态屈服应力在20℃时随石灰石粉掺量增加而增大,在5,10,30℃时则受石灰石粉掺量的影响较小;浆体结构建立速率在20,30℃时随石灰石粉掺量增加而先增大后减小,并在石灰石粉掺量为10%时达到最大值,在5,10℃时则基本不受石灰石粉掺量的影响;浆体的塑性应变能在5,10,20℃时随石灰石粉掺量增加而增大,但在30℃时基本不变;而当石灰石粉掺量相同时,浆体塑性应变能随温度的升高先增大后降低,并在10℃时达到峰值.

水泥-石灰石粉浆体流变和结构建立相关性研究

通过RHEOLAB QC型旋转黏度计测试水泥-石灰石粉浆体动、静态屈服应力,探究了水泥-石灰石粉浆体流变和结构建立之间的相关性.结果表明:水泥浆体的流变与其结构建立紧密相关,流变是特定时间点的动态结构建立特征,其衰减速率反映结构建立性能,水泥浆体流变性能发展呈现Roussel线性增长;随石灰石粉掺量增加,水泥浆体流变性能的衰减速率先增加后减小;动态过程会弱化水泥-石灰石粉浆体的结构建立,相较于动态结构建立,石灰石粉对水泥浆体静态结构建立的促进作用更加明显;水泥-石灰石粉浆体静态结构建立呈Perrot指数增长,随动态过程的增加,其后的水泥-石灰石粉浆体静态结构建立速率先增加后减小;动态过程较长且石灰石粉掺量小于20%时,有利于水泥浆体的流变和结构建立;动态过程较短且石灰石粉掺量达30%时,有利于水泥浆体的流变和结构建立.

纳米SiO_2对聚羧酸减水剂的吸附作用研究

采用红外光谱、紫外-可见分光光度计研究了纳米SiO_2对聚羧酸减水剂的吸附作用,并利用纳米粒度zeta电位仪、旋转粘度计研究了纳米SiO_2吸附减水剂后对其分散性以及新拌水泥浆体流动性的影响。研究结果表明,纳米SiO_2对聚羧酸减水剂存在吸附作用,吸附量随减水剂浓度的增大而增加,当减水剂浓度增加到5 g/L时,吸附量趋近饱和。纳米SiO_2对聚羧酸减水剂的吸附作用,使其团聚粒径增大,粒径分布曲线整体向大颗粒方向偏移,分散性大大降低。将纳米SiO_2溶于拌和水中,先加入水泥搅拌,然后再加入减水剂搅拌,可减小纳米SiO_2对减水剂的吸附,增大减水剂的利用效率,提高水泥浆体的流动性。

水泥-石灰石粉浆体氯离子浓聚性能研究

通过测定水泥-石灰石粉浆体孔溶液中自由氯离子含量以及XRD物相分析,研究其氯离子浓聚性能。结果表明,水泥-石灰石粉浆体氯离子浓聚系数随氯离子浓度的增加逐渐降低。氯离子浓度为0.1 mol/L时,浓聚系数随石灰石粉掺量的增加先增后减,掺10%、20%、30%石灰石粉的浆体氯离子浓聚系数比未掺石灰石粉的浆体分别增加9.1%、98.2%、94.2%;浓聚系数随石灰石粉细度的增加先减后增,石灰石粉比表面积为608 m^2·kg^(-1)、807 m^2·kg^(-1)的浆体氯离子浓聚系数比掺412 m^2·kg^(-1)石灰石粉的浆体分别降低45.3%、29.9%。水泥-石灰石粉浆体Zeta电位随氯离子浓度增加逐渐降低,随石灰石粉掺量增加先增后降,随石灰石粉细度的增加先减后增。Mg^(2+)作用下,水泥-石灰石粉浆体氯离子浓聚系数明显升高,Friedel盐含量增多,氯离子固化能力增强,固化能力随石灰石粉掺量增加逐渐增强,随石灰石粉细度增加先增后降。

水泥-石灰石粉浆体动态结构建立性能研究

采用RHEOLAB QC型旋转黏度计测试水泥-石灰石粉浆体的动、静态屈服应力,用其表征水泥-石灰石粉浆体动态结构建立性能,研究了石灰石粉对水泥浆体动态结构建立性能的影响。研究结果表明:采用动、静态屈服应力表征水泥-石灰石粉浆体的动态结构建立性能呈现一致的规律性;随动态时间的增长,水泥-石灰石粉浆体动态结构建立呈线性增长;动态搅拌弱化了水泥-石灰石粉浆体的结构建立,弱化作用随石灰石粉比表面积的增加而减小。当石灰石粉比表面积小于807 m^2/kg时,石灰石粉掺量在20%以内时可以促进水泥浆体的动态结构建立;当石灰石粉比表面积大于等于807 m^2/kg时,石灰石粉的掺入有利于水泥浆体的动态结构建立。