纳米偏高岭土对粉煤灰水泥砂浆强度及氯离子渗透性的影响

为探明纳米偏高岭土(NMK)对粉煤灰(FA)水泥砂浆流动度、强度及氯离子渗透性的影响,采用跳桌法测试粉煤灰-纳米偏高岭土(FA-NMK)水泥砂浆的流动度,利用快速氯离子迁移系数法(RCM法)测定其氯离子渗透系数;通过场发射扫描电镜(SEM)从微观尺度观测NMK对水化过程中FA水泥砂浆微观形貌的影响,依据砂浆内部微观形貌的演变过程揭示其宏观性能的发展规律。结果表明:NMK降低了FA砂浆的流动性,提高FA砂浆抗氯离子渗透性及抗压、抗折强度;SEM分析结果显示,NMK使粉煤灰砂浆内部水化产物增多,微观结构更加密实。

煤系纳米偏高岭土对碱骨料反应的抑制作用分析

为了探究煤系纳米偏高岭土(CNMK)对碱骨料反应的抑制作用,采用快速砂浆棒试验方法测量CNMK质量分数为1%、3%、5%、10%、15%时砂浆棒在不同浸泡时间下的膨胀率,利用超声波检测仪获得砂浆棒的相对动弹性模量,通过扫描电镜和能谱分析法从微观层次分析CNMK对碱骨料反应的作用机制.结果表明,CNMK可延迟砂浆棒表面裂缝的出现及扩展.随浸泡时间的增加,CNMK对水泥砂浆内部碱骨料反应的抑制作用逐渐减弱.浸泡时间为7和52 d时,CNMK质量分数为15%的砂浆棒膨胀率较普通砂浆棒分别降低78.06%和53.72%.CNMK砂浆棒的相对动弹性模量随浸泡龄期的变化小于普通砂浆棒.CNMK细化了水泥基体内部孔结构,使碱骨料反应区更加密实,导致砂浆棒内部钠与硅的原子数比值下降,从而有效抑制了砂浆棒内部碱骨料反应.

纳米偏高岭土水泥浆在水化早期的内部结构建立

考虑水胶比(0.40、0.45、0.50)、NMK掺量(0、1%、3%、5%、7%)、减水剂掺量(0、0.04%、0.08%,0.12%)及温度(10℃、20℃、30℃、40℃)的影响,采用静态屈服应力试验方法和小振幅振荡剪切试验方法获得了纳米偏高岭土(NMK)水泥浆静态屈服应力、储能模量等参数,通过静态屈服应力和储能模量随时间的演变规律讨论了水化早期(10~90 min)NMK水泥浆内部结构的建立过程.试验结果表明:NMK能够促进水泥浆在水化早期的内部结构建立.在水化90 min内,掺3%NMK水泥浆静态屈服应力的平均增长速率约为普通水泥浆的2倍;掺7%NMK水泥浆储能模量的平均增长速率约为普通水泥浆的4倍.水胶比越高、减水剂掺量越大,NMK水泥浆内部结构建立速率越低;NMK加速了不同温度环境中水泥浆内部结构的建立;温度升高,NMK水泥浆静态屈服应力和储能模量的增长速率增大.

受腐蚀钢筋混凝土构件中钢筋与混凝土粘结性能研究

采用替换构件的试验方法，将长期在氯化物侵蚀作用下工作的钢筋混凝土构件从工作现场拆卸下来，对这些构件进行钢筋与混凝土粘结性能试验研究。结合试验，从理论上分析氯化物腐蚀后钢筋与混凝土之间的粘结性能，提出氯化物腐蚀后钢筋与混凝土之间粘结强度计算模型。

基于概率分析的锈蚀钢筋力学性能研究

研究了锈蚀钢筋几何参数(包括蚀坑形状、蚀坑位置、最大蚀坑深度、最大蚀坑个数、钢筋直径等)对钢筋力学性能影响的灵敏性;利用随机有限元的分析方法研究了锈蚀钢筋的应力分布情况.结果表明:对于相同直径的锈蚀钢筋,其力学性能主要取决于锈蚀钢筋表面的最大蚀坑深度;对于不同直径的锈蚀钢筋,可用锈蚀坑相对深度(蚀坑深度与钢筋直径之比)来反映钢筋的锈蚀程度,并建立了锈蚀钢筋的屈服荷载随锈蚀坑相对深度变化的规律;基于最大蚀坑深度的概率统计特性,得到了锈蚀钢筋最大应力分布的概率分布规律.

受腐蚀钢筋混凝土构件破坏过程的分形行为

本文根据试验资料，分析了受腐蚀钢筋混凝土构件在荷载作用下开裂及裂纹的演化、分布特性，证明了受腐蚀钢筋混凝土构件表面裂缝具有分形特征。利用分形几何学研究受腐蚀钢筋混凝土构件开裂及破坏过程,讨论了受腐蚀钢筋混凝土构件表面裂缝的分维数与构件中混凝土及钢筋的腐蚀损伤程度之间的关系及其延性系数降低量之间的关系。研究表明该分维数可作为构件受腐蚀程度的衡量指标,并可用来评估不同腐蚀程度钢筋混凝土构件的力学性能，从而为受腐蚀钢筋混凝土构件的剩余寿命评价提供了一个新的途径,为受腐蚀钢筋混凝土结构的承载力研究建立了一定的理论基础。

基于小波包分析的肋拱桥结构损伤状态研究

针对某服役四十余年的钢筋混凝土旧拱桥制作了有机玻璃缩尺模型,通过对拱肋截面发生不同程度损伤以及损伤修补后拱桥模型的动力试验研究,得到了各种损伤情况下结构的自振频率;利用小波包分析方法对不同损伤情况下拱桥结构的观测信号进行分析,通过对小波包分量能量的灵敏度分析,确定了结构异常状态的敏感特征。研究结果表明:小波包分量能量对拱桥结构拱肋的异常状态较为敏感,可以作为拱肋的损伤敏感特征对拱桥进行健康诊断。

考虑蚀坑影响的锈蚀钢筋力学性能研究

研究了钢筋表面蚀坑对锈蚀钢筋屈服强度的影响,分别讨论了蚀坑深度和宽度对钢筋屈服强度的影响;分析了锈蚀坑存在造成钢筋应力分布变化的规律.研究表明,锈蚀钢筋屈服时所需荷载与无锈钢筋屈服荷载之比值和蚀坑深度之间基本呈指数关系,而蚀坑宽度对其影响相对较小;锈蚀坑附近出现了明显的应力集中现象,将造成钢筋力学性能的明显退化.

受氯化物腐蚀钢筋混凝土构件承载力研究

采用“替换构件”的试验方法 ,对长期在氯化物介质环境下工作的钢筋混凝土构件进行抗弯承载力试验研究。结合试验 ,对荷载作用下钢筋混凝土构件腐蚀前后的力学性能进行对比 ,分析受氯化物腐蚀的钢筋混凝土构件受力性能变化的原因 ,提出氯化物腐蚀后钢筋混凝土受弯构件的承载力计算模型。

桥面板约束条件对钢筋混凝土拱桥力学性能影响的试验研究

针对某服役30余年的六跨钢筋混凝土拱桥制作了有机玻璃单跨缩尺模型,考虑桥面板不同约束情况(连续和分段)对拱桥模型开展了静、动力力学性能的试验研究。讨论了不同桥面板约束条件对结构静、动力力学性能的影响。研究表明,桥面板的约束情况对结构的刚度有很大程度的影响,桥面板约束越强,结构的频率越高,结构的动力性能越好;桥面板的约束情况对结构水平向动力特性(包括频率和振型)的影响高于竖直方向;桥面板中部的约束情况对整个结构基本频率的影响最为显著。通过试验结果与原型观测结果的比较,确定了能够较好反映原型结构力学性能的模型结构;为进一步开展钢筋混凝土拱桥损伤识别的模型试验和理论分析研究建立了基础。

应用人工神经网络预测锈蚀钢筋与混凝土粘结性能

钢筋混凝土粘结强度受多种因素 (如混凝土强度、混凝土保护层厚度、钢筋直径、钢筋类型、钢筋锈蚀率等 )的共同作用 ,建立计算模型比较困难。在试验研究的基础上 ,利用人工神经网络技术 ,分别在考虑单一因素和多种因素的情况下建立BP网络模型预测锈蚀钢筋与混凝土之间的极限粘结力 ,从而不需建立具体的数学模型就可以得到较满意的预测结果。为受腐蚀钢筋混凝土结构力学性能的研究提供一种新方法和新思路 。

受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土构件承载力试验研究

采取“替换构件”的试验方法 ,将长期在硫酸盐介质环境下工作的钢筋混凝土构件从工作现场拆卸下来 ,进行抗弯承载力试验研究。结合试验 ,将荷载作用下钢筋混凝土构件腐蚀前后的受力性能进行了全面的对比 ,分析了受硫酸盐腐蚀的钢筋混凝土构件受力性能变化的原因 ,得到了硫酸盐腐蚀后钢筋混凝土受弯构件的承载力。

纳米高岭土颗粒改性水泥基复合材料的性能

研究了纳米高岭土颗粒对不同龄期水泥基材料微观结构(微孔结构、微观结构)及物理力学性能(工作性、抗弯强度、抗压强度、氯离子渗透性)的影响。结果表明,纳米高岭土颗粒的填充效应及其对水泥水化的促进作用改善了水泥基材料的微观孔结构,限制了氯离子在水泥基材料中的渗透扩散。当高岭土为水泥质量的1%时,水泥浆1、3、7、90d抗弯强度分别提高30.41%、39.04%、36.27%和38.32%;当高岭土为水泥质量的5%时,水泥砂浆氯离子扩散系数降低53.03%;混凝土氯离子扩散系数随高岭土掺量增加呈指数递减;当高岭土为水泥质量的5%时,氯离子扩散系数降低18.87%;抗压强度分别提高28.4%;改性混凝土28d抗压强度与混凝土氯离子扩散系数呈线性增加关系。

受腐蚀钢筋混凝土构件受力性能研究现状

对受腐蚀钢筋混凝土构件受力性能试验研究的现状进行了评述 ,并从理论上分析了其力学性能 ;

受腐蚀钢筋混凝土材料力学性能研究现状

详述了受腐蚀钢筋混凝土材料及锈蚀钢筋与受腐蚀混凝土之间粘结性能的试验和理论研究现状;揭示出进行受腐蚀钢筋混凝土材料力学性能研究的重要意义,指出了目前研究中存在的缺陷;提出了进一步的试验和理论研究方向。

拱肋损伤的肋拱桥静力模型试验研究

针对一座服役40余年的钢筋混凝土旧拱桥,根据模型相似理论制作了有机玻璃缩尺拱桥模型。利用拱肋截面切口以模拟拱肋截面的损伤,对各损伤模型进行了静力载荷实验研究,得到拱肋的变形和应变分布规律。讨论了损伤程度及损伤位置对拱桥力学性能的影响。研究表明,拱顶截面的静力变形对于损伤表现出一定的敏感性,而拱肋1/4跨、3/4跨截面的变形与损伤位置有关。拱肋损伤位置附近的应变对损伤是敏感的,但对于损伤程度的变化反映不明显。

受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁延性分析

为了研究受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁的延性退化规律,分别利用截面分析法和分形理论对受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁的延性特性进行了分析计算.在平截面假定的基础上,考虑钢筋和混凝土的腐蚀特点,讨论了钢筋锈蚀与混凝土腐蚀对钢筋混凝土梁延性的影响,分析了受腐蚀梁截面曲率延性系数随钢筋锈蚀率及混凝土劣化系数的演变规律;根据受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁力学性能的实验研究结果,建立了受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁截面延性系数的简化计算公式,得到了构件表面裂缝分形维数与构件延性之间的关系.

受腐蚀钢筋混凝土梁截面延性研究

研究了受腐蚀钢筋混凝土梁的延性特性,分析了受腐蚀梁截面曲率延性系数随钢筋锈蚀率及混凝土劣化系数的演变规律,推导了钢筋与混凝土间粘结退化时受腐蚀梁截面曲率延性计算模型。研究表明,拉压区钢筋在锈蚀初期将导致受腐蚀梁截面曲率延性的提高,但随着钢筋锈蚀率的提高,钢筋与混凝土粘结性能逐渐退化,截面曲率延性系数逐渐降低;混凝土力学性能的劣化作为影响受腐蚀构件延性特性另一主要因素,在受腐蚀钢筋混凝土构件的受力研究中不容忽略。为受腐蚀钢筋混凝土构件受力研究及可靠度评价提供了理论依据。

纳米偏高岭土对水泥砂浆断裂性能影响的试验研究

为了探明纳米偏高岭土对水泥基材料断裂性能的影响规律,采用5种纳米偏高岭土(质量分数为1%、3%、5%、10%、15%)制备了纳米偏高岭土水泥砂浆切口试验梁,完成了带切口纳米偏高岭土水泥砂浆试件的三点弯曲试验和不同掺量纳米偏高岭土水泥砂浆抗折、抗压强度试验,得到了不同掺量纳米偏高岭土水泥砂浆的荷载-位移曲线及抗折、抗压强度,探讨了纳米偏高岭土对水泥砂浆断裂能、承载力、变形性能及抗折、抗压强度的影响规律.研究结果表明:当纳米偏高岭土质量分数小于5%时,砂浆试件断裂能、承载能力、变形性能、抗折与抗压强度随着纳米偏高岭土掺量增加而逐渐增加,当质量分数为5%时断裂能为普通水泥砂浆的3.34倍;随着纳米偏高岭土掺量的进一步增加,纳米偏高岭土水泥砂浆试件断裂能不断降低,当质量分数达到15%时,断裂能降为普通水泥砂浆的1.47倍.因此,掺加适量纳米偏高岭土能够在一定程度上提高水泥砂浆抗裂性能.

受腐蚀混凝土构件中混凝土膨胀内应力的研究

从腐蚀机理出发,讨论腐蚀性介质与混凝土组分之间复杂的物理化学作用,分析由于腐蚀作用引起混凝土组分体积膨胀的影响因素,提出了体积膨胀将导致受腐蚀混凝土内部产生膨胀内应力。对膨胀内应力进行定性和定量的研究,并初步给出这种内应力的计算模型,为受腐蚀混凝土力学性能的进一步研究做了基础性工作。