盾构刀具切削混凝土的JH-2模型参数研究

为了研究混凝土的动态本构模型及混凝土在盾构机刀具下的破坏规律,建立了二维负前角零后角刀具和二维混凝土模型,应用刚体刀具、混凝土JH-2模型和单元删除功能的损伤失效准则,采用ALE自适应网格,进行了盾构机刀具切削混凝土过程的数值分析,经多组JH-2参数计算,得出了较为符合C30混凝土动态破坏的参数。研究表明,JH-2模型可适用于混凝土的动态破坏数值模拟;建议C30混凝土的JH-2模型参数C取值0.012、D1取值0.07;算例中混凝土的破坏形式为跃进式破碎;切削速度、切削深度与切削推进反力均值成正相关。

抗泥型聚羧酸减水剂的研究进展

随着混凝土中砂石骨料资源的匮乏,砂石中的含泥量普遍较高,导致聚羧酸减水剂的减水降黏效应难以发挥严重影响了混凝土的性能,迫切需要改性聚羧酸减水剂的设计方法与制备工艺。为此,介绍了泥土对聚羧酸减水剂影响作用机理,从聚羧酸减水剂的分子结构设计和复配牺牲剂的角度,综述了抗泥型聚羧酸减水剂的发展现状,并提出了今后研发方向和建议。

低泥土敏感性聚羧酸减水剂的制备

为解决聚羧酸减水剂对泥土的敏感性问题,先采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)为反应单体,过硫酸铵(APS)为氧化剂,化合物C为还原剂,通过自由基共聚反应制备了未改性聚羧酸减水剂,并通过正交试验设计确定了最优减水率的合成条件,再以甲基丙烯磺酸钠(MAS)、磷酸类功能单体(PFM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和β-环糊精马来酸单酯(β-CD-MAH)作为功能性单体材料,与以上原材料制备了具有不同单种官能团的改性聚羧酸减水剂。采用含泥与未含泥水泥净浆试验测试各改性减水剂的分散保持性,得出了不同减水剂对泥土的敏感性。实验结果表明,与未用功能性单体改性的减水剂相比,除经AMPS改性后的减水剂对泥土敏感性提高外,其余三种减水剂对泥土的敏感性均降低,其中经β-环糊精改性的减水剂对泥土敏感性显著降低,采用红外光谱对β-CD-MAH和β-环糊精改性减水剂的结构进行了表征。

抗泥型聚羧酸减水剂的研究(Ⅱ)——保坍型

利用丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、磷酸类功能单体(PFM)和β-环糊精马来酸单酯(β-CD-MAH),以过硫酸铵(APS)为氧化剂,化合物C为还原剂,通过自由基共聚反应合成抗泥基础分散剂,再与普通型抗泥聚羧酸减水剂SK1以1:1比例复配,制得保坍型抗泥聚羧酸减水剂。水泥净浆和混凝土试验结果表明,当各单体质量比为AA:HEA:PFM:β-CD-MAH:HPEG=4.75:13.5:2:2:80时,所制保坍型抗泥聚羧酸减水剂具有明显的抗泥和长效保坍效果。

抗泥型聚羧酸减水剂的研究(Ⅰ)——普通型

利用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、磷酸类功能性单体(PFM)和β-环糊精马来酸单酯(β-CD-MAH),以过硫酸铵(APS)为氧化剂,化合物C为还原剂,通过自由基共聚反应合成了抗泥型聚羧酸减水剂。研究了掺该减水剂的水泥净浆和混凝土的性能,并采用凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)和总有机碳分析测试(TOC)对减水剂的抗泥机理进行了研究。结果表明,经PFM和β-CD-MAH改性后的减水剂具有明显的抗泥保坍效果,并能有效改善含泥混凝土的工作性和长期性能。

聚羧酸减水剂复合无碱速凝剂对水泥浆体凝结时间和早期强度的影响

研究了不同聚羧酸减水剂与自制无碱液体速凝剂复合后对水泥浆体凝结时间与早期强度的影响。结果表明:当无碱速凝剂掺量为水泥质量的6%时,复合推荐掺量的不同类型减水剂会显著延缓水泥净浆的凝结时间;当速凝剂掺量提高至7%时,凝结时间会缩短-延长。掺入市售聚羧酸减水剂的水泥净浆在静置30、60 min后再加入速凝剂,与同掺减水剂和速凝剂的水泥净浆相比,凝结时间延缓明显;但采用复合了保坍组分的自制聚羧酸减水剂再加入速凝剂,对水泥浆体的凝结时间影响不大。添加自制聚羧酸减水剂还会对掺无碱速凝剂水泥砂浆的1 d强度有一定的提高。