青岛地区自然环境条件下混凝土内部温度响应及温度作用谱研究

通过理论分析,提出了一种新的自然环境温度作用谱,并通过实测数据验证了其合理性.通过对遮挡与未遮挡两种条件下不同深度处混凝土内部温度实测数据的研究,得到了这两种条件下混凝土内部响应温度一维传输规律.结果表明:不论遮挡还是未遮挡条件下,混凝土内部温度响应与自然环境温度作用存在很强的相关性.但在这两种条件下混凝土内部温度响应波幅、混凝土内部温度与自然环境温度极值大小之间的关系、响应敏感度之间存在差异.     

水灰比和扩散时间对全浸泡混凝土扩散的影响

为了研究水灰比、全浸泡时间、自由扩散时间对氯离子在混凝土内传输的影响。设计五组不同水灰比的普通混凝土构件,对其进行氯盐浸泡试验,浸泡1、2、4、8周和在浸泡周期基础上全密封再进行自由扩散分别6个月以及12个月后用混凝土打磨机磨粉,采用硝酸银化学滴定法检测构件中的自由氯离子含量,最后利用菲克第二定律拟合表观氯离子扩散系数。试验结果表明:随着扩散时间的延长,自由氯离子含量和扩散系数逐渐降低,全浸泡阶段扩散时间对其影响显著。然而,随着水灰比的增大,自由氯离子含量和扩散系数增大。     

混凝土内部温湿度响应参数分析:水分扩散系数与导热系数

混凝土的水分扩散系数和导热系数是联系服役环境与混凝土内部微环境的桥梁.本工作基于Fick第二定律与Boltzmann转换,获得了不同水灰比的成熟混凝土内部相对湿度与水分扩散系数的关系,揭示了成熟混凝土内部相对湿度与水灰比对混凝土水分扩散系数的影响规律.本工作还建立了干燥状态下普通混凝土导热系数与密度的关系,结合描述等温吸附曲线的BSB模型,建立了考虑混凝土密度与混凝土内部相对湿度的混凝土导热系数模型.     

水泥水化产物——水化硅酸钙(C-S-H)的研究进展

水化硅酸钙(C-S-H)作为水泥基材料的主要水化产物,决定着水泥基材料的强度发展、收缩、徐变和结构的服役寿命,被称为水泥基材料的"基因".对C-S-H组成、结构和性能的充分认识有助于理解水泥基材料微结构的形成机理,进而对其性能进行自下而上的设计和调控.近年来先进测试和分析技术的发展为C-S-H基本性能的研究提供了新思路.C-S-H的成核生长理论、力学性能提升以及形貌调控等逐渐成为当前研究热点,已取得重要进展.学者们大多采用合成的方法制备体系纯净且具有一定结晶度的C-S-H,并以此研究水泥体系中无定形C-S-H凝胶的基本性能.研究发现,双分解合成C-S-H的成核生长过程中存在球形中间体,其最终转化为箔片状形貌的产物,遵循非经典的成核生长方式.在亚粒子尺度,越来越多的结构信息表明,与尖乃石相比,C-S-H的结构与托贝莫来石更为接近;在粒子尺度上,CM凝胶系列模型被广泛应用于解释C-S-H比表面积等物理参数以及水泥基材料收缩徐变的机理.C-S-H的Ca/Si、含水量、硅链聚合程度以及形貌等微纳结构的广泛研究为建立C-S-H微纳结构与宏观性能之间的联系提供了丰富的数据支撑.对C-S-H进行本征结构调控有望从根本上改善水泥基材料韧性差的力学特征,许多学者试图从孔结构调控、有机和无机复合材料构建以及纳米材料改性等方面提升C-S-H的力学性能,取得了一定突破.本文系统总结了C-S-H的合成方法、成核生长理论、结构模型;主要从Ca/Si、含水量、硅链聚合程度以及形貌四个方面综述了C-S-H的微纳结构;围绕形貌和力学性能介绍了C-S-H的调控和设计方法;分析了目前存在的研究不足并提出了未来的发展方向,以期为全面认识C-S-H以及水泥基材料的性能调控提供借鉴.