水泥基材料瞬时高温作用下的爆裂与力学性能

水泥基材料经瞬时高温作用后,随受火温度不同,表现出不同的爆裂与力学性能。研究了掺加不同矿物掺和料的水泥基材料在不同的瞬时高温作用后爆裂与力学性能的影响。结果表明：在100 ℃和300 ℃瞬时高温作用下,所有试样外观完整,未发生爆裂;600 ℃时,所有试件发生粉碎性爆裂。与室温下水泥基材料的物理力学性能相比,在经历瞬时100 ℃作用后,试样的抗压、抗折强度损失率分别达到15%和30%以上;经受300 ℃作用后,强度恢复至室温时强度水平;温度高于300 ℃时,随温度的升高,强度逐渐降低;当温度高于600 ℃时,强度急剧衰减。其中,复掺20%矿粉和10%硅灰的试样经历的低温(≤300 ℃)作用后,抗压、抗折强度均随温度的增加而提高。SEM分析表明,经600 ℃高温作用2 h后,硬化水泥浆体C-S-H整体结构疏松,水化产物连续相被分割为非连续相。     

高温烧结粉煤灰-页岩制品的性能研究

采用半干压成型法,研究了粉煤灰-页岩二元体系在不同烧结制度下的物理力学性能变化规律,结果表明:粉煤灰与页岩的配合比和烧结温度对烧结制品的性能影响显著,制品烧结收缩与其密度、吸水率及开气孔率成负相关性.在本试验条件下,粉煤灰掺量为50%、烧结温度为1000℃时制品的综合性能最佳,但烧结温度过高时易出现反致密化现象,1100℃时坯体已膨胀变形.     

Ⅱ级粉煤灰对混凝土早期抗裂性能影响的实验研究

利用环形约束收缩实验装置测量了不同粉煤灰掺量混凝土的早期约束收缩,结合水泥—粉煤灰体系水化热的测定,研究了Ⅱ级粉煤灰对混凝土早期抗裂性能的影响,从粉煤灰对水泥—粉煤灰体系水化的延缓作用和对水泥石的微集料约束效应方面探讨了粉煤灰改善混凝土早期抗裂性能的机理。实验结果表明:Ⅱ级粉煤灰的掺量不大于50%时,随着掺量的增加,水泥-粉煤灰体系水化放热总量减少,水化温峰降低,水化温峰出现时间滞后;配合比及其他参数固定,粉煤灰掺量不超过30%时,粉煤灰掺量高的混凝土约束收缩小,混凝土的抗裂性能得到明显改善。     

碳化处理对再生微粉吸附Pb2+行为与机理的影响

随着工业的发展,大量含铅废弃物被排放到环境中,给水体带来了严重的污染。本研究采用经碳化处理的再生混凝土微粉(CRCF)作为吸附剂,针对硝酸铅配制的铅污染溶液开展吸附试验,并测试分析了吸附剂的物相、微观结构和稳定性。研究表明,CRCF对Pb²⁺具有良好的吸附效果,24 h后可达到93.1%(质量分数,下同)的去除率;CRCF对Pb²⁺的吸附稳定性较高,吸附后仅有极少量的Pb²⁺浸出;吸附反应中,Pb²⁺静电吸附在CRCF表面,与CRCF发生离子交换并在表面形成碳酸盐沉淀,最终主要以碳酸盐的形式固定在CRCF中;CRCF可作为一种低成本的Pb²⁺高效吸附剂,可有效应用于含铅废水的治理,实现废物资源化再利用。     

粉煤灰制品烧结过程中的微观结构变化

纯粉煤灰颗粒在1000℃时发生熔融,球型颗粒尺寸减小,颗粒间存在较弱的连接;1100℃时球型颗粒消失,试样熔融成一体.高温显微镜图片表明,制品的烧结过程可以分为4个阶段.掺加了50%页岩的粉煤灰试样在1000℃时即生成液相,填充颗粒间的孔隙提高了试样的密实度,增加了试样在高温时的流动性,并可以使莫来石在1100℃时发生热分解.达到烧结温度点后,试样的焙烧温度越高,断面边界处的轮廓越明显.     

掺矿物掺合料盾构管片混凝土的高温性能研究

混凝土作为盾构隧道中钢筋混凝土管片结构的关键组成部分,与钢筋混凝土结构的稳定性与耐久性密切相关,而不同矿物掺合料制备的混凝土性能存在差异。在800℃条件下,以所设计的混凝土钢筋保护层厚度处(50 mm)温度达到250℃的时间确定为耐火极限,研究了不同矿物掺合料制备的盾构管片混凝土在高温作用下的性能。结果表明:混凝土试件在经历高温作用时,其中心处的温度变化速率包括成峰,波动和平稳三个阶段。掺加25%矿粉试件(J2)的耐火极限为19 min,爆裂面积为7.06 cm2,测试结果优于纯水泥体系试件(J0)和掺加20%粉煤灰试件(J3)。J0,J2和J3达到耐火极限后冷却36 h的物理力学性能损失率相近:抗压强度损失率约为50%,弹性模量损失率约为40%。此外,J0,J2和J3的超声波声速值约为2.5 km/s。     

纳米压痕测试技术在GFRP材料中的应用综述

近年来玻璃纤维树酯复合材料(GFRP)广泛应用于各类工程领域,它在服役环境中的性能劣化过程相对复杂,需要联系其宏微观特征变化进行深入研究.利用纳米压痕技术测试GFRP中各组分的微观力学性能有助于建立材料微观与宏观尺度之间性能的相互联系,为深入探讨GFRP的性能演化提供依据.然而,在利用纳米压痕对GFRP进行检测过程中,由于约束效应、树酯堆积效应和粘弹性效应等作用的影响,会导致测量值与真实结果之间产生偏差.本文从纳米压痕技术的基本原理入手,对其在测试GFRP内玻璃纤维、树酯基体和界面三类区域时的既有研究进行归纳总结,逐一分析导致测量误差的原因并提出了相应的解决方案或研究方向.在引起测量误差的各类原因中,树酯堆积效应和粘弹性效应将导致树酯部分的测量结果偏高,但对纤维的测量结果几乎不会产生影响.纤维约束效应对GFRP各区域纳米压痕结果的准确性均有明显影响,且通过理论分析可知纳米压痕测试中约束效应对测试结果的影响普遍存在于所有复合材料之中.为探析此效应对测试结果的影响,已有学者展开了实验和模拟研究,但既有研究对数据结果的分析较为浅显,尚未形成完整体系.鉴于约束效应对测量结果的影响,本文还对GFRP中纤维和树酯的界面状态进行了初步的理论分析.最后,为更加准确地表征GFRP的微观性能,笔者还在后续所需要深入探讨的研究方向中提出了相关建议.     

瞬时高温混凝土性能的测试方法

混凝土经历高温作用后的性能劣化对火灾后钢筋混凝土结构的稳定性与耐久性具有重要意义,而混凝土高温性能测试方法是确定混凝土高温性能劣化程度的基础.根据混凝土高温性能劣化的特征,提出一种新型测试方法:在800℃,以所设计的混凝土钢筋保护层厚度(50 mm)处温度达到250℃的时间确定为耐火极限.然后以该耐火极限为基准,根据混凝土试件内部温度场的变化、高温处理后的物理力学性能、混凝土试件的超声波检测、爆裂程度等参数,测试不同混凝土达到耐火极限时,其性能的劣化程度.通过对3组C50混凝土进行测试,结果表明:本测试方法具备简便易行,结果可靠,测试全面的特点.     

废弃聚苯颗粒对多孔烧结制品性能的影响

通过对废弃聚苯颗粒(waste polystyrene granule,WPG)燃烧特性的分析,研究了烧成制度对掺WPG的粉煤灰页岩多孔烧结制品性能的影响.结果表明:在WPG燃烧阶段延长烧成时间,有利于烧结过程的进行,试件的尺寸收缩率略有增加;与直接升温到1000℃相比,在WPG挥发分燃烧阶段(380℃)延长烧结时间1h,试件的抗压强度提高了9.91%,在WPG固定碳燃烧阶段(480℃)延长烧结时间1h,试件的抗压强度提高了18.13%;在480℃下延长烧结时间1h的试件其微观结构要优于在380℃下延长烧结时间1h的试件.在480℃下延长烧结时间1h可制备出抗压强度为20.4MPa、密度为1.52g/cm3、显气孔率为39.53%的烧结制品.