现代混凝土增韧防裂原理及应用

从水泥基体和增强纤维两个方面综述混凝土增韧防裂的原理,分析增韧防裂技术的影响因素和作用效果,介绍了典型应用工程。从分子、微观和细观三个层次,阐述了纳米材料、有机高分子材料和聚合物对水泥基体增韧的作用机制。从纤维 基体界面作用力、裂缝形成和非稳态扩展抑制等方面,论述纤维种类和特性对混凝土硬化前后阶段增韧防裂的作用规律。基体增韧与纤维增韧相结合,能够提高混凝土的抗拉强度、拉伸应变和断裂能,并有效降低裂缝宽度,抑制裂缝扩展。     

偏高岭土对超高性能混凝土流变及纤维分布的影响EI北大核心CSCD

为研究相同流动度下偏高岭土对超高性能混凝土(UHPC)浆体流变性能和静置状态下纤维分布的影响规律,采用流变性能试验、结构重建速率测试和图像分析技术,探讨了偏高岭土对UHPC浆体流变性能的作用机理,并使用结构重建速率表征纤维分散情况。结果表明:流动度相同时,浆体的屈服应力基本相同;随着偏高岭土掺量的增加(5%~10%),UHPC浆体的表观黏度逐渐增加,但其流变特性无明显变化;掺入偏高岭土可以提升浆体的结构重建速率,但减水剂用量的增加会削弱这种提升效果;浆体结构重建速率与静置状态下UHPC中的纤维分散具有良好的相关性,结构重建速率越高,纤维分散越好。     

2-氯-5-三氯甲基吡啶电化学脱氯合成2-氯-5-氯甲基吡啶

对2-氯-5-三氯甲基吡啶(TCMP)采用电化学脱氯合成2-氯-5-氯甲基吡啶(CCMP),考察了支持电解质、阴极材料及目数、反应温度和电流密度等工艺条件对上述反应的影响和TCMP及其脱氯中间产物的脱氯电位。结果表明:在乙酸锂、氯化锂、高氯酸锂、氯化铵、四丁基高氯酸铵中,乙酸锂为最佳支持电解质。各阴极材料上CCMP收率从高到低次序为:铜>铅>石墨>银>锌>镍。在优化条件下〔阴极液:含10%(体积分数)乙酸+5%(体积分数)水+0.2 mol/L乙酸锂+0.1 mol/L TCMP的甲醇溶液;阴极:80目铜网;反应温度:30℃;电流密度:前期电流密度为333 A/m~2,后期为166 A/m~2〕,0.1 mol/L TCMP能较高效地转化为CCMP,其收率可达56.9%。TCMP脱氯成2-氯-5-二氯甲基吡啶(DCMP)的电位明显正于DCMP脱氯成CCMP的脱氯电位,后者与CCMP进一步脱氯的电位则非常接近。     

铁路桥梁用高性能混凝土的力学性能试验研究

作为重要桥型之一的拱桥,跨径的不断增长是其重要发展趋势,而高性能混凝土为拱桥跨径的飞跃提供了有效载体。研究了C80~C100高性能混凝土的制备和力学性能评价,形成了铁路桥梁用C80~C100高性能混凝土的配合比,并揭示了立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量、剪切变形模量及泊松比等力学性能指标,为铁路桥梁用C80~C100混凝土的结构设计提供了取值依据。     

早强型高延性水泥基复合材料制备及其性能研究

为满足结构工程对修复材料提出的抗裂、增韧及早强的实际需求,研究了纤维类型、缓凝剂及早强剂对高延性水泥基复合材料(HDCC)的早龄期力学性能、凝结时间与荷载-位移特征的影响。结果表明,不同纤维增强HDCC的24h龄期抗折与抗压强度均分别超过了16,37MPa,表现出早强特征;进口PVA纤维增强HDCC表现出更大的弯曲荷载极大值与对应的跨中位移,国产2种PVA纤维的弯曲荷载极大值相当,跨中位移均小于进口纤维增强体系。缓凝剂则有效延长了凝结时间,早强剂提高了HDCC的抗折强度。将制备的HDCC材料在某桥梁工程箱梁的结构修补中得以应用,取得了良好的抗裂与增韧效果。     

高性能掺合料在矿井工程高强混凝土的应用

文章系统研究了利用高性能掺合料制备的矿井工程C60~C90高强混凝土的拌合物性能、抗压强度、抗水渗透、冻冻性以及抗碳化性能。结果表明,运用高性能掺合料制备的矿井工程高强混凝土具有粘度低、流动度高、抗压强度高、耐久性好等特点,满足冻结井筒井壁高强混凝土的浇筑要求。     

粗骨料超高性能混凝土流变与稳定性EI北大核心CSCD

为提升粗骨料超高性能混凝土(CA-UHPC)的流变与物相稳定性能,研究了硅灰、粗骨料和纤维用量对CA-UHPC流变性能的影响规律;建立了流变参数、纤维、骨料分布间的关系。结果表明:CA-UHPC呈剪切变稀行为,Modified bingham模型具有更准确的流变参数拟合结果,测试流动度宜控制在450~690mm。增加硅灰用量,屈服应力增大而黏度减小,剪切变稀现象弱化;增加粗骨料用量,屈服应力和黏度先降低后增加,剪切变稀现象加剧;增加钢纤维掺量,屈服应力和黏度均增加,并加剧了剪切变稀现象。硬化后试件从上至下,纤维分布减少,而骨料分布增多。粗骨料的整体均匀分散程度随骨料用量的增加而提升,但纤维会劣化粗骨料的均匀分散程度,且随纤维掺量增加,纤维和粗骨料均匀分布程度先升高后降低。     

超高性能混凝土拉伸力学行为的研究进展

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高比强度、突出韧性和优异耐久性的水泥基材料,其韧性立足于高强基体和高强纤维之间的高效协同机制基础之上,往往通过拉伸力学行为加以表征。从试验方法、基体和纤维三个角度综述了UHPC拉伸力学行为的研究进展情况,指出UHPC拉伸力学行为宜采用狗骨头状试件进行测试,具有明显的尺寸效应且受加载速率影响;合理优化材料组成、尺寸和分布是提高UHPC拉伸性能的有效途径;纤维种类对UHPC拉伸性能的影响最为显著,提高纤维增强因子和调控纤维分布有利于拉伸性能的提升。最后,从工程应用角度,提出了UHPC拉伸力学行为需要进一步加强研究的建议。     

粗骨料与钢纤维对超高性能混凝土单轴拉伸性能的影响

为了提高含粗骨料超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)的单轴拉伸性能,采用单轴拉伸试验和图像分析技术分别研究了粗骨料掺量、颗粒粒径对含粗骨料UHPC单轴拉伸性能和钢纤维在UHPC体系中分散性能的影响规律。结果表明,随着粗骨料掺量及颗粒粒径的增大,钢纤维在UHPC体系中的分散系数和取向系数显著降低,含粗骨料UHPC的单轴拉伸初裂强度、裂后强度和耗能也随之减小。根据粗骨料颗粒最大粒径与钢纤维体积分数、直径间的匹配关系式(Dmax=3df/(Vf)0.5),采用纤维混杂可以充分发挥多尺度纤维与具有不同粒径分布的骨料间的分级匹配关系;粗骨料体积分数和颗粒最大粒径分别为10%和10mm时,采用平直钢纤维(直径0.12mm、长度10mm、体积掺量1.2%)和端钩钢纤维(直径0.35 mm、长度20mm、体积掺量1.8%)混杂实现了含粗骨料UHPC的单轴拉伸性能的提升,其裂后强度和耗能分别为8.69 MPa和11.10J。     

超高性能混凝土制备关键技术及其工程应用实践

超高性能混凝土具备超高强、超高韧和超高耐久性等显著特性,可大幅促进土木工程的轻量化、高层化、大跨化和高耐久化,具有广阔的应用前景。然而,大规模应用超高性能混凝土过程中仍面临着原材料取材苛刻、施工粘度大、自收缩大等技术瓶颈。简要介绍了超高性能混凝土超高强、低粘度、低收缩、高韧性和高弹模的制备关键技术,及其应用于预制桥面板和板梁湿接缝的工程实践。