粉煤灰砂浆自生收缩和干燥收缩关系的研究

为了揭示粉煤灰对水泥基材料自生收缩和干燥收缩间的定性和定量关系，分别测定了质量分数为0．30，0．45和0．60的超细低钙粉煤灰或I级低钙粉煤灰砂浆从加水养护1d至120d的自生收缩(ε1)和干燥收缩应变值(ε2)。试验结果表明，早期(7d内)粉煤灰砂浆的自生收缩会比基准砂浆低，粉煤灰对砂浆自生收缩的作用受到粉煤灰自身活性和粉煤灰取代水泥质量分数的影响，粉煤灰活性高，其砂浆早期自身收缩大，后期自身收缩随粉煤灰取代水泥质量分数的增加而减小。提出的回归模型ε1／ε2＝e^σt^-b能够很好地反映随时间延长，水泥基材料自生收缩在总干燥收缩中所占的比率。     

生活垃圾焚烧炉渣水稳定性试验研究

以福州红庙岭生活垃圾焚烧炉渣为试验对象,测试不同吸水时间和干湿循环次数下炉渣试件无侧限抗压强度和CBR的变化规律,揭示炉渣填料在水作用下的强度变化特征。结果表明:炉渣试件无侧限抗压强度和CBR随吸水时间和干湿循环次数的增加而增大,具有良好的水稳定性。炉渣的强度主要依靠水泥熟料和活性物质化学反应产生水化产物形成的,这使得炉渣在潮湿路基的回填、管槽周边的回填具有显著优势。     

干湿循环作用对煤矸石稳定膨胀土行为的影响

以煤矸石粉掺入膨胀土中改良膨胀土的胀缩性行为,实现固体废弃物煤矸石再利用为目的.将不同掺量的煤矸石粉加入膨胀土中,进行干湿循环试验,检测试件的含水率、轴向胀缩变形量和强度变化.通过压汞试验获得试样的孔隙特征值,从微观角度揭示膨胀土胀缩行为机理.试验结果表明:吸水膨胀后的试样最终含水率随干湿循环次数的增加而降低,干燥收缩后的试样最终含水率随干湿循环次数的增加而增加;随干湿循环次数的增加,收缩和膨胀试样最终轴向应变逐渐减小,这与含水率变化规律一致;绝对膨胀率和收缩率在第1次循环中达到最大值,此后逐渐减小并趋于稳定.随着干湿循环次数增加黏聚力增强而内摩擦角有所降低,掺加6％煤矸石粉后使膨胀土试样的抗剪强度增大.从孔隙特征分析,试样的膨胀率和收缩率得到抑制,强度增加的主要原因在于掺入煤矸石粉改变了膨胀土的孔径分布.     

水泥砂浆的早龄期热膨胀系数的时变特征

为了测定水泥基材料的早龄期热膨胀系数,并揭示和把握其时变特征、影响因素,通过自行设计的实验方法抑制早龄期胶凝材料的水化和自收缩的发生,获得水泥砂浆的单纯温度变形随测试温度变化的规律,从而求得热膨胀系数,进而以水化龄期为参数获得热膨胀系数的时间依存特征。结果表明:以–2～3℃作为测试变温区间能有效抑制水泥的水化进程和自收缩,从而获得砂浆的单纯温度变形;砂浆的早龄期热膨胀系数随龄期增加的变化表现为急剧下降、缓慢回升和持续稳定3个基本阶段;随着水泥用量的减少和水灰比的提高,砂浆的热膨胀系数特征值(最大值、最小值和稳定值)增大。     

温度对水泥乳化沥青砂浆早期膨胀特性的影响

模拟现场施工条件，测定了不同温度下灌注袋中的中国铁路轨道系统Ⅰ型水泥乳化沥青（cementandemulsifiedasphalt，CA）砂浆膨胀率随时间变化，并测定了浆体pH值随时间的变化。研究发现CA砂浆早期膨胀可分为4个阶段：混合后0-3h，砂浆收缩；3-6h，砂浆迅速膨胀；6-10h，砂浆再收缩：10h以后，砂...     

硫酸钠盐结晶对混凝土破坏的影响

研究了Na2SO4盐结晶对干湿循环作用下混凝土剥蚀破坏、膨胀率和强度的影响,以及降温作用下Na2SO4溶液体积膨胀率和结晶压的变化.结果表明:Na2SO4盐结晶产生的混凝土膨胀和剥蚀破坏随着盐浓度和干湿循环次数的增加明显增大,且超过一定循环次数后,经干燥后的混凝土非但不收缩,反而继续膨胀.在降温作用下,Na2SO4溶液盐结晶体积膨胀率和结晶压随着盐浓度增加显著增大,且开始出现膨胀和结晶压的温度也提高,其产生的盐结晶压可超过7MPa,足以引起混凝土破坏.     

水泥改性膨胀土在侵蚀环境下的干湿循环效应研究

为了研究水泥改性膨胀土在复杂环境条件下的稳定性及耐久性,设计了室内模拟试验,探讨了纯净水、不同浓度及不同种类的化学溶液在干湿循环作用下对水泥改性膨胀土的侵蚀效应.从初始至破坏状态,记录了试样的宏观裂隙开展过程及体积的变化情况,对比分析了相应的荷载位移曲线及峰值强度,得到了水泥改性膨胀土在不同侵蚀环境下的力学特性随干湿循环次数的变化规律,并对相应的作用机理进行了分析.试验结果表明,侵蚀环境的干湿循环作用对水泥改性膨胀土的力学特性有明显的影响,且随着侵蚀溶液的浓度和干湿循环次数的递增而变得愈加显著.     

水泥净浆、砂浆和混凝土等温干燥过程对抗压强度的影响

研究了水泥净浆、砂浆和混凝土的等温干燥过程对抗压强度的影响,从微观尺度上分析了干燥对强度的影响机理。结果表明:等温干燥对水泥基材料抗压强度影响显著;干燥后混凝土抗压强度的增长主要来自水泥净浆的强度提高,且增强效应与净浆质量分数呈对数关系;水泥净浆、砂浆、混凝土的干燥变形具有先膨胀后收缩特征,混凝土干燥过程及其变形取决于水泥净浆的干燥失水与变形;干燥后水泥净浆和砂浆孔隙率与平均孔径均显著增大,净浆孔隙率增大主要源于100nm小孔的增多,而砂浆孔隙率增大主要源于100～1 000 nm毛细孔的增多;干燥后水泥水化产物密实度提高,但骨料与水泥水化产物间粘结减弱,混凝土干燥后强度的改变是水泥水化产物密实度提高引起的强化效应和孔隙率增大、微裂纹扩展引起的劣化效应共同作用的结果。     

EDTA改性CaAl-LDH对水泥基材料性能的影响

本文以乙二胺四乙酸二钠作为改性剂，通过焙烧还原法成功制备出改性CaAl-LDHs阻锈剂(CaAl-EDTA LDH),并探明了CaAl-EDTA LDH对水泥基材料宏观性能(流动度、凝结时间、力学性能)及微观性能(产物组成、水化热、孔结构)的影响规律。此外，成型了内埋钢筋的砂浆试件，设置了两种腐蚀模式(内掺氯盐+干湿循环、干湿循环),模拟测试不同掺量(0%、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%,质量分数)CaAl-EDTA LDH对实际钢筋混凝土体系的防护效果。结果表明，掺量为0.5%和1.0%的CaAl-EDTA LDH会促进水泥矿物溶解，提高水化放热量，使砂浆早期强度提升。但是EDTA自身具有缓凝效果，当CaAl-EDTA LDH掺量为4.0%时，砂浆水化放热量及早期水化产物生成量严重降低，而28 d净浆总孔隙率增加了4%左右。腐蚀试验结果表明干湿循环模式下CaAl-EDTA LDH未表现出阻锈性能，而在双重腐蚀模式下，CaAl-EDTA LDH在经历90次干湿循环后仍对砂浆中的钢筋存在优异的防腐效果，但掺量应控制在1.0%～2.0%。本文开发的新型阻锈剂对延长钢筋混凝土寿命、提...     

海水干湿循环下玄武岩纤维增强珊瑚混凝土耐久性

测试了海水干湿循环下玄武岩纤维增强珊瑚混凝土(BFRCC)的质量和强度变化,并分析了基体的水化产物和微观结构,研究了BFRCC的耐久性。结果表明:随着侵蚀次数的增加,各BFRCC质量都逐渐增大,而抗压强度则呈现先增长后降低的趋势;同时在不同干湿循环次数下,掺入1%BF的BFRCC试样质量和强度变化幅度最小,这说明1%体积分数的BF可显著提高基体的耐久性;热重分析与扫描电镜分析得出,基体性能的变化主要是外界侵蚀离子在内部形成C-S-H、AFt和Ca(OH)2等产物。     

低温干湿循环条件下砂浆抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水胶比水泥砂浆试件在低温干湿循环条件作用下的抗硫酸盐侵蚀性能.试验制作了0.36与0.5两种水胶比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及矿粉-硅灰复掺的水泥砂浆试件,检测了试件标养28 d后的孔结构及各试件在(5±1)℃的3％Na2 SO4溶液中干湿循环后的强度、动弹性模量变化情况,对砂浆在低温干湿循环条件下的抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价,并分析了检测指标间的相关性.结果表明:低温干湿循环条件下,0.5水胶比砂浆抗硫酸盐侵蚀性能低于0.36水胶比砂浆,抗硫酸盐侵蚀性能随着水胶比的降低而提高;低水胶比砂浆复掺矿粉-硅灰后抗低温干湿循环条件下的硫酸盐侵蚀性能提升明显;两个水胶比砂浆的相对动弹模均与抗压强度高度相关.     

早龄期磷酸钾镁水泥砂浆的抗冻性评价

为了研究早龄期磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆的抗冻性,测试了在水和5%(质量分数)Na₂SO₄溶液中快速冻融早龄期MKPC砂浆试件的强度、体积变形和吸水率,分析了其物相组成和微观形貌,并将其与水化28 d的MKPC砂浆试件相比较。结果表明,快速冻融循环环境下,早龄期MKPC砂浆试件(水化龄期超过1 d)的强度衰减程度低于水化28 d的MKPC砂浆试件,经受225次冻融循环后,早龄期MKPC浆体试件的剩余强度与28 d水化龄期的MKPC砂浆试件接近,在硫酸盐冻融循环环境下MKPC砂浆试件的强度衰减程度低于水冻融循环环境下的MKPC砂浆试件。早龄期MKPC砂浆试件(水化龄期超过1 d)在冻融循环环境下有较好的抗变形能力,且明显优于水化龄期28 d的MKPC试件。水冻融循环环境下MKPC砂浆试件的抗变形能力优于硫酸盐冻融循环环境下的MKPC砂浆试件。冻融循环过程对水化28 d的MKPC砂浆硬化体孔结构的劣化作用强于水化1 d的MKPC砂浆硬化体。经受硫酸盐冻融循环的MKPC砂浆硬化体的开口孔隙率低于同条件的水冻融循环MKPC硬化体。     

水泥乳化沥青砂浆静态力学性能与组成的关系EI北大核心CSCD

基于背散射电子成像、扫描电子显微镜等微观实验结果,运用Hashin复合球模型,从水泥水化产物、水泥凝胶骨架、水泥沥青复合胶凝体系和水泥乳化沥青(CA)砂浆4个尺度,建立了CA砂浆的静态受压力学模型,分析了CA砂浆弹性模量ECA、抗压强度f与组成的关系。结果表明:水泥水化物相体积分数VCH是影响CA砂浆弹性模量ECA和抗压强度f的主要参数;沥青视为气孔或低模量组分时,CA砂浆静态弹性模量ECA与水泥水化物相体积分数VCH、抗压强度f与胶空比x,均存在幂函数的关系,且R2>0.8;试验与模型分析表明,CA砂浆中水泥水化物为连续相并构成复合胶凝体骨架,沥青穿插其中,沥青对CA砂浆静态强度和弹性模量贡献较小。     

持续荷载与干湿循环耦合作用下混凝土毛细吸水性能试验研究

荷载与干湿循环作用均对混凝土内部物质传输和混凝土结构服役寿命有着关键性影响。为研究荷载与干湿循环耦合作用下混凝土毛细吸水性能,对混凝土试件分别施加0%、10%、20%、35%荷载水平的持续压荷载,并观察不同荷载水平第1次、3次、7次干湿循环吸水过程中管内水位的变化,处理得到吸水过程前300 min的累计吸水量曲线。研究结果表明:混凝土的累计吸水量以及各个阶段的吸水率与干湿循环次数成负相关;干湿循环次数相同时,混凝土初始吸水率S₁随荷载水平增加存在阈值,且阈值随干湿循环次数增加而减小;混凝土初始吸水率S₁与后期吸水率S₂之间的差值随干湿循环次数的增加而减少;建立的相关回归模型能够较好地描述荷载与干湿循环耦合作用下混凝土毛细吸水性能的变化趋势。     

水泥乳化沥青砂浆静态力学性能与组成的关系

基于背散射电子成像、扫描电子显微镜等微观实验结果,运用Hashin复合球模型,从水泥水化产物、水泥凝胶骨架、水泥沥青复合胶凝体系和水泥乳化沥青(CA)砂浆4个尺度,建立了CA砂浆的静态受压力学模型,分析了CA砂浆弹性模量E_(CA)、抗压强度f与组成的关系。结果表明:水泥水化物相体积分数V_(CH)是影响CA砂浆弹性模量E_(CA)和抗压强度f的主要参数;沥青视为气孔或低模量组分时,CA砂浆静态弹性模量E_(CA)与水泥水化物相体积分数V_(CH)、抗压强度f与胶空比x,均存在幂函数的关系,且R~20.8;试验与模型分析表明,CA砂浆中水泥水化物为连续相并构成复合胶凝体骨架,沥青穿插其中,沥青对CA砂浆静态强度和弹性模量贡献较小。     

应用无接触电阻率法研究矿渣水泥的早期水化

通过电阻率变化探讨水泥水化早期阶段的特性.结果表明:在波特兰水泥中加入矿渣,电阻率先随矿渣掺量的增加而增加,水化1d后电阻率随掺量的增加而降低;当加入NaOH时电阻率先逐渐降到最小值,当水化进入到凝结硬化阶段,电阻率快速增加并超过波特兰水泥;当加入NaSO4时电阻率发展早期比较平缓,后期有迅速的增加.对各试样的孔结构参数进行了测试,结果表明孔结构与电阻率有一定的对应关系.     

纳米硅粉改性塑料砂浆力学性能及收缩研究

为解决塑料掺入引起的混凝土强度降低问题,以质量分数0%、1%、3%、5%的纳米硅粉等质量替换水泥,通过测试压缩强度、弯曲强度、自收缩和干缩值,来研究纳米硅粉对塑料砂浆的改性作用。研究表明,掺入纳米硅粉后,纳米硅粉对砂浆水化的促进作用主要发生在早期,使得塑料砂浆的压缩强度和弯曲强度均有大幅提高,并且自身收缩值和干燥条件下收缩值也显著增大。试验结果结合实用性和经济性,得出1%的纳米硅粉掺量能适用于工程中。     

碱式硫酸镁水泥混凝土在硫酸盐溶液中的损伤过程研究

采用干湿循环的试验方法研究碱式硫酸镁水泥(BMSC)混凝土抗硫酸盐腐蚀性能.以质量变化和相对动弹模量作为评价指标,研究了不掺加矿物掺合料(BMSC)、掺加30％粉煤灰(BMSC-F)碱式硫酸镁水泥和普通硅酸盐水泥(POC)混凝土抗硫酸盐腐蚀性能.结果表明:干湿循环前期,混凝土的质量缓慢增加;后期,混凝土的质量损失比较明显.在干湿循环的环境下,BMSC混凝土的Erd变化包括以下4阶段:上升段,缓慢下降段,线性上升段,加速下降段;POC混凝土的Erd随着干湿循环次数的增加,呈现先升高后下降的趋势.同等条件下,BMSC混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能优于POC混凝土;掺加粉煤灰有利于提高BMSC混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力.     

干湿循环条件下玄武岩纤维水泥土力学强度试验研究

为保证干湿条件下水泥土工程特性,在水泥土中掺入玄武岩纤维,研究水泥掺量、纤维掺量、干湿循环次数对水泥土力学强度的影响规律。结果表明,干湿条件下,随水泥掺量或纤维掺量的增加,水泥间接抗拉强度提高较抗压强度明显;同一干湿次数下,水泥掺量增加1%,纤维水泥土抗压强度、间接抗拉强度至少分别提高12%、15%;纤维掺量为0.3%的水泥土力学强度达到最大值,纤维掺量≤0.3%时,纤维掺量增加0.1%,抗压强度和间接抗拉强度分别平均提高了18%、26%;纤维水泥土力学强度均随干湿次数增加先增大后减小,干湿次数为5次时,力学强度达到最大值。     

不同水胶比高性能混凝土内部自干燥与干湿循环影响试验

混凝土内部相对湿度是影响混凝土性能状态的重要因素.为研究不同水胶比、不同粉煤灰(FA)掺量对高性能混凝土自干燥效应的影响以及干湿循环过程中混凝土内部相对湿度(IRH)变化规律,首先对4种不同配合比的混凝土试件采用双层锡箔纸密封包裹处理,并对其自干燥现象持续70 d监测,然后对不掺粉煤灰0.3水胶比的混凝土试件进行不同时段的浸水和自然干燥多次循环试验,模拟混凝土在干湿循环历程中其IRH变化规律.试验表明:在密封状态下,高性能混凝土内部相对湿度变化存在两个时期,即湿度饱和期(相对湿度100％)和湿度下降期;相同水胶比下,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的湿度饱和期增长,自干燥作用较缓慢,掺量35％FA的混凝土尤为明显;0.4水胶比掺35％FA的混凝土试件内部相对湿度基本无变化,几乎不存在自干燥现象.在干湿循环过程中,湿度上升(浸水)的速率明显大于湿度下降(干燥)的速率,随干燥时间增长,其内部相对湿度下降的速率逐渐变慢;随着干湿循环次数的增加,混凝土内部相对湿度变化速率逐渐减小.