龄期和掺合料对混凝土孔隙影响的分形学评价

为研究龄期和掺合料对混凝土孔隙的影响，采用压汞法测试不同龄期和不同掺合料混凝土的孔结构参数，并计算混凝土孔隙的体积分形维数，探究孔隙体积分形维数的变化及其与强度和耐久性的关系。结果表明：混凝土的孔结构具有明显的分形特征，随着龄期的增长，孔隙率逐渐降低，而孔隙体积分形维数逐渐增大，混凝土孔隙结构越来越不规则；不同掺合料混凝土孔隙体积分形维数与强度和氯离子渗透系数都有一定相关性，强度随分维的增大而增大，氯离子渗透系数随分维增大而降低；掺合料会影响混凝土孔隙结构，掺加矿粉会使混凝土的孔隙率降低，孔隙体积分形维数增大，而掺加粉煤灰会使混凝土早期孔隙率增大，孔隙体积分形维数降低。     

清水混凝土表面性能的分形研究

利用分形方法研究粉煤灰与膨胀剂复合掺入到混凝土中对清水混凝土表面性能的影响。通过混凝土表面分形维数及表面平整度的研究，表明粉煤灰与膨胀剂的复合掺入对混凝土表面平整度和光泽度的改善效果是明显的；混凝土表面的分形维数一般在2．0～2．1之间，混凝土表面越粗糙，其分形维数也越大，分形维数越接近于2．0，混凝土表面越平整。     

基于分形理论的泡沫混凝土强度研究

利用分形理论对泡沫混凝土的微观结构进行了深入分析，通过MATLAB语言编写程序，对泡沫混凝土的微观结构图片进行了分形维数的计算，分析了粉煤灰掺量不同时，泡沫混凝土的分形特征。通过设计抗压强度试验，研究粉煤灰掺量对泡沫混凝土28d抗压强度的影响，并建立数学回归方程，将分形维数与泡沫混凝土的抗压强度联系起来，对理论值与实测值进行对比研究。分析结果表明：泡沫混凝土的分形维数在1.4~1.9之间；随着粉煤灰掺量的增大，分形维数加大，28d抗压强度减小；28d抗压强度的计算值与实测值较为接近，相对误差最大为1.76%，证明了拟合公式的可靠性。     

分形理论在我国混凝土材料科学研究中的进展

解释了分形的不同定义，综述了分形理论在我国混凝土材料科学研究中的进展情况，列出了在混凝土分形特征方面的研究成果，以推进分形理论在各个学科的迅速发展。     

混凝土材料断裂表面的多重分形特征研究

采用投影覆盖法结合激光三角测试技术，直接测定了混凝土断裂表面分维值。根据多重分形理论，分析了断裂表面的多重分形性质与材料组成的关系，同时给出了混凝土断裂表面多重分形的特点。结果表明，不同材料组成的混凝土断面分形谱形态基本,相同它们的分维值域随水胶比，集料粒径和集料品种的变化而变化。     

不同分维骨料级配对混凝土性能影响的研究

应用分形理论对混凝土不同级配骨料进行分析研究，对骨料自身所表现出来的分形现象进行分析。测定不同分形维数的级配骨料对混凝土试件的28d强度的影响，并结合实际工程案例进行研究。     

分形理论在混凝土损伤表面的应用

总结了分形理论在表征和分析混凝土断裂、磨蚀等损伤表面中的应用，介绍了裂缝扩展的分数维值的计算方法，为进一步利用分形理论深入研究混凝土打下基础。     

清水混凝土表面性能的分形研究

利用分形方法研究粉煤灰与膨胀剂复合掺入到混凝土中对清水混凝土表面性能的影响。通过混凝土表面分形维数及表面平整度的研究,表明粉煤灰与膨胀剂的复合掺入对混凝土表面平整度和光泽度的改善效果是明显的;混凝土表面的分形维数一般在2.0～2.1之间,混凝土表面越粗糙,其分形维数也越大,分形维数越接近于2.0,混凝土表面越平整。     

混凝土断裂能尺寸效应的修正分形方法

提出了混凝土断裂能尺寸效应的修正分形方法。首先，根据混凝土的断裂特性，认为小尺寸混凝土构件的主宏观裂缝是一条分形曲线，而大尺寸混凝土构件的主宏观裂缝由分形曲线和直线两部分组成。然后，根据能量等价原理，导出了混凝土名义断裂能的计算公式。该公式反映了混凝土实验中所观测到的宏观物理现象，即混凝土名义断裂能随着构件尺寸的增大而增大，而且当构件尺寸趋向无穷大时，名义断裂能趋近于常数。最后，将理论预测与6组混凝土实验进行了比较，从而证实了本文方法的有效性。     

混凝土中的分形方法研究

介绍了分形几何学的基本概念和分形维数的测量方法,对混凝土级配的分形描述、混凝土孔隙、裂缝的分形特征、混凝土的分形断裂能等作了介绍,并对分形几何学在混凝土材料研究中的应用前景作了展望。     

基于分子动力学模拟的再生剂-老化沥青扩散机理

采用Materials Studio(MS)分子动力学模拟软件对再生剂-老化沥青扩散体系进行研究.以沥青四组分试验为基础,选取12种分子模型构建再生剂分子组、复合水老化沥青分子组和复合紫外老化沥青分子组.针对在不同模拟时间、模拟温度和沥青成分条件下的老化沥青扩散体系进行模拟,得到扩散体系的扩散系数.结果 表明:随着模拟时间的延长,再生剂在老化沥青扩散体系中的扩散系数变小,同时在复合紫外老化沥青扩散体系中的扩散系数小于复合水老化沥青扩散体系;随着扩散温度的增加,扩散系数增速逐渐变缓;再生剂中油性成分(芳香分和饱和分)的扩散系数大于极性成分(胶质和沥青质),芳香分由于多为链状且相对分子质量较小,其扩散速率在4种组分中最快.     

氯离子在聚合物涂层砂浆试样中的扩散——普通扩散试验结果及其与加速稳态试验结果的比较

用普通扩散试验测量了不同聚合物涂层砂浆试样的氯离子扩散系数，并将其与加速扩散试验结果进行了比较。结果表明，为了通过稳态方法获得试样的氯离子扩散系数，普通扩散试验需要1a左右的时间，而加速试验方法只需14d左右，2种测量方法所得到的聚合物涂层的氯离子扩散系数处于同一个数量级，说明加速方法是一种评价聚合物涂层氯离子扩散性的好方法。     

带裂缝混凝土氯离子扩散作用试验研究及数值模拟

为了准确评估带裂缝工作混凝土结构的耐久性能,针对氯离子在带裂缝混凝土中的扩散过程进行研究。提出了无损制备裂缝的方法,可高效易行地在混凝土侧面及内部产生裂缝。对带裂缝的水泥砂浆试件进行氯盐溶液浸泡试验,深入研究了单缝和双缝试件中氯离子的扩散作用,修正了氯离子的扩散系数,并对带裂缝混凝土的氯离子扩散过程进行了数值模拟。研究结果表明:氯离子会沿裂缝发展方向及垂直于裂缝发展方向扩散,随着水灰比的减小,砂浆试件的抗氯离子扩散性能明显提高,在一定范围内,当裂缝间距增大,双缝间的氯离子扩散交互影响作用明显减小,ANSYS软件的模拟结果与试验数据吻合良好。     

孔隙分形修正的混凝土中氯离子扩散系数

在已有的氯离子扩散理论和孔隙分形理论的基础上,提出小孔的孔轴线分形维数表征氯离子扩散的曲折度、大孔的孔表面分形维数修正孔隙率,并推导得到基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数模型。通过分析龄期为14 d 和28 d 不同配比混凝土的基于孔隙分形的氯离子扩散系数模型的计算结果和快速氯离子扩散试验（ASTM C1202）电通量,发现两者之间有良好的线性关系。采用基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数代入 Fick 第二定律的解析解,对试验后各组混凝土中不同扩散深度的氯离子浓度进行拟合,计算结果与实测值吻合情况较好。     

基于衰减全反射红外光谱技术的水在沥青中扩散过程研究

采用衰减全反射傅里叶红外光谱技术,以羟基伸缩振动峰面积为量化指标,研究了水在沥青中的扩散过程,并探讨了温度、压力和沥青老化等因素对水在沥青中扩散系数的影响.结果表明:扩散入沥青中的水的总量与羟基伸缩振动峰面积之间存在对应关系;水在沥青中的扩散过程可分为2个阶段,第一阶段以吸收自由水为主,扩散系数较高,第二阶段以水分子与沥青分子或极性基团的结合为主,扩散系数较低;温度和压力的提高均会增强水在沥青中的扩散能力;老化会降低沥青对水扩散的抵抗能力,使水在沥青中扩散的第一阶段显著加快.     

混凝土氯离子扩散系数试验研究

采用Cl-电迁移方法、交流电导率测定和Cl-自然扩散方法研究了一系列不同龄期混凝土的Cl-传输特性,分析了影响混凝土Cl-扩散系数的主要因素,比较了混凝土的交流电导率与Cl-扩散系数的关系以及电加速对Cl-扩散系数的影响.结果表明,在饱水状态下,混凝土的孔隙率和孔结构是影响其Cl-扩散系数的主要因素.混凝土的交流电导率不能直接与Cl-扩散系数相互换算,Cl-电迁移试验结果接近自然扩散试验结果的4倍,而自然扩散箱试验更接近自然扩散过程.电加速试验结果应根据自然扩散试验进行修正.     

基于混凝土初始龄期及龄期衰减系数影响的氯离子二维扩散分析

在氯盐腐蚀及海洋环境下,钢筋混凝土结构耐久性研究的重点是确定氯离子在混凝土内部的扩散和积聚规律.在考虑混凝土材料龄期衰减系数和初始龄期等因素的基础上,提出了混凝土中氯离子二维扩散分析模型及其解析解,进而针对氯离子扩散系数具有时间和初始龄期依赖性的Fick第二定律的二维计算模型,建立了相应的二维有限元法数值分析格式,并讨论了混凝土龄期衰减系数、初始龄期及其扩散系数的时变性等因素对氯离子在混凝土中扩散和积聚规律的影响.     

煤层瓦斯运移机制的关键参数表征

 煤层的瓦斯扩散系数、浓度流动系数、初始运移强度系数和衰减系数,是煤体孔隙结构和煤质特性的力学表征。为研究煤层瓦斯运移机制,量化煤层瓦斯运移能力,依据Fick扩散理论和质量守恒方程,建立了描述煤体瓦斯浓度与扩散速率的计算模型,采用变量分离法进行数学求解,并通过数据迭代方法获取煤体内瓦斯的扩散系数和表面浓度流动系数;通过室内4种煤样瓦斯运移实验数据比较发现,煤体瓦斯质量增量与运移时间成负指数关系,且随煤阶升高而增大;瓦斯运移速度和衰减系数取决于煤的吸附能力和煤质组分,且煤种之间差异明显;渗透率与扩散系数成线性关系,与流动系数成二次函数关系,且随煤阶升高整体呈增加趋势。     

混凝土氯离子扩散系数测试方法的对比试验研究

采用交流电桥法和NEL法及自然扩散法对5种配合比的水工普通混凝土进行氯离子扩散性对比试验。通过测得和计算的氯离子扩散系数,分析3种试验方法测得的氯离子扩散系数与水灰比、孔隙率和强度之间的相关性。结论表明,混凝土的氯离子扩散系数与水灰比、强度及孔隙率之间均存在较好的相关性;自然扩散法测试的扩散系数都要明显大于交流电桥法测试的结果,NEL法和交流电桥法的结论近似。     

氯离子在开裂混凝土中的扩散特性研究

考虑荷载裂缝宽度与裂缝深度的相关性,基于AgNO_3显色法研究了混凝土裂缝的存在对氯离子扩散范围的影响.通过钻孔取粉测定了混凝土中的氯离子含量,研究了裂缝特征的单一因素对氯离子的扩散特性影响.结果表明:裂缝的存在加速了氯离子在混凝土中的扩散过程;氯离子的扩散系数随着裂缝宽度的增加而增大;裂缝深度的变化对氯离子的扩散深度有一定影响.基于试验结果建立了裂缝宽度(裂缝深度)与氯离子扩散系数之间的指数函数关系式.