基于CFD模拟的新拌混凝土泵送压力损失预测

混凝土泵送技术在土木工程中的应用越来越普遍,但是泵送压力的预测长期缺乏有效的技术手段,工程应用中依赖大型盘管实验,消耗大量人力物力。本工作通过计算流体动力学(CFD)模拟研究了混凝土流变参数对混凝土泵送压力损失的影响,并将模拟结果与实验值进行对比,结果表明,SST·k-ω湍流模型能够针对混凝土材料的特性,准确预测混凝土泵送压力损失,粘度是影响泵压损失的主要因素,单位长度的泵压损失与粘度成正比,粘度越大,混凝土由于剪切作用受到的阻力越大,导致泵压损失增大;泵压损失随着屈服应力的增大而减小,且在混凝土屈服应力小于150 Pa时,随着屈服应力的增大,泵压损失降低程度更显著,当屈服应力大于150 Pa时,屈服应力对泵压损失的影响不明显。此外,研究了混凝土流变参数对泵压损失的影响机理,结果表明,混凝土流变参数是影响泵压损失的主要因素,新拌混凝土屈服应力增大,则泵管中剪切层的厚度减小,从而降低泵管中单位长度的泵压损失;新拌混凝土粘度增大,则泵管中由于剪切作用造成的阻力增大,进而增大泵管中单位长度的泵压损失。     

混凝土无机表面处理技术研究进展

混凝土表面处理能够显著改善混凝土表面渗透性,与有机表面处理相比,无机表面处理既能提升混凝土的耐久性,又具有较强的抗老化性能,发展前景比有机表面处理更广阔。对不同无机表面处理研究工作进行了总结对比,分析了无机表面处理的作用机理及其对混凝土耐久性的影响,以期为无机表面处理技术的进一步研究和其在工程中的应用提供指导和帮助。     

CLDH对矿渣基地聚合物微观结构和性能的影响

地聚合物因其节能减排、性能优异而广受关注。本工作提出了地聚合物相调控的概念,并在矿渣基地聚合物体系中,使用煅烧层状双氢氧化物(CLDHs),研究其对微观结构和性能的影响。同步辐射高能XRD及PDF计算、TEM等表征结果揭示了CLDH的再水化反应,在微观结构上提高了晶胶比和凝胶的短程有序性。在宏观性能上,掺入CLDH的地聚合物力学性能和保水性得到提高,自收缩和干燥收缩显著降低。掺用CLDH作为改善地聚合物微观结构的一种技术方法,有助于解决地聚合物的性能缺陷问题,为制备高性能地聚合物提供了一个新思路。     

掺废陶瓷粉对碱激发矿渣早期反应、硬化体强度及收缩性能的影响

碱激发矿渣(Alkali activated slag—AAS)水泥具有强度发展快、胶结性能好的特点,但大收缩和高成本限制了其工程应用。本研究探索了废陶瓷粉作为新的原材料,其用量对AAS体系早期反应、硬化体的抗压强度和收缩性能以及微观结构的影响。研究表明,废陶瓷粉因活性较低,其掺入会延缓AAS凝结时间;碱激发100%废陶瓷粉甚至不能在常温下正常凝结硬化。掺10%～50%废陶瓷粉的碱激发净浆强度7 d前发展慢,但到90 d时抗压强度提高且超过碱激发100%矿渣的抗压强度;更高掺量会导致碱激发净浆及砂浆强度的显著下降。AAS中掺废陶瓷粉可有效降低砂浆的自收缩,但会不同程度地增加干缩,掺量低于20%时对碱激发水泥砂浆的干缩影响小。综合考虑净浆和砂浆的各项性质,认为废陶瓷粉在AAS中具有应用价值。     

杨木纤维对砂浆流动度、力学性能和自收缩的影响

本文采用控制变量法设计试验,探究了杨木纤维尺寸、体积分数对砂浆流动度、力学性能(抗压、抗折强度)及自收缩的影响。研究发现：与杨木纤维尺寸相比,杨木纤维体积分数对砂浆流动度的影响更为显著,当杨木纤维体积分数自1.0%增至3.0%时,砂浆流动度降低49.56%;增加杨木纤维尺寸和体积分数均会降低砂浆的抗折强度,而增加杨木纤维的体积分数有利于提高砂浆的抗压强度;杨木纤维体积分数比其尺寸对砂浆的减缩作用更显著,添加3.0%长度为0.30～1.25 mm的杨木纤维使砂浆72 h自收缩降低45.6%。     

快速法检测湖南湘江砂、卵石集料碱活性

采用岩相法、快速砂浆棒法和压蒸法综合评价了湘江湘阴段、望城段、湘潭段砂和卵石的碱活性.结果表明:砂均由石英、长石、云母和杂砂岩碎屑等组成,卵石均由质量分数各约50%的硅质石英岩和杂砂岩组成,砂、卵石中的杂砂岩均含有一定量的隐晶石英和微晶石英,三河段砂之间及卵石之间矿物组成无明显差异;三河段砂在快速砂浆棒法中均呈现出碱活性,但在压蒸法中其膨胀率与样品制备方式有关;三河段卵石在快速砂浆棒法和压蒸法中的膨胀率均大于碱活性限值,具有碱活性;三河段砂、卵石碱活性来源于所含杂砂岩中的隐晶石英和微晶石英;制备能代表砂、卵石组成的样品是岩相法和压蒸法准确判定其碱活性的关键.     

长沙地区湘江砂卵石的碱活性及安全使用条件

采用岩相法和快速砂浆棒法对长沙地区湘江的湘阴段、望城段和湘潭段3个河段砂卵石的碱活性进行了试验研究.岩相分析的结果表明:这3个河段的砂卵石的矿物组成没有明显差异,卵石主要由硅质石英岩和杂砂岩组成,砂主要由石英、长石、云母和杂砂岩组成,卵石和砂中的杂砂岩均含有一定量的隐晶石英和微晶石英.快速砂浆棒法测试的结果表明:这3个...     

水泥基材料中自由氯离子浓缩的影响因素

研究了NaCl浸泡液浓度、浸泡时间、养护时间、浸泡温度和压滤压力对水泥基材料孔溶液中氯离子浓缩的影响。结果表明:在NaCl溶液中浸泡56 d后,水泥基材料试件孔溶液中自由氯离子浓度与浸泡液的氯离子浓度有很好的线性关系。当浸泡液浓度≤0.3 mol/L时,自由氯离子浓度比浸泡液的氯离子浓度至少高40%;当浸泡液浓度>0.3mol/L,自由氯离子浓度只稍微高出浸泡液的氯离子浓度。浸泡后的前63d,自由氯离子浓度随浸泡时间增加逐渐增加,随后,自由氯离子浓度开始随浸泡时间增加而降低。孔溶液中氯离子浓度随养护时间增加而减少。浸泡温度和压滤压力对自由氯离子浓缩没有太大的影响。双电层和试样孔结构压滤前后变化是水泥基材料孔溶液中的自由氯离子浓度升高的主要原因。     

新拌水泥基材料的流变特性、模型和测试研究进展EI北大核心CSCD

新拌的水泥基材料是典型的屈服应力流体,由不同粒径的固体颗粒形成的悬浮液组成,其固体颗粒的范围从亚微米级到厘米级。当受到剪切作用时流体内部存在两种相反的作用,分别会导致流体发生剪切稀化和剪切增稠,流体的流变特性由二者共同决定。本文对新拌水泥基材料的流变机理、模型以及流变仪测量方面的研究进展进行了综述,对具有代表性的流变模型,包括Bingham模型、Modified Bingham模型和Herschel-Bulkley模型等的特点、适用条件等进行了分类总结。影响流变特性的主要因素是固体颗粒体积分数和剪切速率,当剪切速率与剪切应力之间存在非线性关系时,难以根据流变仪的测量数据建立流变方程。本文中讨论了一些建立模型的新方法,通过计算流体力学和离散元理论相结合可以较好地模拟水泥基材料流变特性。