混凝土中水泥浆体与骨料界面过渡区的形成和改进综述

界面过渡区是水泥浆与骨料之间的薄层部分,具有孔隙率高、氢氧化钙晶体富集和定向排列等特点。其形成机理主要包括边壁效应、微区泌水效应、离子迁移和成核效应、单边生长效应、絮凝成团效应及脱水收缩效应。各种效应协同作用,导致界面过渡区成为混凝土最薄弱的环节。提高界面过渡区的粘结性能有利于改善混凝土的力学性能和耐久性。本文综述了常用的界面过渡区改进方法,即掺加矿物掺合料和纳米材料、改性骨料、生物矿化以及二氧化碳养护等,并比较了不同改进方法的优缺点,可为界面过渡区的形成机理和改进方法的研究及其在实际工程中的应用提供参考。     

基于部分反弹格子Boltzmann方法研究砂浆水渗透性能EI北大核心CSCD

为了揭示砂浆的水分传输机制,构建了细骨料-界面过渡区-水泥浆体的砂浆三相模型,采用部分反弹格子Boltzmann方法模拟了水分在砂浆内部的传输过程,研究了骨料体积分数、界面过渡区厚度及孔隙结构对砂浆水分渗透系数的影响。结果表明:当界面过渡区厚度较小、孔隙率较低时,砂浆的水分渗透系数随骨料含量的增大而降低且始终低于水泥浆体的水分渗透系数;当界面过渡区厚度增至150μm或有效孔隙率超过水泥基体2倍时,砂浆的水分渗透系数会接近甚至超过水泥浆体的水分渗透系数。界面过渡区效应、骨料稀释作用以及迂曲传输路径的相互竞争是产生上述现象的根本原因。     

磷酸镁水泥基材料耐久性研究进展

磷酸镁水泥基材料具有干缩小、耐磨性好、抗冻性和抗盐冻剥蚀性能优良、防钢筋锈蚀性能和抗干湿循环性能优良等特点。氧化镁活性、磷镁比、缓凝剂、水胶比以及粉煤灰掺量对磷酸镁水泥基材料干燥收缩有显著影响。水灰比低及基体内部存在大量均匀封闭气孔是磷酸镁水泥基材料基体抗冻性优良的主要原因,大量封闭气孔可能是基体内部发生化学反应生成二氧化碳气体造成或是由于水化放热过程中自由水蒸发受阻后经水化产物填充形成的。磷酸镁水泥基材料耐水性能和耐酸碱腐蚀性较差,但耐水性可通过改善缓凝剂、增大磷酸盐细度、增加预养护时间来改善。     

超高性能混凝土抗折强度尺寸效应EI北大核心CSCD

通过3个强度等级、2种钢纤维类型和4组钢纤维掺量超高性能混凝土(UHPC)小梁试件的抗折试验,研究了强度等级、钢纤维类型和体积掺量对超高性能混凝土抗折强度及尺寸效应的影响。结果表明:随UHPC强度等级的增加,小梁试件抗折强度尺寸效应趋于明显,R160级试件抗折强度尺寸效应约为R120试件的1.26倍。钢纤维掺量对UHPC抗折强度尺寸效应有较大影响,钢纤维掺量越大,尺寸效应越明显,掺入3%(体积分数)平直型钢纤维和端勾型钢纤维的R120级UHPC小梁试件抗折强度尺寸效应比未掺加钢纤维的试件提高了71%和78%。建议了UHPC抗折强度尺寸换算系数,提出了UHPC抗折强度尺寸效应律计算公式。     

石灰石粉和含铝相辅助性胶凝材料的协同作用对混凝土抗碳化性能的影响

为了研究石灰石粉和含铝相辅助性胶凝材料的协同作用对混凝土抗碳化性能的影响,选取了两种含铝相辅助性胶凝材料和石灰石粉以不同比例取代水泥,并采用差热分析、XRD和压汞法测试了其水化产物和微观结构。研究结果表明,单掺石灰石粉降低了混凝土的抗碳化性能,当石灰石粉掺量约为10%时,混凝土的碳化深度最低。当复掺石灰石粉和含铝相辅助性胶凝材料时,两者反应生成了碳铝酸钙,增大了固相体积,优化了孔结构,它们的协同作用提高了混凝土的抗碳化性能。当石灰石粉掺量为5%~15%,粉煤灰掺量小于10%,或者矿粉掺量为10%~30%时,混凝土的碳化深度最低。     

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。     

ASTM水泥砂浆和混凝土环式限制收缩开裂测试标准方法

介绍了水泥砂浆和混凝土环式限制收缩开裂测试标准方法ASTM C1581-04及其评定指标制定的依据.并在实验室用此方法对不同配合比的混凝土进行了测试和评估.试验过程和结果表明ASTM C1581-04试验方法有很高的可行性,能较准确的评价混凝土材料的抗开裂性能.     

硅灰对高强地聚物胶凝材料性能的影响

以矿渣、粉煤灰和硅灰为原材料制备高强地聚物,利用单一质心设计法对原材料组成进行设计优化,研究了硅灰对凝结硬化过程以及对硬化浆体抗压强度的影响。结果表明:硅灰充分发挥了细颗粒作用,充填在矿渣和粉煤灰堆积空隙中,由此释放的激发剂提高了固体颗粒表面的液膜厚度,从而改善地聚物的流动性,降低浆体的触变性、屈服应力和塑性黏度;由于高活性,部分硅灰在强碱性溶液中快速溶解,使得激发剂中硅酸根离子浓度提高,碱度降低,从而使矿渣和粉煤灰的反应速率降低,减缓C—A—S—H凝胶形成,宏观上表现为凝结时间延长,加速期迟滞,反应热峰值和累计放热量降低,硬化体早期强度发展受到影响。当矿渣含量>50%、粉煤灰含量<30%且硅灰含量<30%时,地聚物砂浆强度超过100MPa,满足新拌性能要求,具有制备超高性能混凝土的可行性。