机制砂特性及其在混凝土中的应用研究

天然砂的过度开采导致环境问题日益突出,机制砂作为替代砂用于混凝土是实现可持续发展的有利途径.文中介绍了影响机制砂特性的三个关键参数,分别为颗粒特征、微粉含量和亚甲蓝值,并与天然砂进行对比.从关键参数角度综述了机制砂对混凝土工作性能和抗压强度的影响,分析了机制砂在混凝土应用中存在的问题,并提出了改进措施.     

冻融环境下塑钢纤维对轻骨料混凝土韧性影响研究

为了研究0,50,100,150次冻融循环作用后,塑钢纤维掺量对轻骨料混凝土弯曲韧性、冲击韧性的影响规律,对塑钢纤维掺量分别为0,3,6,9kg/m~3的高强轻骨料混凝土分别进行弯曲韧性试验和抗冲击性能试验,实测了轻骨料混凝土的荷载-挠度关系、初裂冲击次数、破坏冲击次数,并计算了初裂耗能和破坏耗能。结果表明:冻融环境下,掺入塑钢纤维能显著提高轻骨料凝土弯曲韧性及抗冲击性能;冻融150次后,塑钢纤维掺量为9kg/m~3轻骨料混凝土的累积耗能为素轻骨料混凝土的115倍。     

低剪切速率条件下温度对新拌水泥浆体结构的影响

采用RHEORIAB QC型旋转黏度计测定水泥浆体流变曲线,研究了低剪切速率条件下温度对新拌水泥浆体结构的影响.结果表明:水泥浆体弹性、塑性、黏性的区分及静态屈服应力与剪切速率有关,当恒定低剪切速率为0.1s-1时,通过水泥浆体的流变曲线能有效区分初始水泥浆体弹性、塑性、黏性阶段,可准确测试水泥浆体静态屈服应力,较好地反映水泥水化特征;温度升高,水泥浆体弹性、塑性和黏性增强,其初始静态屈服应力和储能模量增加,达到静态屈服应力的时间基本保持不变;随水泥浆体水化的进行,其剪切应力再次开始增加的时间随温度升高而线性减小,剪切应力及其增长速率随温度升高而增大.     

水泥-石灰石粉浆体氯离子浓聚性能研究

通过测定水泥-石灰石粉浆体孔溶液中自由氯离子含量以及XRD物相分析,研究其氯离子浓聚性能.结果表明,水泥-石灰石粉浆体氯离子浓聚系数随氯离子浓度的增加逐渐降低.氯离子浓度为0.1mol/L时,浓聚系数随石灰石粉掺量的增加先增后减,掺10％、20％、30％石灰石粉的浆体氯离子浓聚系数比未掺石灰石粉的浆体分别增加9.1％、98.2％、94.2％;浓聚系数随石灰石粉细度的增加先减后增,石灰石粉比表面积为608m2·kg-1、807m2·kg-1的浆体氯离子浓聚系数比掺412m2·kg-1石灰石粉的浆体分别降低45.3％、29.9％.水泥-石灰石粉浆体Zeta电位随氯离子浓度增加逐渐降低,随石灰石粉掺量增加先增后降,随石灰石粉细度的增加先减后增.Mg2+作用下,水泥-石灰石粉浆体氯离子浓聚系数明显升高,Friedel盐含量增多,氯离子固化能力增强,固化能力随石灰石粉掺量增加逐渐增强,随石灰石粉细度增加先增后降.     

聚丙烯粗纤维轻骨料混凝土梁的二次峰值荷载曲线

为研究聚丙烯粗纤维轻骨料混凝土梁弯曲荷载挠度曲线中的二次峰值问题以及拟合弯曲强度与纤维掺量间的定量关系,在轻骨料混凝土中掺入聚丙烯粗纤维,聚丙烯粗纤维掺量分别为0kg/m3、3kg/m3、6kg/m3和9kg/m3。采用四点弯曲试验,研究纤维掺量与轻骨料混凝土间的增强关系,同时引入二次峰值荷载模型,通过与其他文献数据对比,探讨弯曲荷载挠度曲线二次峰值现象的影响因素。结果表明,当聚丙烯粗纤维掺量为6kg/m3时,增强和增韧效果较好;弯曲强度和纤维掺量间拟合的定量关系式中ατ=3.360,与选取文献报道的ατ值相比,未出现二次峰值现象的ατ数值较小,而出现二次峰值荷载现象的ατ值均较大,较大的ατ值与弯曲荷载挠度曲线形成二次峰值荷载有关;对于聚丙烯纤维轻骨料混凝土梁弯曲荷载挠度曲线出现的二次峰值问题,二次峰值荷载模型给出了较好的解释。     

活性稻壳灰改善水泥-石灰石粉胶凝材料强度及作用机理研究

研究了稻壳灰(RHA)对水泥石灰石粉浆体强度的改善作用,并通过热重和X射线衍射测定了水泥石灰石粉RHA复合浆体的水化程度及水化产物,分析了相关作用机理.结果表明：复合浆体抗压强度随着RHA掺量的增加先增后降,RHA掺量为10%时,复合浆体抗压强度达到最高,与纯水泥浆体相比,掺入10%RHA和10%石灰石粉的复合浆体3、7、28d抗压强度分别提高了821%、1843%、175%,掺入15%RHA有助于提高浆体抗压强度随龄期的增长幅度;RHA具有一定的填充效应、活性效应及内养护作用,掺量小于10%时,RHA填充效应和活性效应起主导作用,能够加速C3S的水化,并进行二次水化反应,提高复合浆体早期抗压强度;RHA掺量增至15%时,因RHA吸附大量水分,降低了水泥的水化程度,导致复合浆体早期抗压强度较低,但随着龄期的增加,RHA逐渐释放吸附水,起到内养护作用,促进水泥水化及参与二次水化反应,从而提高了复合浆体抗压强度的增长.     

塑钢纤维轻骨料混凝土的冻融损伤模型

对掺塑钢纤维的轻骨料混凝土(LWAC)试件进行快速冻融循环试验和抗压强度试验,得到冻融循环后该轻骨料混凝土的相对动弹性模量、质量损失率和抗压强度的变化规律.分别以相对动弹性模量和抗压强度为损伤变量建立了含塑钢纤维掺量参数的轻骨料混凝土冻融损伤模型.结果表明:塑钢纤维可有效地抑制轻骨料混凝土的冻融损伤;当塑钢纤维掺量为6kg/m~3时,轻骨料混凝土的抗冻性能最好,服役寿命最长,抗压强度最高;塑钢纤维轻骨料混凝土抗压强度冻融损伤模型宜用指数函数型模型,该冻融损伤模型和相对动弹性模量冻融损伤模型的拟合精度较高,均能够较好地反映塑钢纤维轻骨料混凝土的冻融损伤变化规律.     

CaCO3和CaSO4·2H2O共同作用下Ca2+对C3A水化浆体固化氯离子性能的影响

采用平衡法研究了CaCO_3和CaSO_4·2H_2O共同存在时Ca~(2+)对C_3A水化浆体氯离子固化能力、生成产物和氯盐溶液pH值的影响.结果表明:C_3A水化浆体固化氯离子后生成含氯铝酸盐并释放OH~-,提高了氯盐溶液的pH值;CaCO_3和CaSO_4·2H_2O分别作用时均会降低C_3A水化浆体的氯离子固化能力和氯盐溶液pH值的提高程度,CaCO_3和CaSO_4·2H_2O共同作用时则会显著降低C_3A水化浆体的氯离子固化能力;C_3A水化浆体中含氯铝酸盐生成量和氯离子固化能力随氯盐溶液pH值的降低而减小,而Ca~(2+)会降低氯盐溶液pH值的提高程度,但能提高C_3A水化浆体的氯离子固化能力,CaCO_3或CaSO_4·2H_2O单独存在时都能使Ca~(2+)提高氯离子固化能力的效果更为显著,且CaCO_3比CaSO_4·2H_2O的作用更加明显,但CaCO_3和CaSO_4·2H_2O共同存在时会出现负协同作用;在CaCO_3和CaSO_4·2H_2O共同作用下,Ca~(2+)促进各水化产物与氯离子反应生成含氯铝酸盐的效果由小到大为:AFtC_3AH_6AFm碳铝酸钙水化物,同时改变了所生成含氯铝酸盐(固溶体)的物相结构.     

冻融作用后塑钢纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

以圆球形粉煤灰陶粒为粗骨料,对塑钢纤维(0kg/m3、3kg/m3、6kg/m3、9kg/m3)轻骨料混凝土试件进行快速冻融(0次、50次、100次、150次)试验,研究冻融后试件的抗压性能、劈裂抗拉性能、抗折性能、抗冲击性能.结果表明:冻融循环作用下,适量的塑钢纤维掺入可以明显增强轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;提高轻骨料混凝土折压比,增强轻骨料混凝土抗裂性能;并能显著改善轻骨料混凝土的抗冲击性能.综合各项力学性能指标,冻融后轻骨料混凝土塑钢纤维最优掺量为6kg/m3.     

低碳背景下土木工程实践教学——稻壳资源化利用实验分析与探讨

设计了稻壳灰部分替代水泥,制备高性能绿色环保砂浆的土木工程综合实验,通过研发稻壳灰基绿色砂浆的技术不仅可以合理处置废弃资源,而且还能够改善生态环境,具有良好的经济效益,迎合了我国可持续发展的战略目标。该实验涵盖了高活性稻壳灰的制备、化学组成测定与性能表征等知识点。实验不但强化了学生的专业知识,锻炼了动手能力,还有助于培养学生的环保意识和创新能力。