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探讨了部分消泡、局部消泡、先消后引这3种引气方式对混凝土含气量稳定性、气泡间距系数、平均气泡径等参数及混凝土力学性能和耐久性的影响.结果表明,采用"先消后引"的引气方式并选用聚羧酸专用引气剂,可以调整混凝土含气量,使含气量稳定、气泡间距系数大、平均气泡孔径小.

某机场在使用近40a后其道面板接缝出现严重破损,减少了机场的服役寿命.为了降低道面接缝破损引起的耐久性问题,采用纤维混杂微膨胀混凝土技术,将道面板尺寸由4m×4m增大至4m×8m(大板),并通过在大板内部埋设混凝土应变计测量了其应变变化规律.结果表明:大尺寸面板早期未出现开裂,在其内部出现了不同程度的微膨胀效应;新型道面作用机理为氧化镁膨胀剂水化产生的膨胀能与纤维的物理约束共同作用,从而提高了混凝土自身抗变形能力.
为实现可持续发展,解决既可使用丰富石灰石资源制造建筑材料、又不使石灰石高温分解排放CO2的矛盾,模拟了地底堆积岩的形成过程,在水热条件下将石灰石粉末与废玻璃混合,在低温(≤200℃)下固化成具有高强度的建筑材料,由于低温下石灰石不分解从而实现了CO2零排放.研究表明:无机添加剂的含量、固化时间以及固化温度均会影响产品强度,生成的硅酸钙水合物(C-S-H)和托勃莫来石被证明是产品强度增加的主要原因.

先采用数值模型得到水泥浆体的模拟微观结构,然后将其离散化为像素.根据该离散化微观结构建立具有扩散性能的格构单元组成的三维格构网络,求解固定离子浓度边界条件下通过水泥浆体的离子流量和内部离子浓度分布,并预测材料的扩散系数.在求解离子浓度分布的过程中,比较了差分法和共轭梯度法的优缺点,发现采用共轭梯度法更快捷.后用稳态氯离子扩散试验验证了该模拟方法的可靠性,并预测了水泥浆体的氯离子有效扩散系数随水胶比和养护龄期的变化关系.
采用粉煤灰陶砂和页岩陶砂为轻细骨料,研究了水灰比mw/mc为0.4和0.3,引气与非引气情况下轻细骨料内养护混凝土与普通混凝土28d抗冻融和抗盐冻性能.结果表明:当水灰比为0.4时,轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能明显低于普通混凝土,原因是轻细骨料内养护混凝土28d饱水度明显大于普通混凝土,但适量引气可明显提高其抗冻融和抗盐冻性能;当水灰比为0.3时,轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能较好,无需引气;同等条件下,轻细骨料筒压强度越高,对应混凝土抗冻融和抗盐冻性能越好.

为建立浇筑期结构混凝土耐久性质量控制方法,采用振动分层法,研究了混凝土浇筑密实度、浇筑均匀度对其渗透性的影响,建立了混凝土浇筑密实度和浇筑均匀度的量化控制方法——电阻率稳定区间法.结果表明:混凝土浇筑密实度和浇筑均匀度均决定于材料流动性和振捣时间;相比混凝土抗压强度,混凝土渗透性对浇筑密实度和浇筑均匀度更为敏感.通过计算量化判定电阻率稳定区间(SRER),并以其起点为判别点,可以保证混凝土浇筑密实度和浇筑均匀度处于综合状态,优化混凝土孔隙结构,显著提升混凝土抗渗透性能.
通过单轴受压强度和变形特性试验,研究了聚醇(PVA)纤维体积掺量、粉煤灰及硅灰掺量对高韧性PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)受压性能的影响;依据测得的抗压强度、性模量、泊松比以及单轴受压应力-应变全曲线,分别建立了立方体抗压强度与轴心抗压强度以及性模量的关系式;利用扫描电镜技术,对高韧性PVA-FRCC的微观结构进行了初步研究;基于实测应力-应变曲线的特点,提出了单轴受压本构方程,为高韧性PVA-FRCC结构非线性有限元分析及结构设计提供了理论依据.
应用小型加速加载设备MMLS3,对45℃时水-荷耦合作用下的沥青混合料 变形规律进行了研究.通过与单独荷载作用下沥青混合料 变形的比较和分析发现:沥青混合料在水-荷耦合作用下的 变形整体高于单独荷载作用,水对 变形的影响突显于压密变形阶段;水-荷耦合作用下沥青混合料的蠕变速率较单独荷载作用时大,封闭在沥青混合料空隙内部的水一定程度上有助于抗变形能力;水-荷耦合作用与单独荷载作用时沥青混合料的变形比与荷载运行次数呈幂函数,且随荷载运行次数的增大而降低.
为研究泡沫混凝土内部的扩散特性,利用电化学法,对比分析了泡沫混凝土与普通混凝土在不同水温、有无发泡剂以及不同浸水时间等条件下的交流阻抗图谱.结果表明:与普通混凝土相比,泡沫混凝土由于存在内部气孔而具有截然不同的细观结构和扩散特性,表现在阻抗谱上,即为其Nyquist图中的曲线是双曲正切型而非Randles型;通过对泡沫混凝土扩散特性与双曲正切曲线的关联,可以求得扩散系数与扩散层厚度等表征其扩散特性的参数.
为开发新型砂浆外加剂和有效利用造纸黑液,研究了造纸黑液的引气性、表面活性及其对砂浆工作性、保水性、凝结时间及抗压强度的影响.结果表明:造纸黑液具有良好的引气性能和表面活性;当造纸黑液掺量(质量分数)为0.3%时,砂浆经时2h的稠度损失率为12.3%,凝结时间比基准空白砂浆延长4.9h,保水率比为108.6%,硬化砂浆14d的黏结强度比为115%,28d抗压强度为30.9MPa;0.3%造纸黑液与适量的促凝剂复配可满足JG/T 426—2013《抹灰砂浆增塑剂》的各项规定.
在水泥混凝土路面硬化过程中,由于各种因素引起的固化翘曲将长期存在,会对其平整度、耐久性产生重要影响.通过野外铺筑水泥混凝土足尺试验路面,观测、分析了5种养生方式下其早期、终凝时的温度场.结果表明:普通养护剂养生和塑料薄膜养生分别使水泥混凝土路面产生了7.1,6.5℃/26cm的内嵌温度梯度;虽然不同养生方式下水泥混凝土路面早期温度场变化规律基本相同,但差异也较为明显,而且这种差异主要由养生材料的太阳 收率、热交换系数等参数不同所致.
选取了不同类型、不同尺寸木节的兴安落叶松规格材,分别截取清材试样和足尺试样进行抗弯测试.通过对试验数据回归分析,足尺抗弯性模量Ef采用其平均密度ρa和测试跨距内所有木节信息拟合效果,R2为0.674,均方根RMSE为1.15.根据足尺抗弯性模量中独立变量密度和木节信息拟合参数值的分析,相对于密度的影响,木节对足尺抗弯性模量的影响较小.建立了足尺抗弯性模量、清材抗弯性模量和木节信息之间的理论模型.
通过单轴拉伸试验、撕裂试验、双轴拉伸试验以及徐变试验,对膨体聚四氟纤维(ePT-FE)膜材进行了力学性能试验研究,得到了不同温度下ePTFE膜材的抗拉强度、焊接强度、撕裂强度、双轴拉伸性模量、泊松比、徐变延伸率.结果表明:ePTFE膜材经纬两向强度基本相同,经向延伸率大于纬向延伸率;60℃时抗拉强度约为20℃时的60%,焊接后经向抗拉强度下降不大,但纬向焊接强度约下降20%;撕裂强度高于其织物类膜材,双轴性模量较小;经向徐变延伸率大于纬向徐变延伸率,徐变缓慢.
研究了再生骨料的制备、组配以及再生骨料混凝土的抗冻、干燥收缩、抗碳化等性能,并对再生骨料混凝土预制构件进行了工程应用试验.结果表明,再生骨料混凝土在强度以及耐久性能方面与普通混凝土相对比几乎相同,完全能满足JASS 10规定的预制混凝土构件的质量标准,用再生骨料预制钢筋混凝土构件完全可行.
为了研究竹层积材在高温中和高温后的抗弯性能,在20~225℃下对104个试样进行了三点静态抗弯测试.结果表明:随着温度的升高,高温中和高温后竹层积材的抗弯强度、性模量和延性系数均明显减小;相对于高温中的试样,高温后的试样抗弯强度和性模量均明显较高,而其延性系数则较低.根据回归分析,建立了竹层积材在高温中和高温后的相对抗弯强度与温度的关系模型,该模型预测结果与实测值吻合良好.
研究了SAP(水树脂)内养护剂对膨胀混凝土力学性能、变形开裂性能和耐久性能的影响,然后通过MIP,SEM,XRD等手段对其养护机理进行了微观分析.结果表明:掺加SAP可显著提高膨胀混凝土的早期膨胀值和限制膨胀率,降低膨胀与收缩变形的差值,且对强度、渗透性无不利影响.由于SAP具有水-释水功能,因此掺加SAP将有利于钙矾石的生成和水泥水化程度的提高,并能有效改善膨胀混凝土的孔结构分布.
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