大体积混凝土温度控制探讨

本文作者介绍大体积混凝土灌注桩利用岩土作为天然保温层时,通过监测混凝土内部的温度变化情况,了解岩土的保温性能,推算出岩土的导热系数,为以后大体积混凝土灌注桩提供参考依据。     

大体积混凝土灌注桩的水化热温度监测与控制

本文介绍大体积混凝土灌注桩利用岩土作为天然保温层时,通过监测混凝土内部的温度变化情况,了解岩土的保温性能,推算出岩土的导热系数,为以后大体积混凝土灌注桩提供参考依据.     

石墨对混凝土导热系数及抗压强度影响规律分析

能源桩兼顾承载和换热两项功能,如何在保障桩体承载力的前提下,增强其导热性能,是提高浅层地热利用效率的关键。在混凝土中添加具有良好导热性能的石墨,测试不同石墨掺量下混凝土的工作性能、力学性能和导热系数,分析石墨对混凝土性能的影响规律。结果表明:添加石墨使混凝土的坍落度、抗压强度持续降低,导热系数逐渐升高,石墨掺量体积分数为5%时的混凝土配合比,可兼顾导热性能与承载力两项指标。采用VHX5000超景深显微镜对石墨混凝土的细观结构进行观察,发现随着石墨体积分数的增大,细骨料中石墨粉之间排列紧密形成连续的导热通道,使得热量快速传递,从而在宏观上提高混凝土的导热系数。     

大体积混凝土灌注桩的水化热温度监测与控制

本文介绍大体积混凝土灌注桩利用岩土作为天然保温层时，通过监测混凝土内部的温度变化情况，了解岩土的保温性能，推算出岩土的导热系数，为以后大体积混凝土灌注桩提供参考依据。     

浅谈大体积混凝土温度控制

本文根据本人多年的工作经验,介绍大体积混凝土灌注桩利用岩土作为天然保温层时,通过监测混凝土内部的温度变化情况,了解岩土的保温性能,推算出岩土的导热系数,为以后大体积混凝土灌注桩提供参考依据。     

基于石墨混凝土的能源桩传热特性强化研究

能源桩能够充分利用混凝土良好导热性能,与周围土体进行换热。为了增强能源桩传热特性,向能源桩内添加高导热系数的石墨粉而制备出石墨混凝土桩体材料,并研究其导热及力学性能。结果表明,随着石墨体积比的增大,石墨混凝土试块导热系数呈加速上升趋势。当石墨体积比增至8%(占混凝土体积分数),其导热系数上升至2.73W/(m·K);抗压强度随着石墨体积比的增大而降低。与纯混凝土相比,添加5%石墨的混凝土,其导热系数增长近1倍,抗压强度下降23%,此添加率下的石墨添加方案为传热强化与强度下降的合理方案。COMSOL软件的有限元数值模拟结果也证明,添加5%石墨混凝土的能源桩的换热能力较普通能源桩更强。     

不同设计参数道路混凝土耐磨性与微观结构

为研究道路混凝土微观结构与其耐磨性之间的相关性,基于道路混凝土路表砂浆层对其耐磨性的影响,提出以砂浆体积分数作为道路混凝土耐磨性设计参数,对不同砂浆体积分数和水灰比条件下的道路混凝土进行抗压强度和耐磨性试验,借助数字图像处理技术、压汞试验和扫描电镜研究了不同设计参数条件下的道路混凝土气孔结构、孔结构及微观形貌的变化规律,并对其微观结构与耐磨性之间的相关性进行了分析。研究结果表明:道路混凝土的抗压强度及耐磨性会随着砂浆体积分数增大而提高,而减小水灰比也可提高混凝土的抗压强度和耐磨性,且砂浆体积分数对耐磨性的影响更为显著;砂浆体积分数从0.52增大至0.58时,道路混凝土抗压强度提高23%,耐磨性增强50%;水灰比从0.46减小至0.40时,道路混凝土抗压强度提高21%,耐磨性增强41%;随着砂浆体积分数增大和水灰比减小,混凝土内部孔结构和气孔结构特征参数均逐渐减小,小于100 nm的孔占比增大,道路混凝土微观结构得到改善,混凝土内部结构趋于密实,有利于增强道路混凝土耐磨性;道路混凝土磨耗量与其气孔结构和孔结构相关性具有一定差异,其中磨耗量与平均气孔孔径相关性最强,与气孔间距系数相关性次之,与总气孔率相关性较弱;而磨耗量与50～100 nm的孔占比相关性最强,与各孔结构特征参数相关性次之,与大于200 nm的孔占比相关性较弱。     

石蜡相变混凝土的制备及热工性能研究

为了研究添加石蜡相变微胶囊对混凝土热工性能的影响,在混凝土中采用相变温度为28°C的石蜡相变微胶囊等体积替换砂,制备石蜡相变混凝土,并对其进行导热系数、比热容性能试验.试验结果表明：掺有石蜡相变微胶囊的混凝土导热系数低于普通硅酸盐混凝土.当石蜡相变微胶囊掺量（体积分数）为10%时,导热系数为6.11 kJ·m^-1·h^-1·°C^-1,是普通混凝土导热系数的89.1%.当石蜡相变微胶囊相变材料温度为14°C（低于相变温度）时,其加入对混凝土比热容影响不大;当石蜡相变微胶囊相变材料温度为32°C（高于相变温度）,且其掺量（体积分数）为10%时,石蜡相变混凝土比热容为1.42 kJ·kg^-1·°C^-1,比普通混凝土的提高了18.3%.     

秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土抗冻融试验研究

为探索冻融循环下秸秆粉末、聚丙烯纤维和玻化微珠对保温混凝土导热性能的影响,采用正交试验设计16组保温混凝土并进行抗压强度、抗拉强度和导热系数的试验测试,分析秸秆粉末体积率(因素A)、玻化微珠代砂体积率(因素B)、聚丙烯纤维体积率(因素C)对秸秆/聚丙烯纤维-玻化微珠保温混凝土导热系数变化和质量损失的影响。结果表明,随冻融循环次数增加,混凝土隔热能力和质量均不断降低;80次冻融循环后导热系数平均增大49.97%,质量损失平均降低37.93%。极差分析表明,对导热系数的影响顺序为：因素A>因素B>因素C,对质量损失的影响顺序为：因素A>因素C>因素B。冻融循环下,秸秆纤维对保温混凝土导热系数、质量损失的影响较其他掺合料明显,并可有效延长热量传递路径,提高保温效果。     

基于管冷系统的大体积混凝土水化热时变温度效应

为研究大体积混凝土水化反应过程中的时变温度效应,以黄土地区亚洲第二高墩天宁沟特大桥为研究对象,建立主墩承台有限元模型,分析大体积混凝土承台水化热时变温度效应;通过数值模拟优化现场管冷系统,并布置温度传感器实测大体积混凝土承台内表时变温度场,验证所建立模型的准确性;在此基础上,分析混凝土入模温度、导热系数和表面对流系数对大体积混凝土承台内部绝热温升、表面温升和内表温差的影响。研究结果表明:有限元计算所得大体积混凝土承台内部绝热温升与实测结果基本吻合,但其出现时间较实测值滞后约60 h;受环境温度和保温措施的影响,大体积混凝土承台表面实测温度波动较大,内表温差也呈波动状态;混凝土入模温度与大体积混凝土承台内表最高温和内表温差线性相关,较低的混凝土入模温度能迅速降低混凝土最大绝热温升,绝热温升越大,混凝土入模温度对其内表最大温升和内表温差的影响越大;大体积混凝土承台最大绝热温升出现时间与混凝土导热系数对数相关,混凝土导热系数越大,其最大绝热温升越大;绝热温升受混凝土表面对流系数的影响较小,但混凝土结构进入降温阶段后,其表面对流系数越大,内部温度降低速率越快;混凝土表面温升受其表面对流系数的影响较大,混凝土表面对流系数越小,其表面最大温升越大,结构进入降温阶段后,混凝土表面温度降低速率越快。     

一种新型保温混凝土多孔砖的研究

新型保温混凝土多孔砖在生产过程中实现了混凝土多孔砖与EPS板的一次成型。通过EPS板与混凝土燕尾连接及内部设置钢丝连接,使承重区、保温区、保护层三者牢固结合在一起。对采用带有灰缝阻热条的保温混凝土多孔砖砌筑的墙体与不带灰缝阻热条的保温混凝土多孔砖砌筑的墙体进行传热系数对比试验,前者比后者低45%,可满足当前国家房屋建筑节能65%的要求。     

自保温再生混凝土的配合比优化设计

研究了不同再生细骨料取代率和玻化微珠体积掺量对再生保温混凝土性能的影响.对28 d龄期各组试块的立方体抗压强度、导热系数和密度进行了测试,对试验结果进行了分析,综合28 d立方体抗压强度和导热系数两个指标对自保温再生混凝土的配合比进行了优化.结果表明:随玻化微珠体积掺量增加,28 d立方体抗压强度、导热系数和密度均降低;再生细骨料取代率和玻化微珠体积掺量同28 d立方体抗压强度、导热系数和密度的关系可由多项式拟合;再生细骨料取代率为50%、玻化微珠体积掺量为110%时的配合比为优化配合比.     

保温砂浆与普通砂浆基本热传导性能试验研究

为了研究保温砌筑砂浆的保温隔热性能,通过DRP-4A型导热仪测试了自行配置的M7.5保温砂浆和普通砂浆试件在不同含水率和不同温差下的导热系数;实验结果表明,含水率为相同含水率0％～13％的情况下,保温砂浆的传热系数与普通砂浆导热系数比值为0.535～0.741.当温差为14～22℃时,保温砂浆与普通砂浆的导热系数平均比值为0.522.通过试验结果分析,保温砂浆与普通砂浆相比,在相同强度等级时,具有自重轻,保温性能好的特点,可广泛用于建筑自保温墙体砌筑砂浆和粉刷砂浆.     

蒸压粉煤灰加气混凝土外墙自保温体系研究与应用

研究了蒸压加气混凝土作为外墙保温材料所必须具有的技术条件和能达到的墙体保温效果以及加气混凝土配套砌筑砂浆和抹灰砂浆所必须具有的技术性能.研究结果表明,蒸压加气混凝土是目前国内唯一一种能够满足建筑节能65%设计要求的单一墙体材料,专用砌筑砂浆、抹灰砂浆是解决加气混凝土应用中质量通病的有效手段,加气混凝土单一材料外墙保温体系是一种技术性能、经济效益和社会效益都十分显著的新型墙体节能保温体系.     

花岗岩石粉-高韧性水泥基复合材料的制备与性能

研究了掺花岗岩石粉的高韧性水泥基复合材料的基本力学性能。采用废弃花岗岩石粉部分取代磨细砂,制备具有不同石粉质量取代率的水泥砂浆;并对其进行抗压、抗折试验分析,得到最优的石粉取代率约为25%;在此最优石粉取代率的基础上配制出掺花岗岩石粉的高韧性水泥基复合材料;并研究聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量(0~1.5%)及其长径比(158~316)对混凝土复合材料基本力学性能的影响。研究结果表明,试验中,当花岗岩石粉掺量一定时(25%),纤维体积掺量1.5%且长径比237时电镜扫描显示纤维与基体界面结合最紧密,力学性能最佳,此时的极限拉应变高达3.03%,约为普通水泥基材料的300倍。     

保温砂浆外墙外保温系统在不利条件下温度变化规律

为得到保温砂浆外墙外保温系统耐候性保温效果及机理,对其进行耐候性试验,通过布点监测得到各构造层瞬态温度场,计算各层温度变化率及层间温度衰减系数,以对比不同结构层温度变化程度及保温能力。结果表明:在热雨循环15～70℃温度范围内,基层温度最大变化幅度仅为9.12℃,在热冷循环-20～50℃温度范围内,基层温度最大变化幅度仅为28.21℃,其温度改变幅度相较于另外两层明显平缓;基层与保温层层间温度衰减系数明显大于保温层与饰面层。可见系统保温性能优良,保温砂浆层是主要保温结构。     

可再分散乳胶粉对水泥稳定碎石材料性能影响的试验研究

为研究可再分散乳胶粉对水泥稳定碎石材料性能的影响，开展水泥胶砂试验及无侧限抗压强度、抗折强度、干缩、温缩路用性能试验，并通过XCT、SEM微观试验分析胶粉的作用机理。试验结果表明：胶粉应用于低剂量水泥基材料时，对强度和抗裂性具有显著的提升效果。考虑水泥稳定碎石的抗压强度、抗折强度及韧性，5%胶粉用量最优。5%胶粉水泥稳定碎石7 d无侧限抗压强度提高9.8%、抗折强度提高9.6%、弯曲韧性提升21.0%。掺入胶粉后，水泥稳定碎石的7 d、28 d干缩系数分别降低41.5%、34.0%，温缩系数降低17.1%，收缩性能得到显著改善。XCT图像分析显示，加入胶粉改变了水泥胶砂的孔隙特征，减少了大孔的数量，孔隙率和平均孔径是影响胶砂强度的主要因素。SEM结果显示胶粉可以增强水泥稳定碎石的界面粘结，优化其孔隙结构，并且与水泥水化产物联结形成弹性空间网络结构，是水泥稳定碎石韧性和收缩性能提升的主要原因。     

聚苯乙烯掺量对石渣粉混凝土性能的影响

系统测试聚苯乙烯掺量对石渣粉混凝土干表观密度、28 d抗压强度和传热系数的影响程度和规律,以及其砌块和墙体的相关物理、力学和热工性能.试验数据表明,掺加聚苯乙烯在一定程度上降低了石渣粉混凝土干表观密度和传热系数,但28 d抗压强度有较大幅度降低.通过改变成型工艺和调整配合比,与基准砌块相比,掺聚苯乙烯的石渣粉混凝土空心砌块强度可增大,墙体传热系数K≤2.0 W·(m2·K)-1,可满足夏热冬暖地区节能50%的要求.当单掺聚苯乙烯时,可在一定程度上降低混凝土的导热系数,从而提高空心砌块壁肋的热阻,降低砌块墙体的传热系数,但砌块墙体传热系数降低幅度不大,需进一步采取其他配套措施.     

煤矸石保温混凝土抗压强度与弹性模量试验研究

煤矸石保温混凝土是以玻化微珠为保温骨料,煤矸石取代部分天然石子为粗骨料的一种结构自保温材料。为研究煤矸石掺量对煤矸石保温混凝土抗压强度、弹性模量的影响,以煤矸石掺量为变量,研究掺量分别为0、30%、50%、70%、100%时,煤矸石保温混凝土的抗压强度和弹性模量。试验结果表明:煤矸石保温混凝土的强度、弹性模量随着煤矸石掺量的增加而降低,当煤矸石掺量为100%时,与玻化微珠保温混凝土相比,抗压强度和弹性模量分别降低了38.28%、39.79%;不宜采用《混凝土结构设计规范》中的计算公式计算煤矸石保温混凝土的弹性模量,通过回归分析得出了煤矸石保温混凝土弹性模量的计算公式。