纳米二氧化硅对早期负温混凝土力学性能的影响

为降低负温给混凝土结构带来的性能损失，在添加定量防冻剂的基础之上添加低掺量纳米二氧化硅，研究其不同掺量对早期负温养护混凝土工作性能、微观结构及其抗压强度的发展变化情况，并通过二次曲线回归分析，建立各龄期不同掺量抗压强度预测回归关系式。结果表明，纳米二氧化硅可以有效改善早期负温养护混凝土微观水化结构，宏观上表现为力学性能的提高，综合考虑最佳掺量为1.5%，并且回归分析所得到的抗压强度预测值与实验结果能够较好契合。     

反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型探讨

由于综合考虑温度历程、养护龄期以及粉煤灰掺量对混凝土抗压强度影响的模型研究相对偏少,因此本文基于正交设计法开展了不同养护温度(5℃、20℃、35℃)、养护龄期(7 d、14 d、28 d)和粉煤灰掺量(0%、15%、35%)下的水工混凝土抗压强度试验,并分析3种影响因素对混凝土抗压强度发展的规律,进而基于等效龄期理论建立了反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型.试验结果分析表明,混凝土早龄期抗压强度随养护龄期的增加而增加,养护温度越高、粉煤灰掺量越小,强度发展越快;粉煤灰掺量是影响强度的主要因素,养护温度次之,养护龄期影响最小;所建的组合指数式模型能够较准确预测不同温度历程下粉煤灰混凝土的早期抗压强度,为粉煤灰混凝土的优化设计提供依据.     

橡胶水泥土初期受冻试验

研究橡胶水泥土(RCS)在寒冷地区应用的可行性,对初期受冻的RCS进行标准养护,考察受冻后养护龄期、橡胶粉粒径和掺量等因素对抗压强度的影响。结果显示,RCS在相同标养龄期条件下,初期受冻90d后再标养的试块抗压强度略高于正常标准养护方式,而不掺橡胶粉的普通水泥土(CS)两种情况的抗压强度基本相同。普通标准养护90d的试块强度与初期受冻50 d再养护60 d的RCS抗压强度相近。在负温阶段RCS抗压强度增长率大于CS,但后期增长速度比CS稍缓。研究表明RCS的抗冻性能高于CS,适合在寒冷地区应用。     

冻融时间对早期混凝土抗压性能的影响试验

为研究冻融前养护时间和冻融时间对早期混凝土抗压性能的影响,采用混凝土冻融试验机冻融循环和冬季室内外自然冻融循环,对不同冻融前养护时间和冷冻时间的混凝土立方体试块进行抗压性能试验．冻融循环后混凝土表面不再光滑,表面剥落情况越严重,混凝土疏松、起皮,甚至脱皮,空洞现象也随之增多．龄期越早、冻融时间越长表面破坏越严重．混凝土冻融试验机和室内外自然冻融受冻试块的冻融时间与质量损失率的关系曲线大致相同,受冻时间为6h的试块均比受冻时间为12h的质量损失大,且冻融前养护3d和7d的质量损失较大,7d后质量损失较小,斜率趋于平缓．混凝土冻融试验机和冬季室内外自然冻融受冻12h的试块比受冻6h的抗压强度低,抗压强度损失率要大．     

混凝土孔径分布与强度关系的灰色系统研究

采用压汞仪测定不同水灰比下混凝土的孔径分布;以灰色系统理论研究不同孔径范围对混凝土强度的影响.结果表明,不同的孔径范围对混凝土强度的影响是不同的,养护龄期为7 d和28 d的混凝土的抗压和抗拉强度与孔径范围为10~20 nm的关联度最大,91 d时与>400 nm的孔径关联度最大.随着龄期的增长,孔径为50 nm以下孔的关联度不断减小,50 nm以上孔的关联度不断增大.在此基础上建立了混凝土28 d强度与孔径的灰色模型GM(1,4).     

矿渣微粉对混凝土气体渗透性及强度的影响

结合汞压力测孔法,试验研究了水胶质量比为0.25～0.35,矿渣微粉掺量为0～60%时高性能混凝土的抗压强度、气体渗透性以及孔结构,并探讨了抗压强度与气体渗透性之间的关系.研究表明:延长28d后的养护龄期能明显提高高性能混凝土抗压强度,矿渣微粉对抗压强度的影响因水胶质量比不同而存在一定差异;对优化高性能混凝土抗气体渗透性能而言,矿渣微粉掺量存在一最佳值;适当延长28 d后的养护龄期能明显提高混凝土的抗渗透性能;90 d龄期时,矿渣微粉对高性能混凝土孔隙率总体上影响不大,但能细化孔径,增加无害孔、少害孔的总比例;矿渣微粉高性能混凝土抗压强度与气体渗透系数间的线性相关性较差,相关系数仅为0.75.     

混凝土气孔结构对其强度及界面过渡区的影响

为便于高性能混凝土引气剂的开发和应用,采用定量体视学图像分析法,测定掺有9种引气剂的混凝土28d气孔结构参数,运用灰色关联分析方法,研究不同范围孔径对混凝土抗压强度的影响,并采用显微硬度仪对混凝土界面过渡区进行了测试分析.结果表明:各范围孔径与抗压强度的关联性均为负;但不同的范围孔径对混凝土28d抗压强度的影响有所不同,混凝土总孔隙率相近条件下,增加10~200μm范围孔径的气孔孔隙率,减少200~1 600μm范围孔径的气孔孔隙率,使气孔的平均孔径及平均间距系数减小,混凝土的界面过渡区宽度缩短,显微硬度提高,有利于减小因引气而造成的抗压强度损失.     

新型超高性能混凝土的抗压性能及其砂浆体的孔结构分析

采用超细水泥制备了新型超高性能混凝土,试验研究了材料在不同养护条件下的抗压性能,并采用压汞法分析了其砂浆体的孔结构.试验结果表明,高温养护下材料的抗压强度比常温养护明显提高;SC-RPC砂浆体在孔径小于50 nm区间内,孔容积越小,对应的SC-RPC立方体试块抗压强度越高;孔体积测试结果偏离实际情况可能由样品制备时冲击力下产生的裂缝导致;高温养护的SC-RPC砂浆体试样的总孔比表面积明显低于常温养护的试样.     

高原复杂气候环境对混凝土气孔结构与力学性能的影响

为探究高原复杂气候环境对混凝土气孔结构与力学性能的影响,分别以高原地区和平原地区成型养护的引气混凝土为研究对象,对混凝土试块进行切割以及表面处理,利用硬化混凝土气孔分析仪,对不同成型养护环境下混凝土的气孔特征参数进行分析,并对不同成型养护环境下混凝土的28 d抗压强度进行测试,研究不同环境对混凝土气孔结构以及28 d抗压强度的影响;通过对比分析得出高原地区低压、干燥、低温的气候环境下,混凝土含气量、气孔平均孔径、孔径分布、气孔间距系数以及28 d抗压强度的变化规律,建立混凝土内部气孔结构与混凝土抗压强度之间的关联,揭示高原复杂环境下混凝土气孔结构劣化以及力学性能下降的原因。研究结果表明:与常压标准养护的混凝土相比,低压标准养护的硬化混凝土含气量降低了5%～22%,平均孔径减小了2%～5%,气孔间距系数增加了4%～11%,强度增加了5%～10%;与低气压标准养护的混凝土相比,高原养护环境下硬化混凝土含气量增加了20%～30%,平均孔径增大了8%～12%,气孔间距系数降低了15%～20%,强度下降了15%～36%。高原地区干燥、低温环境会影响水泥水化反应,导致混凝土结构疏松,气孔结构劣化,同时低温环境下混凝土内部产生冻胀应力,对其结构造成破坏,并导致后期强度下降。掺入引气剂会使混凝土内气孔变多,混凝土强度降低,但高原环境下引入气泡可有效缓冲冻胀应力,减少混凝土内部结构的破坏以及强度的损失。     

自然浸泡对水泥基材料渗透性能的影响及作用机理

将混凝土和砂浆样品浸泡在超纯水中,定期检测表层渗透性能、孔结构及微观形貌,研究浸泡环境对水泥基材料渗透性能的影响及作用机理。研究结果表明:随着浸泡龄期的延长,表层渗水系数逐步减少,浸泡150 d后的表层渗水系数仅为浸泡30 d的50%;随着龄期的延长,水泥基材料的孔结构得到优化,相比浸泡30 d的孔结构,浸泡150 d后,孔径小于100 nm的孔体积是浸泡30 d的1.17倍,而孔径为100~200 nm孔体积是浸泡90 d的64%,微观孔结构进一步细化;与标准养护28 d的砂浆基准样相比,超纯水浸泡180 d后,XRD曲线中Ca(OH)_2的峰值强度明显减弱,水化浆体中Ca(OH)_2的质量分数减少;浸泡90 d后水化浆体晶体结构松散,表面凹凸明显,有一些细小的孔洞。     

基于等效龄期的粉煤灰混凝土抗压强度计算模型

设计温度跟踪养护系统来模拟实际结构中混凝土所经历的温度历程,通过测试在标准养护条件20℃、恒温50℃和变温养护条件下不同强度等级的粉煤灰混凝土早龄期抗压强度的值,分析温度历程对粉煤灰混凝土早龄期抗压强度的影响。根据混凝土早龄期抗压强度的两个主要影响因素:温度和龄期,引入等效龄期理论建立了粉煤灰混凝土早龄期抗压强度的计算模型,并分析了模型参数。实际结构中的粉煤灰混凝土抗压强度可以通过测定温度场,利用计算模型进行相应龄期的抗压强度计算。研究结果表明,粉煤灰混凝土抗压强度计算模型能够较准确计算结构中粉煤灰混凝土的抗压强度,从而有效指导粉煤灰混凝土的工程应用。     

基于正交试验下水温对泡沫混凝土性能的影响

为了排除多因素对试验结果产生的误差,研究了不同用水温度对泡沫混凝土性能和内部孔隙的影响,设置正交试验(三因素三水平)得出最佳的水胶比为0.6、粉煤灰最佳掺量为15％,胶粉最佳掺量为2％.在此基础上设置七个不同的水温温度(15、20、25、30、35、40、45℃),通过采集泡沫混凝土试件抗压强度、干密度、吸水率试验数据...     

负温混凝土防冻剂掺量确定方法实验研究

掺入适量的防冻剂可以有效地提高冬期施工混凝土工程的质量,如何合理地确定防冻剂的用量进行了系统地研究。提出了结合施工现场实际环境及条件确定负温混凝土防冻剂掺量的方法,在理论分析和推导的基础上,得到了混凝土达到临界成熟度值时的养护时间t抗及温度T抗,选择混凝土冰点Tb≤T抗的混凝土配合比,即确定出了混凝土防冻剂的掺量。并通过实验验证,实验结果表明:通过这种方法确定的防冻剂掺量,负温混凝土抗折强度和抗压强度分别是标准养护的99%和100%,满足负温施工的要求。     

不同温度下偏高岭土对油井水泥抗压强度影响的研究

以3种不同粒径的偏高岭土样品为考察对象,在30℃～110℃范围内研究了偏高岭土对油井水泥强度的影响。研究结果表明,偏高岭土的粒径、掺量以及养护温度均会对油井水泥的强度产生影响。在油井水泥中掺入偏高岭土,应注意其适合的粒径、掺量及温度的使用范围,超出此适用范围。偏高岭土对油井水泥抗压强度的改善作用减弱,甚至还会降低油井水泥的抗压强度。     

用焦煤和氧化钙制备含CaO碳球团: 热解炉中温度、孔分布和碳结构对球团抗压强度的影响

CaO-containing carbon pellets (CCCP) were successfully prepared from well-mixed coking coal (CC) and calcium oxide (CaO) and roasted at different pyrolysis temperatures. The effects of temperature, pore distribution, and carbon structure on the compressive strength of CCCP was investigated in a pyrolysis furnace (350–750°C). The results showed that as the roasting temperature increased, the compressive strength also increased and furthermore, structural defects and imperfections in the carbon crystallites were gradually eliminated to form more organized char structures, thus forming high-ordered CC. Notably, the CCCP preheated at 750°C exhibited the highest compressive strength. A positive relationship between the compressive strength and pore-size homogeneity was established. A linear relationship between the compressive strength of the CCCP and the average stack height of CC was observed. Additionally, a four-stage caking mechanism was developed.     

温度对含碳纤维水泥水化及抗压强度的影响

为了研究温度对含碳纤维水泥水化及其强度的影响,首先将制备好的含碳纤维水泥净浆倒入40mm×40mm×40mm立方体模具中,振密实后分别放入低温(10℃),常温(25℃),高温(100℃)环境下养护至规定龄期(3,7,28d),通过XRD和SEM研究水泥水化过程,对比分析在不同养护温度条件下含碳纤维混凝土的抗压强度。研究结果表明,随着养护温度的增加,C-S-H凝胶和C-H的形成速率增加,从而提高了混凝土的抗压强度;在一定温度范围内提高养护温度,可加速含碳纤维混凝土水化过程。     

高温后活性粉末混凝土微观结构分析

试验分析了高温后活性粉末混凝土（RPC）的外观、质量损失和抗压强度随温度的变化情况;利用扫描电镜（SEM）研究了经历不同高温后的RPC微观结构变化和物相组成.结果表明：经历温度低于400oС时,水泥水化反应和火山灰反应互相促进,RPC微观结构得到改善,抗压强度较常温时有所提高;经历温度为400～800oС时,C-S-H凝胶由连续块状变为尺寸较小的分散相,钢纤维与基体粘结界面处的裂纹逐渐形成并扩展,聚丙烯纤维融化后的孔道加剧了RPC的内部缺陷,RPC微观结构不断恶化,抗压强度逐渐降低.     

粗骨料对高温后沙漠砂混凝土抗压性能影响数值模拟

针对高温作用对混凝土强度带来的不利影响以及中砂资源匮乏的问题,将沙漠砂混凝土视为由粗骨料、沙漠砂砂浆及界面相组成的三相复合材料。采用随机骨料模型建模,对高温后沙漠砂混凝土单轴受压破坏过程进行了数值模拟,分析粗骨料体积含量及粒径大小对高温后沙漠砂混凝土单轴抗压性能的影响。结果表明：高温后沙漠砂混凝土的破坏相继发生于界面相、界面相周边砂浆及外围砂浆,混凝土最终沿近对角线方向发生斜向破坏。随粗骨料体积含量增加,沙漠砂混凝土抗压强度先增大后减小,体积含量45%时,抗压强度最大。相对于最小粒径与中间粒径,粗骨料最大粒径对高温后沙漠砂混凝土抗压强度的影响更为显著。本研究可为沙漠砂混凝土的应用提供理论依据。