锂渣粉对碱-硅反应的抑制效果及其自身微膨胀的分离

为了客观评价锂渣粉抑制碱-硅反应(ASR)的效果,进行了锂渣粉抑制ASR的试验和分离锂渣粉自身微膨胀的试验.用砂浆棒快速法对比了锂渣粉与粉煤灰单掺或复掺对ASR的抑制效果,当掺量为20%时,锂渣粉的抑制效果为76%,而粉煤灰的抑制效果可达93%,表明同掺量下锂渣粉对ASR的抑制效果远不如粉煤灰.采用砂浆棒快速法,使用非活性大理岩骨料测试在锂渣粉掺量为0,10%,20%,30%时的膨胀率,计算得到不同掺量下锂渣粉产生的微膨胀(膨胀率约0.005%~0.015%),然后从相应锂渣粉掺量下采用活性砂岩骨料时的膨胀率中减去锂渣粉的微膨胀,从而从锂渣粉抑制活性骨料ASR效能试验的膨胀值中分离出锂渣粉产生的自身微膨胀.采用60℃快速混凝土棱柱体法,进一步证实了混凝土中锂渣粉导致的早期微膨胀以及锂渣粉对ASR的抑制效果.结果表明:锂渣粉会导致砂浆或者混凝土在早期发生微膨胀;测试锂渣粉抑制ASR的效果时,需分离这种微膨胀;锂渣粉掺量为30%以上时,可有效抑制砂岩骨料的ASR,抑制效果约89%,略逊于同掺量粉煤灰的典型抑制效果.     

不同骨料粒径混凝土声发射特性分析

通过研究3组普通混凝土轴心受压试件,以不同粗骨料最大粒径作为变量,研究其应力-应变曲线特征及损伤破坏特征.利用声发射技术,研究不同粗骨料粒径普通混凝土的声发射特性,从声发射波速、能量参数、空间定位分析、损伤演化规律等角度综合评价材料特性.结果表明:混凝土的强度指标及变形性能可通过应力-应变全阶段曲线较好地反映,随粗骨料粒径增大,强度呈下降趋势,但骨料间的咬合作用明显增强.声发射波速受材料的密实程度、骨料粒径尺寸影响较大,存在随粗骨料粒径增大、波速下降的趋势.从能量角度分析破坏的全过程,应力水平-累计能量曲线4个阶段特征分明,将事件数引入材料损伤本构方程建立不同粗骨料粒径下的损伤演化模型,对实时、定量评价材料损伤程度具有较高精度.     

大骨料混凝土率型内时损伤本构模型

以内时理论和损伤理论为框架,分析了骨料粒径和应变率效应对混凝土损伤的影响.建立了大骨料混凝土的率型内时损伤本构模型,并采用该模型进行多轴动态应力-应变曲线分析.与大骨料混凝土多轴动态试验数据对比结果显示数值与试验结果符合较好,说明该模型可作为大骨料混凝土动态性能研究的依据.最后,应用所提出的本构模型和未考虑大骨料因素的内时损伤本构模型对某混凝土拱坝进行非线性地震反应分析,结果表明,应变率和骨料粒径对于结构的强度和刚度影响较大,在分析中应得到重视.     

ASR对再生混凝土冻融循环二次损伤的影响

研究了再生混凝土经历碱硅酸反应（ASR）后,受冻融循环二次损伤的影响. 将试件浸泡在80 ℃的1 mol/L NaOH溶液中进行碱硅酸反应28 d,然后分别进行20次、40次冻融循环,完成对试件膨胀率、相对动弹性模量的测量. 结果表明,前期ASR对再生混凝土受冻后二次膨胀的促进作用在再生骨料取代率为30%时达到最大;对于相对动弹性模量而言,前期ASR对后期冻融二次受损是否有促进作用取决于骨料的碱活性,骨料碱活性越高,促进作用越弱.     

废玻璃用于水泥混凝土的研究进展

废玻璃排放量非常大,其再利用可以节约资源、降低能耗和减少污染.将废玻璃用于生产水泥混凝土是废玻璃再利用重要手段之一,发达国家已开展过大量相关研究,并取得可用于实践的研究成果,而中国这方面的研究较滞后,随着中国经济的快速发展,开发适用于中国的废玻璃水泥混凝土技术是必由之路.本文回顾与概括了废玻璃水泥混凝土主要研究内容与成果,认为废玻璃能以粉料、细骨料和粗骨料三种形式掺入混凝土中,一定细度的玻璃粉不会产生碱骨料反应(ASR)膨胀危害,其应用最为安全,其它两种形式通过采取抑制ASR措施也可以安全使用.     

微膨胀混凝土早期收缩试验与数值分析

通过建立微膨胀混凝土水泥浆体早期收缩以及膨胀剂膨胀效应机理参数模型,引入在混凝土材料细观模拟,实现微膨胀混凝土早期收缩行为的细观场域仿真分析。基于材料试验监测结果进行模型参数修正,校验模拟方法的准确性,并探讨材料细观变异性以及骨料颗粒类型对于材料收缩应变分布的影响。研究结果表明,微膨胀混凝土收缩细观模型能够精准便捷地描述材料应变随时间变化规律;骨料颗粒空间随机分布对材料内部收缩应变场域分布影响显著,受拉应力峰值出现于细长骨料棱角位置以及骨料间隙位置水泥浆体,该膨胀剂效应能够降低材料内部受拉应力水平至普通混凝土20%左右,有效缓解材料收缩微观开裂损伤的潜在风险,保障工程结构应用中材料内部应力储备。基于研究模拟结果,结合具体结构性能需求仍有必要对骨料颗粒种类、形状进行优化控制,以实现材料内部较低且均匀的初始收缩应力场域分布。     

不同浓度料浆流变特性与混合骨料级配相关性试验

为了探究混合骨料配比及粒径级配对料浆流变特性的影响,首先对矿山充填常用的废石和棒磨砂及其混合骨料进行粒径分析,并得到相应的特征粒径.其次采用流变仪对不同骨料配比、不同质量分数条件下的料浆进行测定,采用H-B流变模型拟合出相应的流变参数.然后对流变参数和流变特性进行分析,并基于最小二乘法研究骨料粒径级配与料浆流变特性的相关性.最后对料浆稳定性进行讨论,并通过建立力学模型确定了混合骨料不沉降离析的临界粒径范围为13.8~21.6mm.试验结果表明:料浆屈服应力和表观黏度均随料浆质量分数的增大而增大;随着剪切速率的增大,料浆流变特性表现出不同的模型特性;料浆流变特性参数与骨料粒径级配的相关性随着特征粒径值的增大而增大.随着质量分数的提高,料浆屈服应力与骨料粒径级配相关性逐渐减弱,而表观黏度与之相反,质量分数和骨料粒径级配对料浆稳定性有很大影响.     

冻融循环对GCL材料中膨润土粒径分布及膨胀指数的影响

为了解冻融循环对土工织物膨润土垫(GCL)材料中膨润土膨胀性的影响,通过室内试验研究了不同冻融循环次数下GCL材料中膨润土粒径分布及其膨胀指数的变化规律,分析了两者间内在联系,并阐述了膨胀指数变化的微观机理.试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,膨胀指数先迅速增加至峰值后再略微下降并趋于平稳,粒径分布则趋于集中;10次以内冻融循环对GCL材料中膨润土膨胀指数影响较大.提出了主导粒径的概念,认为膨胀指数主要由属于主导粒径的颗粒决定,并给出了主导粒径与膨胀指数间的量化关系.     

间接拉伸试验条件下沥青混合料变形特性

为分析沥青混合料的劈裂拉伸性能,采用数字图像测量方法,实现了试样表面轴向变形和径向变形的同步测定,得到了粗骨料沥青混合料和细骨料沥青混合料在不同温度下的宏观力学性能及应力-应变关系.结果表明:粗骨料沥青混凝土呈脆性破坏趋势,细骨料沥青混凝土在破坏前进入塑性屈服阶段;材料的弹性压缩和剪切膨胀与载荷历史紧密相连,反映了材料的结构性变形过程.该成果对沥青路面的拉伸开裂研究具有一定的参考价值.     

混凝土结构耐久性研究现状及趋势

碳化、钢筋腐蚀、冻融及碱 骨料反应构成混凝土耐久性的主要内容,对此从机理上进行了较系统的论述;同时,从材料、构件和结构三个层次分析和综述了混凝土结构耐久性的研究现状,指出今后的发展方向:结构层次的耐久性研究将成为今后混凝土耐久性研究的重点;混凝土结构耐久性的研究已从定性分析逐步转向定量分析;基于可靠性的混凝土结构耐久性研究将是今后混凝土结构耐久性研究的又一重要发展方向·     

再生混凝土动态冲击性能

再生混凝土技术实现了建筑资源循环和建筑垃圾治理难的问题。目前再生混凝土在框架节点抗震、装配式建筑、钢混结构等方面应用较为广泛,然而在防护工程方面的研究相对较少。本文在现有的再生混凝土SHPB试验基础上,采用动力有限元软件LS-DYNA对再生混凝土的冲击压缩性能进行了数值模拟研究,选用HOLMQUIST-JOHNSON-COOK模型作为再生混凝土的本构模型,根据试验结果标定了本构模型参数,在此基础上进行了拓展工况研究,并建立了再生混凝土DIF计算模型,研究结果表明：HJC模型能够较为准确地模拟再生混凝土在高应变率下的动态压缩力学性能;CEB推荐的DIF计算模型不适用于再生混凝土,本文建立了新的DIF计算模型;应变率为71.7 s-1时,试件开始出现轻微损伤,应变率达到200 s-1后,试件呈现粉碎性破坏。     

养护温度对LiNO3抑制碱硅酸反应及其膨胀的影响

研究了38℃和60℃下石英玻璃在掺LiNO_3的Na OH溶液中碱硅酸反应过程,采用酸化处理法确定体系中SiO_2分布,采用等离子发射光谱(ICP)分析溶液中Na、Si和Li元素浓度变化,采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征反应产物的组成和形貌;并检测了38℃和80℃湿气养护下掺LiNO_3的沸石化珍珠岩混凝土微柱的膨胀性。结果表明:加入LiNO_3降低了溶液中石英玻璃的溶蚀率和SiO_2的溶解度,减缓了ASR的反应速率;不同养护温度下形成的含锂产物不同,提高温度有利于Li_2SiO_3晶体的形成。对于混凝土微柱,掺锂试件早期抑制效果良好,后期仍膨胀;相同锂掺量下80℃湿气养护的试件膨胀率却明显低于38℃时的膨胀率。可见,高温养护下LiNO_3抑制ASR膨胀的效果不能很好地评价在低温下的作用效果。     

硅质及铝质材料对碱硅酸反应长期膨胀性影响的对比

采用快速砂浆棒法,通过延长养护时间,研究了硅灰、粉煤灰和Al2O3对碱硅酸反应（ASR）长期膨胀性的影响。结果表明：适量的硅灰在14d内能有效抑制ASR,但在更长龄期时是无效的;适量的Al2O3不仅在短期内能有效抑制ASR,而且在更长龄期时也是有效的。说明富含Al2O3的物质对ASR的长期抑制效果比硅质材料好。     

沥青混合料分形级配理论

介绍沥青混合料集料粒径分布分形维数的计算方法并分析其分形特征.对于连续级配,其集料粒径分布为一重分形分布;对于间断级配,其集料粒径分布为二重分形分布.采用粗集料粒径分布分形维数Dc和细集料粒径分布分形维数Df作为描述集料级配分形特点的指标.在此基础上,提出分形级配理论的计算式,该式不仅可以计算连续级配,还可以计算间断级配.研究分形级配理论与现有主要级配设计理论之间的关系,结果表明,分形级配理论可以包括现有的几种主要级配计算方法,这主要由于分形是集料级配的本质.     

沥青混合料级配集料的分形特性

基于分形理论,对沥青混合料级配集料的分形特性进行了研究,探讨了集料颗粒、集料粒径分布、集料质量级配以及集料体积的分维等.研究结果表明:分维值可以用来定量地描述沥青混合料中集料的复杂外观结构,在双对数坐标下集料颗粒周长与面积呈现线性关系,相同集料(同料源)不同级配的集料颗粒具有近似相同的分维,相同集料不同截面具有相同的分维,不同集料(不同料源)表现出不同的分维;分维值也可以用来定量地描述沥青混合料中集料粒径分布、集料质量分布、集料体积分布以及集料的空隙率等,集料质量级配分维值越大,其级配就越粗.     

粗集料对水泥混凝土热工参数的影响

基于改进的光杠杆系统和护热平板法测定了水泥混凝土的线膨胀系数和导热系数,分析了粗集料类型以及粗集料含量对二者的影响．研究结果表明,粗集料类型不同时,集料本身的线膨胀系数越大,该种集料的混凝土线膨胀系数也越大,导热系数的变化规律也相同;粗集料类型相同时,线膨胀系数随粗集料含量的增加而增大,而导热系数在一定范围内随粗集料含量的增加而减小．此外,在10～50℃范围内逐级升高或降低相同温度时,混凝土膨胀量大致相同,膨胀量对不同温度区间的敏感性无明显差异．     

水泥和骨料化学成分对碱骨料活性影响的试验研究

试验采用5种不同的水泥、10种不同的骨料,通过快速砂浆棒法研究水泥和骨料的化学成分对碱骨料活性的影响。结果表明:当水泥化学成分不同,骨料化学成分相同时,各龄期的膨胀率与MgO质量分数成正比,与SiO_2质量分数分数成反比;当骨料化学成分不同,水泥化学成分相同时,各龄期的膨胀率与骨料中碱质量分数、SiO_2质量分数成正比,与MgO质量分数成反比。     

混凝土Cl-渗透性快速测定方法研究

对快速测定混凝土Cl-渗透性可行性及w/c、硅灰、粗集料最大粒径对Cl-渗透性的影响进行了研究.结果证明,施加电势加速Cl-迁移速率来测定混凝土Cl-渗透性是可行的.Cl-渗透性随w/c的增加而增加,掺入硅灰可以显著降低Cl-渗透性,粗集料最大粒径对Cl-渗透性有一定影响,但远远小于w/c的影响.掺入硅灰高强轻集料的混凝土Cl-渗透性很低,尤其是采用全干轻集料配制的混凝土.利用快速测定法可有效评价混凝土Cl-抗渗性等级.     

Effects of binder strength and aggregate size on the compressive strength and void ratio of porous concrete

To test the influence of binder strength, porous concretes with 4 binder strengths between 30.0-135.0 MPa and 5 void ratios between 15%-35% were tested. The results indicated that for the same aggregate, the rates of strength reduction due to the increases in void ratio were the same for binders with different strengths. To study the influence of aggregate size, 3 single size aggregates with nominal sizes of 5.0, 13.0 and 20.0 mm (Nos. 7, 6 and 5 according to JIS A 5001) were used to make porous concrete. The strengths of porous concrete are found to be dependent on aggregate size. The rate of strength reduction of porous concrete with small aggregate size is found to be higher than that with larger aggregate size. At the same void ratio, the strength of porous concrete with large aggregate is larger than that with small aggregate. The general equations for porous concrete are related to compressive strength and void ratio for different binder strengths and aggregate sizes.     

钢渣体积膨胀行为及改性方法研究进展

钢渣集料物理力学性能与天然碎石相似,然而钢渣集料体积稳定性较差,遇水易发生膨胀,严重制约其在道路工程中的应用。本文首先综述了钢渣集料的物理力学性能和化学组成;分析了诱发钢渣集料体积膨胀的主要因素;介绍了当下抑制钢渣集料体积膨胀的改性方法并总结其优缺点;提出采用钢渣表面改性的方法可增强钢渣表面疏水能力,消除钢渣遇水发生反应的前提条件。由于不同地区钢渣化学成分差异明显,钢渣改性处理工艺相对复杂,应深入研究钢渣表面改性方法,同时兼顾低成本有机改性剂的制备及循环利用,真正实现“低成本,高利用”的目的。