养护温度对微膨胀复合胶凝材料性能的影响

研究了养护温度对微膨胀复合胶凝材料膨胀效能、强度、水化程度及微观构影响.果表明：标准养护条件下（20℃）,晶状钙矾石基本都生长在孔缝中,对膨胀贡献较小,凝胶颗粒状钙矾石对膨胀贡献更大;提高养护温度（40℃）能够促进膨胀剂水化,但发展更快强度限制了膨胀发展,凝胶或微晶状钙矾石对孔隙填充使中等养护温度硬化胶凝材料浆体最为密实;更高养护温度时（60℃）,硬化浆体内部生成了大量粗棒状钙矾石晶体,导致其在水化早期即产生过大膨胀,持续高温高湿环境使少量钙矾石发生分,致使后期限制膨胀率有所降低.适度膨胀对硬化浆体孔构是有益,能够使大孔明显减少,但过大膨胀会对孔构造成不利影响,大孔数量偏多.     

早龄期混凝土结构开裂风险分析

为了分析混凝土在早龄期时的开裂风险，采用有限元方法计算混凝土结构早龄期时的内应力发展．通过建立混凝土材料的水化放热模型，引入Arrhenius公式来表征混凝土放热速率受温度的影响．在分析中采用考虑等效龄期的混凝土弹性模量和抗拉强度CEB—FIP1990计算公式和Bazant的双幂函数徐变模型，同时考虑混凝土早龄期的自生收缩．结果表明：引入Arrhenius公式的混凝土水化放热模型可以用于计算混凝土结构早龄期时的温度场，混凝土的水化放热和自生收缩引起的内应力可以引起混凝土长墙的早期开裂．早龄期时混凝土结构内应力的计算为优化混凝土材料的组成提供了依据，尽可能减少混凝土结构的开裂．     

C_4A_3$-CaSO_4-CaO体系中CaO水化活性与膨胀特性关系

该文分析了2种CCC(C_4A_3$-CaSO_4-CaO)体系在混凝土中的作用效果,揭示了掺入CCC体系的混凝土产生失水膨胀的原因。测试了2种CCC体系对混凝土工作性、抗压强度、自收缩和干燥收缩、水化热、XRD图谱的影响。CCC体系中的CaO组分由于制备阶段的死烧或低水胶比条件下水化过程受阻,不能在水化早期阶段完成水化;之后,非饱水条件下CaO通过原位反应产生膨胀,使得混凝土表现出失水膨胀现象。结果表明:CCC体系可有效补偿混凝土的自收缩和干燥收缩。研究结果揭示了CCC体系中组分活性与膨胀特性的关系。CCC体系制备过程中应避免对CaO组分的死烧;同时,低水胶比混凝土中应降低CCC体系的掺量。     

水泥沥青胶凝材料的硬化机理研究

分析了一种特殊胶凝材料-水泥沥青胶凝材料的水化硬化机理.采用等温量热法、X射线衍射分析和环境扫描电镜对用阴离子沥青乳液和硅酸盐水泥配制的水泥沥青胶凝材料的水化进程、水化产物组成和微观形貌进行了观察.水泥沥青胶凝材料的水化过程仍然可以分为快速反应期,诱导期、加速期、减速期和衰退期.沥青与水泥之间没有化学反应,没有新的矿物相生成.水泥沥青胶凝材料的水化硬化过程起始于水泥的水化,当水泥的水化反应进入加速期,水化放热速率接近最大时,沥青开始破乳成膜.在水泥沥青胶凝材料硬化体中,水泥的水化产物形成骨架,沥青膜包覆其上,是连续相;两者形成互穿体系.乳化沥青中的乳化剂会延缓水泥的水化过程.     

混凝土抗氯离子渗透性PERMIT试验方法改进及工程应用

因抗渗性差导致有害物质侵入造成钢筋锈蚀从而使结构功能劣化是混凝土耐久性问题的主要成因.PERMIT离子迁移方法是目前唯一可用的商业化混凝土抗氯离子渗透性现场测试方法,但该方法目前尚存在一些亟待研究的问题.为了完善该方法,试验研究并理论解释了PERMIT离子迁移方法峰值电流与氯离子迁移系数的关系,并根据试验结果得到了PERMIT离子迁移方法与RCM快速氯离子迁移方法的关系.研究结果简化了测试和数据处理过程,并建立了PERMIT试验方法与我国现行标准的换算关系.作为工程应用,测试了哈大客运专线混凝土箱梁的抗氯离子渗透性,验证了改进方法的有效性.     

热采井高效封窜堵漏剂的研究与应用

为解决热采井封窜堵漏措施成功率低、有效期短的问题,研究了新型的热采井封窜堵漏剂XAN-RC.室内试验表明,XAN-RC能够在疏松的漏失层有效驻留,早期强度高,在高温作用下胶结强度不衰退反而有所增强.对XAN-RC的抗高温机理进行了研究,表明XAN-RC能够在高温的作用下发生二次水化反应,生成纤维状晶体的水化产物,从而形成牢固的网状结构,增强了界面胶结强度.新型的热采井高效封窜堵漏技术已在现场施工20余口井,成功率高,增产效果明显,措施井有效期长,具有较好的推广应用价值.     

超高性能混凝土RPC的抗冲击压缩特性

利用分离式Hopkinson 压杆试验装置,完成了超高性能混凝土RPC及其在钢管约束情况下的冲击压缩性能试验,比较了RPC材料在无约束和有约束2种受力状态下的变形和破坏特点,分析了RPC材料与C60自密实混凝土材料的应变速率效应的差异,给出了RPC材料与C60自密实混凝土的冲击破坏阈值.结果表明:在达到冲击破坏阈值的冲击荷载作用下,RPC材料呈现脆性破坏形态,对RPC侧向施加钢管约束可大大改善其抗冲击性能;RPC材料具有一定的应变速率效应,但RPC材料强度随加载速率提高的幅度比普通高强混凝土C60的要小,并且随着RPC材料强度等级提高应变速率效应逐渐减小.     

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。     

水泥沥青砂浆在室外自然条件下的强度经时损失

为考察室外自然条件对水泥沥青砂浆(CA砂浆)强度发展的影响,将在室内条件下养护28d或56d的CA砂浆试件置于北京地区室外环境中2a,测量了CA砂浆在自然环境中的强度变化。实验结果表明:CA砂浆在室外自然环境中长期放置,其抗压强度降低较小,抗折强度显著降低。水灰质量比一定时,沥青与水泥的比例越大,CA砂浆的强度经时损失越大。沥青与水泥的比例一定时,水灰质量比越大,CA砂浆的强度经时损失越大。通过延长CA砂浆早期养护时间,可以减小强度经时损失;沥青与水泥的比例较大的CA砂浆的改善效果更为明显。     

严酷环境下混凝土服役性能演化的数理模型

考虑青藏高原严酷环境中影响混凝土耐久性的综合因素，选择函数形式，确定参数与混凝土材料使用寿命的关系，建立了一个能顾及多重因素，但形式简化的严酷环境下混凝土使用寿命的预测模型。