混凝土裂缝的微生物自修复效果

利用裂缝测宽仪、扫描电镜和热重分析技术分别对混凝土裂缝的微生物自修复效果进行了研究.研究结果表明:修复40 d后,混凝土裂缝就可以被微生物矿化形成的碳酸钙所填充,修复效果明显,最大填充宽度超过1 mm.微生物矿化形成的碳酸钙在裂缝开口处最多,且随着裂缝深度的增加碳酸钙逐渐减少,当混凝土裂缝深度超过10 mm时未发现微生物形成的碳酸钙.距离裂缝断裂面表层1.5 mm内,微生物可矿化形成较多碳酸钙.而当超过1.5 mm时,由于该微生物矿化需要氧气,因此,随着距离裂缝断裂面表层越远、距离水泥基体越近,微生物矿化形成的碳酸钙含量越来越少.     

水灰比对水泥基材料裂缝自愈合机制的影响

采用裂缝开口显微观察、超声波脉冲速度测试以及超声波形分析方法,研究水与胶凝材料的质量比(简称水灰比)对水泥基材料裂缝自愈合性能的影响,借助热重分析、物相分析、微观形貌观察等手段,比较不同水灰比的砂浆试块裂缝内表面水化产物及自愈合产物的差异,评价不同水灰比的砂浆试块裂缝自愈合能力.结果表明:随着水灰比的增大,砂浆试块的自...     

吸水树脂水泥基材料自养护外加剂的研究

以自制的高分子吸水树脂(SAP)作为新型的水泥基材料自养护外加剂．利用吸水树脂优良的保水性能来抑制水泥水化早期干燥现象，为水化提供较长时间内持续、稳定的水分供应及充分的内部相对湿度，保证水化反应的顺利进行，达到自养护的目的．考察了掺加吸水树脂的水泥试样的强度、流动度、凝结时间等性能，并通过测定化学结合水量研究了吸水树脂对水泥水化作用的影响．结果表明掺加SAP能够提高水泥净浆的水化程度和胶砂试样的机械强度，尤其是对3天、7天和28天三个龄期的抗折强度均可提高10％--20％。     

水泥基材料封存二氧化碳评价方法研究进展

二氧化碳与新拌混凝土或再生混凝土骨料等水泥基材料反应会生成热稳定性的碳酸钙,该方法不但能使新拌混凝土快速获得强度以及提高再生混凝土骨料的强度,还能封存二氧化碳.综述分析了国内外相关文献对水泥基材料封存二氧化碳的理论方法、试验方法和经验模型等的研究进展,以期为准确度量水泥基材料封存二氧化碳提供较为全面的参考依据.     

碳纤维机敏水泥基材料性能研究

研究了掺有碳纤维的水泥基复合材料的导电机理和在轴向压力下的压阻特性。结果表明：碳纤维水泥基复合材料的导电性有较显著的压力依赖性。在低应力水平下电阻随压力增加而降低，在较高应力水平下则随应力增在而升高，呈现所谓的“电阻负压力系数（NPCR）和正压力系数（PPCR）”效应。在循环荷载作用下，电阻的变化呈现Kaiser记忆效应。电阻的压力依赖性，被认为与碳纤维在水泥基体中形成的导电网络在荷载作用下的破坏与重组有关。     

可逆变色水泥基材料的研究

在白水泥中掺加常温可逆温致变色微胶囊,制备出了可逆变色水泥基材料.掺10%蓝温致变色颜料微胶囊水泥基材料的颜色,可在低温时的蓝色和高温时的白色之间可逆变化,变色温度在42℃左右;掺10%红色、绿色温致变色颜料微胶囊水泥基材料的颜色,也可随温度产生相应的可逆变化,变色温度约在58℃左右.其中,红色水泥试件由低温时的红色变为高温时的近似白色,符合建筑装饰对材料低温暖色调、高温冷色调,应能随温度可逆变化的要求.掺加10%蓝温致变色颜料微胶囊后,水泥细度有所下降,标准稠度用水量有所增加,初凝时间、终凝时间、安定性均合格.在同流动度条件下,硬化水泥浆体抗折强度3 d,7 d,28 d均下降20%左右,抗压强度3 d,7 d,28 d下降在35%-43%之间.表明该材料可在建筑物非承重部位起功能材料作用,符合冬暖夏凉材料的制备方向.扫描电镜观察和X射线分析表明,在白水泥中掺加常温可逆变色微胶囊不会明显影响水泥本体结构.     

丁苯胶乳改性水泥基材料的性能与机理研究进展

 丁苯胶乳（SBL）改性水泥基材料具有较好的流动性、保水性、与基材的黏结性、水密性、耐久性、抗化学腐蚀性、抗冻融性、良好的力学强度及延伸性能,而且其成本较低、使用便捷,得到较为广泛的应用。综述了SBL改性水泥基材料的性能和机理,介绍了SBL单独改性、SBL和其他胶乳共混改性、SBL和纤维改性、SBL和外加剂复合改性时,水泥基材料的物理和力学性能。从3个方面探讨了SBL改性机理：SBL对水泥水化过程的影响存在物理作用和化学作用;SBL对微观结构的主要影响是由乳胶粒子的分散和聚合物薄膜的形成所产生的;从孔洞结构看,SBL改变水泥基材料的孔径分布、特征孔径、平均孔径、最可几孔径、孔隙率等,提高了材料的内聚强度。分析表明,SBL改性水泥基材料具有性价比高、环境友好、使用寿命长、循环利用率高等优点。     

水泥基材料的塑性抗拉强度

为了研究水泥基材料塑性抗拉强度的增长规律,选取水泥浆体和粉煤灰浆体,对塑性阶段的毛细管负压、塑性收缩、饱和度及抗拉强度进行了试验研究,并基于固-液-气三相有效作用力对塑性抗拉强度和毛细管负压间关系进行了分析.结果表明:当毛细管负压小于70 kPa时,水泥基材料体系处于近似饱和的毛细管状;试验所选的2种浆体塑性抗拉强度增长规律基本一致,即在毛细管负压达到20 kPa左右前,塑性抗拉强度随毛细管负压的增加而显著增加,其后则趋于稳定;基于理想堆积体系中液相有效作用力计算出的抗拉强度明显大于试验测试结果.在考虑体系存在缺陷的基础上,推荐了塑性抗拉强度的增长规律方程.     

碳纤维增强水泥基材料压敏性影响因素研究

本文对碳纤维水泥基机敏材料压敏性影响因素进行综述。首先,阐述了碳纤维压敏性的产生机理;其次,分别从分散剂、表面处理、导电掺合料及纤维的掺量和长度等几方面分析了对压敏性的影响;再次,分别从掺矿物掺合料、孔隙率及高烧失量粉煤灰等三个角度分析了对压敏性的影响。     

应用纳米压痕技术表征水泥基材料微观力学性能

为了更好地研究和表征水泥基材料的微观结构及形成机理,对水泥净浆及掺粉煤灰的水泥浆体进行了微观力学性能研究.应用纳米压痕技术测试、分析并计算了不同浆体中各个区域的弹性模量和硬度,并对各参数在二维平面的分布进行了描绘.同时,利用高斯函数对弹性模量、硬度的频率分布曲线进行了多峰拟合,获得水化产物中毛细孔、高密度C-S-H凝胶...     

水泥基材料裂缝对钢筋锈蚀过程的影响

裂缝的存在对混凝土中钢筋的锈蚀过程有重大影响,目前关于裂缝对钢筋锈蚀过程的影响程度有很多不同的观点.针对该问题,在实验室条件下利用模拟的海水氯盐环境对带裂缝的圆饼试验中铁丝的锈蚀过程进行了研究.研究首先将铁丝预埋入圆饼形砂浆试件,待试件具有一定强度后,利用机械方法在圆饼表面制造不同宽度的贯穿与非贯穿裂缝;然后通过比较裂缝底部暴露的铁丝表面和未暴露表面随时间的不同腐蚀程度来确定裂缝的存在对锈蚀过程的影响.研究表明:当贯穿裂纹的表面宽度为0.5mm时,锈蚀位置与裂缝位置的相关性大于60%;裂纹宽度为0.2mm时,两者的相关程度低于20%.     

基于Mapping图像分析的硫酸钠侵蚀水泥基材料中硫元素分布规律

利用SEM-BSE成像模式和EDS-Mapping模式测试了质量分数为2.5%和5.0%Na2SO4溶液侵蚀1年后的水泥净浆、砂浆试样的微观形貌和元素分布.结合图像分析方法,定量描述与分析了试样中硫元素浓度分布规律及硫酸根离子的侵蚀深度.结果表明:不同浓度Na2SO4溶液侵蚀下的净浆、砂浆试样中硫元素浓度分布趋势基本一致,表层浆体硫元素浓度较低,近表层区出现高硫含量带,随后硫元素浓度随深度增加而下降,下降幅度先剧烈后平缓,最终硫元素浓度趋于稳定.硫元素各分布段分别对应于石膏集中生成区、石膏与钙矾石混合生成区、钙矾石集中生成区以及未腐蚀区.高浓度Na2SO4溶液侵蚀后的净浆试样的高硫含量带宽度为550μm,硫元素浓度峰值为6.87%,明显大于低浓度Na2SO4溶液侵蚀后的试样(分别为300μm和1.93%);低浓度Na2SO4溶液侵蚀下,砂浆试样高硫含量带宽度大于同水灰比净浆试样,硫元素浓度峰值略小于净浆试样.     

电脉冲作用下水泥基材料硫酸盐侵蚀的影响因素

利用电脉冲加速外部硫酸根离子向砂浆内部迁移,研究了电脉冲作用下水灰比、侵蚀溶液种类以及电脉冲周期等因素对水泥砂浆硫酸盐侵蚀的影响,并利用扫描电镜观察受硫酸盐侵蚀后砂浆的微观结构.结果表明,硫酸钠溶液浸泡侵蚀180 d后,水灰比为0.3,0.4,0.5的砂浆抗折系数分别为1.03,0.98,0.94,抗压抗蚀系数分别为1.02,0.96,0.90;电脉冲作用下30 d后,各砂浆抗折系数分别变为0.98,0.95,0.90,抗压抗蚀系数分别为0.97,0.96,0.91,试件内部生成了大量的钙矾石,表明电脉冲加速了水泥砂浆的硫酸盐侵蚀.电脉冲作用下,在侵蚀溶液为硫酸镁的试件内部,部分水化硅酸钙(CSH)凝胶已转化为无胶凝性的水化硅酸镁(MSH),导致试件强度下降幅度大于硫酸钠侵蚀.此外,与周期为20 s的电脉冲相比,在周期为10 s的电脉冲作用下,试件受硫酸盐侵蚀的破坏程度更大.     

石灰石粉水泥基材料的研究与应用进展

从石灰石粉水泥基材料的作用机理、性能、应用技术标准和工程应用等方面对国内外石灰石粉水泥基材料取得的进展进行综述,提出单掺石灰石粉水泥基材料中石灰石粉的作用机理、时变行为和性能调控方法等有待进一步研究的问题。     

水泥掺量与再生废弃水泥基材料性能的关系

在蒸压条件下对废弃水泥基材料的再生进行了研究．测试了再生废弃水泥基材料的密度、强度、吸水率等随水泥掺量的变化．结果表明：随着水泥掺量的增加,废弃水泥净浆、废弃水泥胶砂的强度及密度不断增大,吸水率减少;废弃混凝土的强度增大,密度无显著变化,吸水率在水泥掺量为15％-20％时达到最小值后回升．     

水泥基复合材料氯离子扩散系数与孔隙率之间的关系

为了研究水泥基复合材料中孔隙率对氯离子扩散系数的影响,成型了不同水灰比,含骨料体积分数、粒径与级配不同的砂浆试样;采用稳态电加速法测试氯离子扩散系数、压汞技术测试孔结构参数、微焦点计算机断层扫描技术（X-CT）可视化孔结构分布,系统地研究了水泥基复合材料氯离子扩散系数与其骨料体积分数、总孔隙率、毛细孔隙率、连通孔径之间的关系。结果表明：骨料与基体之间的界面过渡区（界面区）显著地改变了水泥石中孔结构分布,水灰比越小,多孔的界面区对材料孔隙率的影响越显著;水泥基复合材料的氯离子扩散系数与其总孔隙、毛细孔隙率之间有很好的相关性,与其连通孔径几乎成线性关系,连通孔径越大,氯离子的扩散系数越大。     

氢键型自愈合树脂稳砂体系

基于氢键型自愈合树脂构建具备重复聚砂性能的水乳液型稳砂体系,以渗透率保留率和出砂临界流量为指标,考察乳液稳砂性能.结果表明:在130℃条件下,向填砂模型中注入1VP(VP为孔隙体积)乳液稳砂剂并养护12 h,砂柱液测渗透率保留率约为76.3％,出砂临界流量大幅度提升至110 mL/min,连续顶替100VP后,平均出砂...     

不同复合材料界面上的扩展裂纹问题

采用复变函数论的方法，对不同复合材料界面上的裂纹扩展问题进行了研究，并根据任意的自相似指数的断裂动力学问题，对裂纹表面某点受阶截荷和集中载荷作用的问题进行了自相似求解，给出了该问题的解析表达式。应用该法可以迅速地将所研究问题转化为Riemann-Hilbert问题，然后利用Mskhelishvili方法进行求解，最后求得在不同载荷作用下该问题的闭合解析解答。     

准脆性类材料的等效裂纹断裂模型

基于线弹性断裂力学和叠加原理提出处理准脆性材料裂纹尖端微裂区的等效裂纹断裂模型，得到该模型在混凝土材料断裂研究中的方法和程序．该模型将线弹性断裂力学与非线性断裂力学方法融为一体，能较为准确地研究准脆性材料的断裂问题；使用该模型，可以有效、方便地探讨研究混凝土材料的断裂规律，得到初始参数与其断裂特征的联系，为改善混凝土性能、设计优良混凝土材料提供理论依据．并给出了应用实例     

复合材料裂纹中心受增加载荷作用下的动态问题

利用已建立的复合材料桥连的动态裂纹模型,将桥连处纤维用载荷代替.当裂纹扩展时,其纤维必将连续地开裂.通过复变函数论的方法,可以很容易地将所讨论的问题转化为Remann-Hilbert问题,而后一问题可以用通常的Muskhelishvili方法进行求解,并可以相当简单地得到问题的闭合解.采用自相似函数的途径,求得了扩展裂纹的坐标原点分别受到增加载荷Px/t、pt3/x2作用下位移、应力和动态应力强度因子的解析解的一般表达式.利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解.