气孔对发气膨胀固井水泥石强度影响

发气膨胀剂产生的气孔具有补偿水泥石体积收缩及改善水泥石韧性的双重作用,对不同气孔体积比率的固井水泥石的抗压强度及水泥-套管界面胶结强度进行测试,并结合气孔结构显微观察对试验结果进行理论分析。结果表明:随着气孔体积比率增加,水泥石抗压强度及界面胶结强度先升高然后下降,进而又升高;气孔直径越均一,越利于提高水泥石强度;表面收缩压使半径不同的气孔内压力不同,小气孔内压力大于大气孔内压力;气孔间压力差增加了气孔边界骨架错位的可能性及小气孔沿着界面窜入大气孔内的趋势,从而降低水泥石的抗压强度和界面胶结强度;气孔通过影响水泥石的自应力、骨架应力和胶结面积,进而影响水泥石的抗压强度和界面胶结强度。     

环境友好型PFA膨胀剂

为利用粉煤灰中的Al2O3代替天然铝酸盐材料生产膨胀剂,通过化学激发和煅烧制备了预水化粉煤灰(PFA).采用化学萃取法分析了PFA中胶凝性矿物的组成;根据水泥化学原理配制了PFA膨胀剂(PBEA),采用优选法优化了PBEA的掺量,并针对水泥特性,研究了复合PBEA配方;通过SEM观察了掺复合PBEA的水泥浆体水化产物形貌.试验结果表明:PFA中的胶凝性矿物为C12A7和C2S;膨胀剂中PFA与硬石膏适宜的质量比为85:15,掺量达到水泥质量的5.6%～6.0%时,性能指标满足现行标准要求;PBEA在提供补偿收缩的同时,提高了混凝土坍落度经时保持能力; 复合PBEA作为硫铝酸盐类膨胀剂,与水泥水化产物反应形成大量的钙矾石晶体.PBEA可代替以天然铝酸盐矿物为原料生产的膨胀剂用于补偿混凝土收缩.     

掺UEA水泥净浆膨胀与强度性能试验研究

本文以土钉钻孔注浆中的水泥净浆进行研究,以UEA膨胀剂为膨胀源,通过水泥膨胀性试验与强度试验,研究了不同膨胀剂掺量和不同水胶比对水泥净浆膨胀性能与强度的影响。研究结果表明：在UEA掺量6%~10%、水胶比0.38~0.48范围内,水泥净浆始终是膨胀的,膨胀率随UEA掺量的增加而增加,随水胶比的增加而减小,当水胶比大于0.42时,膨胀率将明显降低;净浆试件在内置钢筋条件下的限制膨胀率约为相同情况下自由膨胀率的一半;UEA有利于普通硅酸盐水泥早期强度的发展,但对水泥的最终强度影响不大,且掺量不宜超过10%。     

氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土变形特性的影响

从氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土安定性能和力学性能的影响规律出发,系统研究了该新型氧化镁复合膨胀剂在不同养护方式下对高性能混凝土变形特性的影响规律.结果表明:在确保安定性的前提下,氧化镁复合膨胀剂在高性能混凝土适宜掺量为不超过8%.内掺8%的氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土力学性能影响不大,但对高性能混凝土的变形特性有显著影响.在饱水养护条件下,氧化镁复合膨胀剂既具有较大的早期膨胀性能,又具有一定的持续微膨胀性能;在密封养护条件下,氧化镁复合膨胀剂的掺入能完全消除高性能混凝土的早期自收缩,产生自膨胀;在干燥养护条件下,氧化镁复合膨胀剂的掺入对高性能混凝土的干燥收缩也表现出明显的抑制效果,至120 d测试龄期时干燥收缩的减缩率仍然高达50.2%.     

混凝土耐久性的研究与应用

结合工程实例，研究了引气剂，膨胀剂，缓凝减水剂三对混凝土耐久性的影响，结果表明：采用三种外加剂配制的混凝土具有优良的抗冻融，抗渗和抗裂性能，满足混凝土建筑物耐久性要求，为海工混凝土的配合比设计以及耐久性能研究提供了新的途径和应用经验。     

异形孔在膨胀荷载作用下的定向致裂机制

基于室内相似材料应变试验，对带有尖角的异形孔如正三角孔、等腰直角三角孔、120 °顶角的等腰三角孔在膨胀压力作用下的裂岩机理展开讨论. 在此基础上，使用颗粒流模拟进一步研究了单向致裂效果的最佳角度、双孔的最佳作用间距以及岩石强度对压裂效果的影响. 结果表明，异形孔作用下试样的起裂和破碎时间均短于圆形孔，并且其裂纹的发展是可控的，总是沿着尖角角平分线延长线方向进行. 根据应变的变化，可将试验分为三个阶段.平稳发展阶段，各个方向的应变增长速率几乎没有差别；快速增长阶段，新的破裂面广泛形成且具备一定的方向性；衰弱阶段，断裂不断出现导致能量消散，应变急剧下降. 数值模拟结果表明，双正三角孔间距为7倍正三角形边长时定向效果最佳，岩石强度和致裂效果呈乘幂关系.