- 王子明;王杰;甘杰忠;张佳乐;
速凝剂是喷射混凝土不可缺少的化学外加剂,但目前对速凝剂速凝及硬化作用机理方面的认识存在分歧和争议。本文从"水泥-速凝剂-水"系统的角度出发,综述分析了不同类型的速凝剂对"水泥-速凝剂-水"系统水化反应特征的影响和其快速凝结硬化的机理。明确了水化产物中的水化硫铝酸盐在充水孔隙中的快速形成是实现速凝的主要原因。高硫型水化硫铝酸钙(AFt)向低硫型水化硫铝酸钙(AFm)的晶型转化导致硬化浆体孔隙率增加,并延缓硅酸盐矿物的水化,是铝酸盐类速凝剂引起喷射混凝土后期强度降低的原因。水泥的化学组成对"水泥-速凝剂-水"系统的水化进程和凝结硬化具有重要的影响。喷射工艺的高剪切作用会加速AFm形成,抑制硅酸盐矿物的水化,对掺加碱性速凝剂的喷射混凝土强度发展有不利影响。
2020年10期 v.39;No.289 3045-3054页 [查看摘要][在线阅读][下载 2282K] - 申艳军;张欢;潘佳;罗滔;张凯峰;王旭;郝建帅;
混凝土因水泥浆体与集料材料特性差异,胶结过程中易在集料-浆体接触带出现界面过渡区(ITZ)。前期大量研究表明:ITZ是混凝土损伤、断裂最先发生区域。本文全面归纳ITZ微-细结构及微观力学识别技术,梳理现阶段识别技术的发展状况及存在问题,并借此展望下阶段精确识别ITZ技术的发展方向;基于现浇混凝土成型、水化、硬化微-细观过程分析,从ITZ微-细观结构形成特点及影响因素出发,探讨混凝土ITZ形成机制及主控指标;为更好认知ITZ微-细观多尺度特性评价,开展了国内外代表性ITZ结构模型归纳分析,并探究各模型的核心思路及适用范围。本研究可为系统掌握混凝土ITZ识别技术、形成机制及评价模型提供全面借鉴作用。
2020年10期 v.39;No.289 3055-3069页 [查看摘要][在线阅读][下载 2617K] - 高凯凯;崔祎菲;张鹏;赵铁军;
碱激发胶凝材料是一种新型绿色胶凝材料,碱激发混凝土以环保、强度高、耐久性好等一系列特点得到国内外学者的广泛关注,对其力学性能和耐久性的研究逐渐成为热点。本文综述了氯离子对碱激发混凝土的侵蚀机理,比较了碱激发材料与普通硅酸盐混凝土面对氯离子侵蚀的不同响应,对氯盐侵蚀下碱激发混凝土耐久性研究和碱激发混凝土内钢筋锈蚀研究进行了介绍,并总结了碱激发混凝土现阶段研究所面临的问题。
2020年10期 v.39;No.289 3070-3077页 [查看摘要][在线阅读][下载 783K] - 曹立学;郭君华;张磊;高春勇;
混凝土在早期水化过程中容易出现开裂的问题,裂缝的出现会直接影响混凝土结构的各项性能和服役寿命,因此混凝土早期抗裂性能的测试至关重要。对国内外研究人员提出的测试方法进行分类,分为平板法、圆环法和单轴约束法三种。并对这些测试方法进行了详尽评述,对各种方法的优势与存在的不足进行了探讨。为混凝土早期抗裂性能的测试表征提供参考,对今后测试方法的研究进行了展望。
2020年10期 v.39;No.289 3078-3089页 [查看摘要][在线阅读][下载 2653K] - 苏滔;陈犇;农喻媚;陈正;
目前含侵蚀性CO_2地下水环境下混凝土碳化试验的方法及装置多种多样,导致测试得到的试验数据存在较大差异。对原位浸泡侵蚀法、电场加速侵蚀法、高温高压加速侵蚀法、高浓度加速侵蚀法4种地下水环境混凝土碳化试验方法与其装置的优缺点及适用范围进行了对比分析,并研究了试验条件及试验方法对混凝土碳化速率的影响规律。结果表明,混凝土碳化速率系数会随着电场电压、温度、气压和环境CO_2浓度的增加而增加。试验方法对碳化过程的加速程度排序为:高温高压加速侵蚀法>电场加速侵蚀法>高浓度加速侵蚀法>原位浸泡侵蚀法。研究结果可以为侵蚀性CO_2地下水环境混凝土碳化试验方法及装置的标准化提供参考。
2020年10期 v.39;No.289 3090-3100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2169K] - 李维红;常西栋;王乾;陈宇红;裴强;
通过将粉煤灰和硅灰分别以单掺及复掺形式掺入3D打印水泥基材料中,研究其对打印材料工作性能及力学性能的影响。结果表明:粉煤灰的掺入能够提高打印材料的流动度,但降低其可建造性;而硅灰的掺入效果则相反;不论单掺还是复掺,矿物掺合料的加入均会导致打印材料凝结时间出现不同程度延长;对于力学性能,粉煤灰的掺入会导致打印材料的抗压和抗折强度降低,而硅灰的掺入则会提高其力学性能;通过打印试样与浇筑试样的力学性能对比发现,由于打印工艺缺陷导致相邻打印长丝之间结合欠佳,产生孔隙,使得打印试样的强度低于浇筑试样,尤其对抗压强度影响显著。
2020年10期 v.39;No.289 3101-3107+3114页 [查看摘要][在线阅读][下载 3376K] - 生兆亮;辛欣;夏多田;程建军;仇静;
为了研究沙漠砂和PVA纤维的工程应用,采用单因素试验方案,探索了纤维长度、纤维掺量、粉煤灰掺量和砂类别等因素对纤维增强水泥基材料力学性能的影响,分析了抗压强度和劈裂抗拉强度、抗折强度之间的相关性,并利用扫描电镜和压汞仪探究材料内部结构。结果表明,随着纤维长度的变短和纤维掺量的增加,材料的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均呈现增大的趋势且三者之间线性相关。随着粉煤灰掺量的增加,材料的抗压强度不断降低,劈裂抗拉强度和抗折强度先增大后降低,粉煤灰的掺入改善了纤维-水泥基体界面。与石英砂对比,使用沙漠砂制备的材料劈裂抗拉强度和抗折强度相对提高,沙漠砂由于较小的粒径造成了材料中大孔隙和中孔隙累积体积占比的增大。
2020年10期 v.39;No.289 3108-3114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K] - 傅博;杨自祥;白雪玉;程臻赟;
研究了不同碱当量水玻璃溶液为碱激发剂的偏高岭土基地聚物砂浆的早期收缩和水化放热特性。结合孔隙溶液表面张力和砂浆内部相对湿度计算了地聚物砂浆的毛细管半径及毛细管应力,基于此讨论了地聚物砂浆早期收缩影响机制。结果表明,新拌阶段收缩主要与偏高岭土颗粒形貌及所处的碱性环境有关,碱当量越高,偏高岭土颗粒吸水量越大,浆体收缩越大。地聚物砂浆凝结硬化阶段收缩主要与毛细管应力有关,高碱当量会导致偏高岭土溶解程度增大,砂浆相对湿度降低,孔隙溶液表面张力增大,从而细化砂浆内部毛细管半径,增大毛细管拉应力,导致收缩变大。
2020年10期 v.39;No.289 3115-3120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K] - 李延伟;
以丙烯酸(AA)和聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PEGMA)为单体,采用自由基聚合制备AA/PEGMA聚羧酸超塑化剂,并研究其与纳米SiO_2颗粒协同作用对固井水泥浆的水化过程、微观结构、流变行为和力学性能的影响。采用红外光谱仪(IR)、核磁共振仪(NMR)、热重分析仪(TG)、扫描电镜(SEM)、流变仪和抗压强度分析仪分别对AA/PEGMA的分子结构、水泥浆的水化产物含量、微观形貌、流变行为和抗压强度进行表征分析。结果表明,AA/PEGMA与纳米SiO_2颗粒的协同作用能够显著促进水泥浆水化,降低Ca(OH)_2含量,提高流动性(屈服应力降至约0.01 Pa),并使水泥石的微观结构致密化,力学性能明显增强,抗压强度提高43.6%。
2020年10期 v.39;No.289 3121-3125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1291K] - 史迅;王亚萍;焦凯;陈晨;马强强;
分析不同矿物掺合料和外加剂对净浆流动度、粘度的影响规律。通过对不同净浆特性与混凝土拌和物状态及其硬化后孔隙分布均匀度相关性进行分析,确定流动度与粘度的最优指标范围。结果表明:净浆流动度与水胶比和减水剂掺量呈正相关;随着浆体流动度的提高,混凝土拌和物的状态出现从干硬到离析的变化,混凝土拌和物最佳状态对应的净浆流动度范围为16.6～22.5 cm;不同矿物掺合料和外加剂的净浆粘度随流动度增加呈幂函数趋势降低;在不改变流动度的情况下,粉煤灰对浆体粘度有降低作用;硅灰和增稠剂均对浆体粘度有提高作用;增稠剂有效提高浆体粘度4～6倍,其拌和物硬化成型后,上下切面孔隙率相差不超过3%,减少了大流动性透水混凝土的沉底现象,一定程度上改善了透水混凝土流动性与硬化后透水性能之间的矛盾,优选的净浆粘度应大于7 000 mPa·s。
2020年10期 v.39;No.289 3126-3130+3142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2927K] - 潘慧敏;左建航;宋嵘杰;
为研究粗骨料尺寸对混凝土受早期扰动后力学性能的影响,根据粗骨料最大粒径的不同将试验分为5组,通过振动台对凝结硬化期的混凝土施加扰动,研究了粗骨料最大粒径存在差异时,混凝土力学性能受扰动的影响程度。结果表明,扰动使各组混凝土试件的抗压强度和抗折强度较基准混凝土下降,粗骨料最大粒径不同,受扰混凝土强度的降低程度也不同。粗骨料最大粒径为16 mm时,扰动使混凝土抗压强度降低18.5%,抗折强度降低30.0%,混凝土受扰损伤因子最大,达到了11.7%,对扰动的影响最敏感;粗骨料最大粒径为20 mm时,受扰混凝土抗压强度仅下降4.9%,抗折强度下降9.2%,受扰损伤因子最小,仅为2.4%,对早期扰动的敏感度最低。SEM分析和压汞测试结果均显示混凝土受扰后裂缝和孔隙增多,粗骨料最大粒径16 mm的混凝土微观形貌和孔隙结构受扰动的影响最大,佐证了扰动对混凝土宏观力学性能影响的结果。
2020年10期 v.39;No.289 3131-3136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2611K] - 刘生纬;杨子江;张家玮;
通过硫酸盐持续浸泡试验,对硫酸盐环境下混凝土力学性能的退化规律进行试验研究,探索混凝土水胶比和粉煤灰掺量对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响规律和机理。试验结果表明,随浸泡时间的增加混凝土抗压强度表现出先小幅增加后逐渐下降的规律,且浸泡时间越长抗压强度的下降速率越快。另外,混凝土抗压强度出现下降所需的时间和最终强度保持率均会随混凝土中粉煤灰掺量的提高和水胶比的减小而增加。通过对试验结果的拟合分析,建立了硫酸盐持续浸泡作用下考虑水胶比、粉煤灰掺合比影响的混凝土抗压强度衰减模型,并与试验得到的强度进行对比,预测模型能够很好反映硫酸盐持续浸泡作用下混凝土抗压强度的衰减规律。
2020年10期 v.39;No.289 3137-3142页 [查看摘要][在线阅读][下载 3518K] - 庞建勇;陈旭鹏;
利用正交试验的方法对高活性矿物掺合料混凝土(以下简称掺合料混凝土)的强度进行试验。研究偏高岭土掺量、超细粉煤灰掺量、硅灰掺量对掺合料混凝土7 d、14 d、28 d抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并对数据结果进行系统分析。试验结果表明,偏高岭土对掺合料混凝土早期的力学性能影响最大,力学性能随着偏高岭土掺量的增加而增加。通过多元线性回归,建立不同因素对掺合料混凝土各龄期抗压强度、劈裂抗拉强度的数学表达式,得到偏高岭土和硅灰对掺合料混凝土均为正影响,而超细粉煤灰为负影响的结果。当偏高岭土的掺量为10%(质量分数),超细粉煤灰掺量为15%(质量分数),硅灰掺量为5%(质量分数)时,掺合料混凝土力学性能达到最佳。最后进行微观分析得出,矿物掺合料的复合化具有超叠加效应,能增强掺合料混凝土各龄期的力学性能。
2020年10期 v.39;No.289 3143-3151页 [查看摘要][在线阅读][下载 2224K] - 沈才华;钱晋;陈晓峰;谢飞;陈伟;郭佳旺;
通过聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土的力学试验,研究纤维掺量对于混凝土破坏形态、峰值应力、峰值应变、抗折强度以及折压比的影响,依据单轴抗压应力-应变曲线,提出一种适用于普通C40纤维混凝土的压缩韧性指标计算方法,并采用拟合法,建立了损伤变量服从对数正态分布的损伤本构方程。分析表明:由于纤维的桥接作用,纤维混凝土呈现"裂而不碎"的特征,与素混凝土存在较大差异;随着PVA纤维掺量的增加,混凝土的峰值强度、抗折强度和折压比呈现先增加后降低的趋势,峰值应变则持续增长,压缩韧性指数随着PVA纤维掺量的增加提高明显,综合考虑力学性能影响,建议的工程最佳纤维掺量为0.2%(体积分数)。根据试验曲线拟合对比,对数正态分布损伤本构方程优于Weibull分布的损伤本构方程,误差更小,充分反映了PVA纤维掺量对峰后力学特性的影响规律,而且能反映纤维掺入量引起的损伤性质突变现象,对工程优化设计具有重要参考价值。
2020年10期 v.39;No.289 3152-3160页 [查看摘要][在线阅读][下载 2961K] - 范小春;熊立峰;王平;
将废旧钢纤维以75%的比例替换工业钢纤维制得混杂钢纤维混凝土。通过对5根玄武岩筋(BFRP筋)混杂钢纤维混凝土短柱进行偏心受压试验,研究不同类型钢纤维和不同偏心距对短柱承载力及破坏形态的影响。在此基础上对玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱进行理论受力分析,提出玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱极限承载力计算方法。试验结果表明,玄武岩筋混杂钢纤维混凝土短柱在不同偏心距作用下,与普通钢筋混凝土柱小偏心受力过程和破坏形态相似,均由受压区混凝土压碎引起短柱破坏,偏压柱极限承载力理论计算值与试验值符合较好。
2020年10期 v.39;No.289 3161-3168页 [查看摘要][在线阅读][下载 1786K] - 关博文;刘佳楠;吴佳育;陈华鑫;胡勇;张良奇;
为了解决近海硫酸盐腐蚀对道路工程混凝土结构破坏的问题,对浸泡作用下混凝土硫酸根离子的扩散规律进行了研究。基于Fick第二定律,结合混凝土孔隙率衰变与损伤度关系的建立,对受蚀混凝土内硫酸根离子腐蚀扩散系数进行修正。最后对硫酸根离子在混凝土中的传输过程进行数值模拟,并利用混凝土中不同位置硫酸根离子浓度的实测数据进行验证。结果表明,本文建立的硫酸根离子浓度预测模型与试验数据吻合良好,本模型具有一定的合理性,可以为硫酸盐环境下混凝土结构耐久性评估及寿命预测提供理论指导。
2020年10期 v.39;No.289 3169-3174+3183页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K] - 罗素蓉;王圳;王德辉;
为提高掺石灰石粉混凝土在硫酸盐环境下的耐久性能,研究掺石灰石粉混凝土抗硫酸盐侵蚀性能以及粉煤灰/矿粉改善机理,通过混凝土硫酸盐干湿循环实验,得到试件外观及抗压强度变化,采用傅里叶红外光谱、XRD、SEM/EDS分析探究侵蚀产物物相组成。研究结果表明,硫酸钠结晶作用和生成的侵蚀产物石膏导致试件膨胀开裂,强度性能下降。石灰石粉的掺入增加了侵蚀产物中石膏的含量,从而引起混凝土试件抗侵蚀性能的下降,单掺25%和50%(质量分数)石灰石粉试件抗压强度耐蚀系数分别下降了23.1%和33.9%。粉煤灰/矿粉与石灰石粉互掺时表现出互补的协同效应,改善了掺石灰石粉混凝土抗硫酸盐干湿循环侵蚀的性能。矿粉的效果优于粉煤灰,胶凝材料采用66%水泥-17%石灰石粉-17%(质量分数)矿粉组成的混凝土表现出最优的抗侵蚀性能。
2020年10期 v.39;No.289 3175-3183页 [查看摘要][在线阅读][下载 4582K] - 郭佳庆;马艳霞;高英;孙昊;白继雄;
基于室内浸泡试验,采用正交试验方法,通过分析单轴立方体抗压强度、弹性模量及抗腐蚀系数K三个指标,研究了不同温度(35℃、20℃、-15℃)条件下Na_2SO_4侵蚀对混凝土劣化性能的影响。研究结果表明:温度不同,Na_2SO_4侵蚀对混凝土劣化程度的影响不同,混凝土试块单轴立方体抗压强度、弹性模量及抗腐蚀系数K随着恒定浸泡温度的降低而降低;SEM结果显示,温度和浸泡时间影响了钙矾石晶体的产生及生成数量。钙矾石晶体生长过程中造成的结晶压力和微细针状晶体吸水膨胀在水泥石中产生的内应力,使得混凝土结构内部出现微裂缝,从而导致混凝土强度降低。
2020年10期 v.39;No.289 3184-3190页 [查看摘要][在线阅读][下载 2496K] - 路东;张丽哲;季涛;
纤维增强混凝土具有良好的抗裂性能。为了研究其抗裂性能,以聚丙烯纤维为增强体,水泥混凝土为基体,采用Rhino Grasshopper建模软件建立不同纤维掺量的纤维增强混凝土模型。使用有限元软件ANSYS APDL中的结构静力模块模拟纤维增强混凝土的静态位移压缩过程,进而判断聚丙烯纤维对混凝土抗裂性能的影响规律。结果表明:混凝土裂缝主要由内部向边界递增拓展,聚丙烯纤维可以明显减少混凝土边界区域的裂缝数量,但会造成混凝土局部之间材料属性的差异,使混凝土的裂缝拓展和分布不均衡,不利于判断纤维混凝土塑性阶段的抗裂性能;混凝土裂缝数量随纤维掺量的增多呈先增加后减小的趋势,最佳的纤维掺量为0.9 kg/m~3;纤维最大拉伸应力范围占其拉伸屈服强度的5%～10%,同等掺量条件下适当提高纤维的弹性模量可减少纤维的拉伸应变,增强纤维增强混凝土抗裂性能。
2020年10期 v.39;No.289 3191-3195+3202页 [查看摘要][在线阅读][下载 4316K] - 赵小明;李奥阳;乔宏霞;李江川;王新科;
为了提高寒冷地区建筑的安全性和使用寿命等问题,通过分析不同纤维、粉煤灰掺量的混凝土试件在相应冻融次数下的质量损失率、相对动弹性模量及强度(抗压强度、劈裂抗拉强度)变化规律,研究掺入纤维的比例对混凝土抗冻性的影响。结果表明:掺入钢纤维(SFs)和PVA纤维时,抗压强度、劈裂抗拉强度显著提高,在冻融次数相同的情况下,掺量与强度呈正相关;随着冻融次数的增加,质量损失率曲线先下降后上升,相对动弹性模量曲线呈下降趋势,掺入4%(质量分数)的SFs及0.05%(质量分数)的PVA纤维时,混凝土试件抗冻性能最优;掺入适量粉煤灰可有效改善混凝土质量、动弹性模量及强度损失。基于相对动弹性模量、强度数据建立冻融循环损伤模型来评价纤维混凝土的损伤程度,选用二次函数衰减模型进行数据拟合,发现建立的模型拟合程度较高,可有效反映冻融循环作用下纤维混凝土的冻融损伤程度。
2020年10期 v.39;No.289 3196-3202页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K] - 李小霞;刘喜;常媛;
将膨胀石墨加入到水泥基体中制备了膨胀石墨水泥基复合材料,研究了成型压力和膨胀石墨预热温度对膨胀石墨水泥基复合材料电导率和Seebeck系数的影响,并分析了其作用机理。结果表明,膨胀石墨水泥基复合材料的气孔率会随着成型压力的增加而逐渐减小,当成型压力为40 MPa时,膨胀石墨水泥基复合材料的气孔率最小。随着成型压力升高,膨胀石墨水泥基复合材料的电导率呈现逐渐升高的趋势,在成型压力为40 MPa时取得电导率最大值,约24.69 S/cm。随着膨胀石墨预热温度的升高,膨胀石墨水泥基复合材料的电导率呈现先增加而后减小的特征,在预热温度为800℃时取得膨胀石墨水泥基复合材料电导率的最大值。预热温度为700℃、800℃和900℃时,膨胀石墨水泥基复合材料的最大电导率分别为11.56 S/cm、24.69 S/cm和12.15 S/cm;预热温度为700℃、800℃和900℃时,膨胀石墨水泥基复合材料在加热温度为40℃、70℃和45℃时取得绝对Seebeck系数最大值,且预热温度为800℃时的绝对Seebeck系数最大。成型压力40 MPa、膨胀石墨预热温度800℃为膨胀石墨水泥基复合材料的最佳制备工艺。
2020年10期 v.39;No.289 3203-3207页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K] - 吴剑锋;李慧剑;王彩华;孟德亮;李佶芩;
依据Voight经验公式对混凝土蠕变破坏幂律行为进行了理论研究,设计了两种形状、两种配合比的试样,通过单轴压缩分级加载短时蠕变试验对混凝土蠕变破坏幂律行为进行了验证,讨论了幂指数α与混凝土单轴压缩峰值应力、脆性指标、蠕变破坏强度、单位体积吸收能的关联。结果表明:混凝土单轴压缩分级加载短时蠕变破坏会呈现幂律行为;棱柱体试样的幂指数α均高于同配合比B、C的立方体试样;同形状试样的幂指数α随配合比的变化、脆性指标的降低呈降低趋势;同配合比试样的幂指数α随脆性指标的降低呈降低趋势;幂指数α还随混凝土单轴压缩峰值应力的提高、蠕变破坏强度的提高、单位体积吸收能的增大呈降低趋势。
2020年10期 v.39;No.289 3208-3212+3229页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K] - 郝斌尧;汪子华;熊良宵;刘远鹏;李垠柯;程卓尔;王志豪;石龙;
为探究含等直径双圆孔的岩体的力学特性,对含孔径D为5 mm、10 mm、15 mm、20 mm的双圆孔的类岩体试件进行单轴压缩试验,并采用PFC(Particle Flow Code)程序对试验进行模拟,得到试件的单轴抗压强度和裂纹演化规律随孔径D、孔中心间距L、双孔中心连线与水平线的夹角α的变化规律。结果表明:当试样的孔径D与孔中心间距L相同时,抗压强度随α的增加呈先减小后增大的趋势,当α为45°或者60°时达到最小值;当D为10 mm且α为0°～60°时,抗压强度随L的增加呈先增加后减小的规律,当α为90°时,抗压强度随L的增加呈先减小后增大的规律;当夹角α相同时,单轴抗压强度随D的增大呈逐渐减小的规律。
2020年10期 v.39;No.289 3213-3220页 [查看摘要][在线阅读][下载 5398K] - 于方;唐诗;邓春林;杨海成;范志宏;
为研究温度和湿度对氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响,探讨氧化镁膨胀剂敏感性影响因素的作用机理,开展了养护温度(20℃、40℃、60℃、80℃)和养护湿度(RH100%、RH95%、RH60%、绝湿)对掺氧化镁膨胀剂的净浆、砂浆膨胀特性以及微观结构的影响研究。结果表明:养护温度越高、养护湿度越大,氧化镁膨胀剂的膨胀效能发挥越大;氧化镁膨胀剂对20～40℃温度范围不敏感,对40～80℃的温度范围十分敏感;氧化镁膨胀剂对高湿度环境(RH≥95%)不敏感,对低湿度环境(RH≤60%)较为敏感;氧化镁膨胀剂自身膨胀效能及水化反应动力学参数的差异是造成温度和湿度敏感性差异的主要原因。
2020年10期 v.39;No.289 3221-3229页 [查看摘要][在线阅读][下载 2370K]
- 冯庆革;方灿东;杨义;吴飚;赵政术;柏秀奎;朱伟伟;王东波;刘峥;
在制备水泥熟料过程中掺入不同重金属元素(Cu、Zn、Pb)和氯,利用Rietveld全谱拟合法、ICP-OES、拉曼光谱、电导率仪和全自动水泥水化热测定仪等手段研究不同重金属和氯共存对水泥熟料矿物组成及其30 min内超早期水化特性的影响。研究表明:重金属Cu、Zn、Pb及其氯化物的挥发难易程度是影响重金属和氯固化率的主要原因;氯阻碍了C_(12)A_7向C_3A、C_4AF的转化,使得重金属和氯共存时C_3A含量随重金属固化率的增加而降低,C_(12)A_7则随氯固化率的增加而增加;重金属与氯共存时,水泥第一水化放热峰和超早期水化活性主要取决于铝相盐的组成及含量,水化产物AFt、AFm的生成量则分别随C_3A、C_(12)A_7含量的增加而增多。
2020年10期 v.39;No.289 3230-3236页 [查看摘要][在线阅读][下载 1971K] - 荆锐;刘宇;张慧杰;夏阳;阎培渝;
研究了水胶比为0.4,水玻璃模数为1.4及Na_2O含量为10%(质量分数)时,单掺偏高岭土与复掺偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间和早期力学性能的影响。结果表明,两种复合方式对碱-矿渣复合胶凝材料均有缓凝作用,但复掺时的缓凝效果更明显。单掺时,碱-矿渣复合胶凝材料的早期抗折、抗压强度和折压比基本不随偏高岭土掺量的变化而变化,但其28 d粘接强度随偏高岭土掺量的增加而增大。复掺时,碱-矿渣复合胶凝材料早期抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小;与单掺时相比,该复合胶凝材料72 h抗折强度和折压比分别提高了40%和64%。除此之外,复掺时该复合胶凝材料28 d粘接强度比单掺时提高了45%,但粉煤灰掺量的影响较小。
2020年10期 v.39;No.289 3237-3243页 [查看摘要][在线阅读][下载 1294K] - 余百炼;王雷冲;水中和;余睿;高旭;
为研究海水-淡水交汇处的特殊海水环境下石灰石粉(LS)-偏高岭土(MK)复合胶凝材料体系的护筋性能,设计了不同LS和MK质量比的复合胶凝材料,首先探究了上述体系的固氯能力与胶凝材料组成的内在联系,同时结合物相分析对该体系的固氯机理进行分析;其次研究了海水-淡水交汇处复掺LS-MK混凝土中氯离子的扩散行为特征;最后通过恒电压加速钢筋锈蚀实验以验证复合胶凝材料体系的护筋性能。结果表明:当LS和MK的总掺量为30%(质量分数),且LS/MK质量比由5∶1降至1∶1时,材料体系的固氯量先增后减;在海水-淡水交汇处,随着MK占比的提高,复掺LS-MK混凝土中氯离子扩散系数持续降低;MK占比的提高减少了钢筋锈蚀量,降低了复掺LS-MK混凝土中钢筋的锈蚀风险。
2020年10期 v.39;No.289 3244-3251页 [查看摘要][在线阅读][下载 2903K] - 薛刚;孙立所;邵建文;董伟;
为研究高掺量橡胶粉与膨胀剂对水泥砂浆收缩性能的影响,在水泥砂浆中分别单掺10%、20%、30%(体积分数)的20目(0.83 mm)、50目(0.27 mm)橡胶粉和4%、7%、10%(质量分数)的膨胀剂,在此基础上进行正交试验,测试复掺橡胶粉及膨胀剂砂浆的自由收缩性能。结果表明:单掺时,水泥砂浆的自由收缩率随橡胶粉粒径减小、掺量增大而减小;20目橡胶粉掺量在30%、50目橡胶粉掺量大于10%、膨胀剂掺量为4%时,自由收缩率显著降低;复掺时,影响自由收缩的主要因素是橡胶粉;28 d前膨胀剂对自由收缩的影响较为明显,高掺量橡胶粉补偿后期收缩的作用显著,且对同期膨胀剂有一定促进作用;膨胀剂发挥最佳补偿收缩作用的掺量为2%,这一结果为膨胀剂在干旱地区橡胶砂浆中的应用提供了依据。
2020年10期 v.39;No.289 3252-3259页 [查看摘要][在线阅读][下载 975K] - 华婉苏;马浩森;姜雨杭;李秋;
为研究偏硅酸钠掺量对高硼废液水泥固化体力学性能的影响,测试了3%、5%、7%(质量分数)碱当量下水泥固化体的抗压强度,采用量热实验、XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM等分析技术,对水化产物建立起宏观性能和微观结构的联系,探究力学性能变化的微观机理。实验结果表明:对于普硅水泥-高硼溶液体系,以偏硅酸钠为激发剂,相同龄期下,随着碱当量的增加,试样的抗压强度随之增加;碱当量为5%以上时,试样的各龄期抗压强度可显著提高,28 d抗压强度达10.36 MPa以上。碱当量的增加使得水化产物中的氢氧化钙增多,从而填充了水泥固化体中的空隙,使其强度提高;产物中的C-S-H凝胶是固化体抗压强度的主要来源。
2020年10期 v.39;No.289 3260-3266页 [查看摘要][在线阅读][下载 2494K] - 陶俊;肖世玉;杨军;和德亮;罗小东;吴涛;
通过强度测试、电通量测试研究了纳米水化硅酸钙(n-C-S-H)对粉煤灰/矿粉双掺混凝土性能的影响,对该体系的水泥净浆进行了水化热测试,分析了n-C-S-H对其的影响机理。结果表明,n-C-S-H对混凝土性能的影响随粉煤灰和矿粉比例的变化而变化,当混凝土中粉煤灰比例降低,矿粉比例增加后,n-C-S-H最佳掺量会适当降低,而当n-C-S-H掺量过高时,对应混凝土的28 d强度和电通量都要低于空白组。相较于粉煤灰比例高的水泥浆体,矿粉比例高的水泥浆体水化放热速率更快并且水化热更高,n-C-S-H掺量越高,两者之间的差异越大。
2020年10期 v.39;No.289 3267-3272页 [查看摘要][在线阅读][下载 2025K] - 王新杰;吴永康;朱平华;
以再生粗骨料粘附砂浆含量为变量,配制C40再生骨料混凝土进行碳化对比试验,结合碳化模型以碳化深度达到钢筋表面为准则,探究粘附砂浆含量对再生骨料混凝土抗碳化性能的影响。结果表明,碳化深度与碳化速率均随粘附砂浆含量的增加而增大,且碳化深度增幅较大,粘附砂浆含量处于35%～45%(质量分数)时,其碳化深度可以满足一般环境下混凝土结构设计使用年限30 a、50 a和100 a的抗碳化性能要求。
2020年10期 v.39;No.289 3273-3279页 [查看摘要][在线阅读][下载 4547K] - 程福星;肖蓟;万鹏程;刘勇;王海龙;
研究了气流磨和球磨对复合掺合料粒径分布的影响,并在此基础上探讨了掺合料不同机械活化方式对胶砂流动度、材料活性、混凝土抗压强度的影响,结合水泥净浆半绝热温升、X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)等手段分析了复合掺合料活性提升的机理。结果表明:经球磨活化处理的掺合料,在相同比表面积下,其颗粒粒径分布更宽,级配更优;随着复合掺合料比表面积的增大,胶砂流动度呈先增大后降低的趋势;随着复合掺合料比表面积的提高,材料水化活性明显提升,更多的Ca(OH)_2被消耗而转化为AFt,其最优比表面积为700 m~2/kg。
2020年10期 v.39;No.289 3280-3285页 [查看摘要][在线阅读][下载 2469K] - 马保国;杨琪;孙仲达;金子豪;戚华辉;李春豹;
由工业固废制备轻质节能建筑材料的同时,实现其功能性,是拓宽其应用途径的重要方面。本文中使用CaCl_2溶液对硅藻土的调湿性能进行改性,并将改性硅藻土应用到EPS-磷石膏体系中。实验结果表明:当使用质量浓度为30%的CaCl_2改性时,改性硅藻土48 h吸湿率可达到192.2%,48 h放湿率为32.81%;当改性硅藻土掺量为20%时,EPS-磷石膏硬化体的吸放湿性能相对最优,但会对硬化体的强度产生一定影响;CaCl_2的使用,使硅藻土的平均孔径增大,且CaCl_2的化学吸附被认为有效提高了硅藻土的调湿能力。
2020年10期 v.39;No.289 3286-3292页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K] - 董红娟;王博;张金山;袁治国;温磊;
为提高固体废弃物的利用率,使用粉煤灰、脱硫石膏、电石泥、水泥制备胶凝喷浆材料用于抑制矸石山的自燃,以废治废。采用正交试验的方法研究材料的强度,结果表明当基础组粉煤灰和脱硫石膏质量比70∶30,电石泥外加掺入量20%(质量分数),水泥外加掺入量10%(质量分数),水灰比为0.67时喷浆材料的强度最佳。喷浆固化体28 d抗压强度达16.96 MPa,可以满足现场应用要求。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对固化体的晶相结构和微观形貌进行分析,研究水化机理,结果表明水化产物主要是水化硅酸钙、水化铝酸钙和钙矾石晶体,对强度起主要作用。
2020年10期 v.39;No.289 3293-3297页 [查看摘要][在线阅读][下载 839K] - 师莹琨;刘锋;陈四利;张晨曦;王艳文;
为了研究掺入废弃玻璃纤维的水泥土在不同pH值养护环境中的力学性能,制备了不同掺量的废弃玻璃纤维水泥土和作为对照组的玄武岩纤维水泥土与素水泥土试件,并分别置于酸性环境和碱性环境溶液中养护7 d、28 d、45 d,分别进行了水泥土抗压强度和抗折强度实验。分析了养护龄期、养护环境对不同种类纤维水泥土抗压强度的影响,分析了废弃玻璃纤维掺量对水泥土脆性指数的影响,探讨了不同纤维水泥土在酸碱环境下的作用机理。实验结果表明:酸性环境(pH=5)导致纤维水泥土的抗压强度降低;在水泥土中掺入适量的废弃玻璃纤维,可以降低脆性;使用废弃玻璃纤维掺入水泥土,其抵抗酸性环境腐蚀的能力更好;玄武岩纤维对水泥土抗压强度的提升和力学性能的改善效果更好。
2020年10期 v.39;No.289 3298-3303+3320页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K] - 胡晓霞;乔秀臣;
利用煤气化渣合成的玻化微珠(VM-CGS)作为保温骨料制备保温砂浆,研究了VM-CGS粒径和掺量、粉煤灰替代水泥量以及憎水剂添加量对保温砂浆性能的影响。实验结果表明,VM-CGS是一种内部呈蜂窝状骨架结构,以闭孔为主的轻质保温骨料。由3～5 mm粒径的VM-CGS制备的保温砂浆性能最优。VM-CGS掺量增加虽然可以降低样品导热系数,但样品的其他性能会随之减弱。粉煤灰替代10%(质量分数)的水泥可以提高保温砂浆整体性能,憎水剂掺量达到水泥质量0.8%以后才能实现有效憎水。利用VM-CGS可制备出满足GB/T 20473—2006《建筑保温砂浆》的Ⅰ型保温砂浆。
2020年10期 v.39;No.289 3304-3310页 [查看摘要][在线阅读][下载 2644K] - 尤晓宇;王家伟;王海峰;赵平源;
以电解锰渣、水泥、骨料和水为主要原料制备电解锰渣免烧砖,在成型压力为10 MPa,水泥、骨料添加量分别为23%和25%的条件下,研究混料含水率对电解锰渣免烧砖各项性能的影响。结果表明:混料含水率从20%增加至40%时,电解锰渣免烧砖抗压、抗折强度均先增大后减小,体积密度基本保持不变,线收缩率先减小后增大最后趋于稳定,吸水率和饱和系数总体先减小后增大。最适宜混料含水率为30%,此时砖样抗压、抗折强度均满足国家免烧砖MU10标准规定,其他性能参数均符合国家免烧砖一等品要求。
2020年10期 v.39;No.289 3311-3315页 [查看摘要][在线阅读][下载 2009K] - 孔德顺;蒋荣立;张娟;
为了制备复合型混凝剂聚硅酸氯化铁(PSFC),以FeCl_3废液和Na_2SiO_3溶液为主要原料,先酸化制备聚硅酸,然后将聚硅酸加入到FeCl_3溶液中,在水浴条件下让二者进行聚合,通过单因素实验得到制备的优化条件为:制备体系的pH=2.50,n(Fe)∶n(Si)=1.0,40℃反应1.5 h,室温静置熟化时间20 h及以上。最后研究了不同干燥方式对产物物相的影响。结果表明,所得产物为无定形的PSFC,选用的干燥方式对产物物相均无影响。
2020年10期 v.39;No.289 3316-3320页 [查看摘要][在线阅读][下载 772K] - 张延利;刘中凯;孙凤娟;刘万超;
以河南某氧化铝厂的高温拜耳法赤泥为基础材料,研究制备新型污泥高效活化剂和赤泥基骨架构建体,替代常规调理剂联合用于污泥深度调理脱水。经对赤泥基高效活化剂的红外光谱和SEM分析可知,大部分铝、铁已经嵌入活化剂的网状互联结构,且在红外光谱中呈现明显的峰值,但从XRD及盐基度测试看,仍有部分铝、铁以AlCl_3·6H_2O和FeCl_3的形式存在于活化剂中。使用赤泥基高效活化剂及骨架构建体的混合液调理市政剩余污泥,脱水滤饼含水率可较原污泥同条件下降低约16.1%,且滤饼及滤液的重金属含量均低于相关标准值。故采用高温拜耳法赤泥制取赤泥基高效活化剂及骨架构建体调理市政剩余污泥是可行的,达到了以废治废的效果。
2020年10期 v.39;No.289 3321-3326页 [查看摘要][在线阅读][下载 1589K]