磨细矿渣掺量对水泥基复合材料微结构的影响

利用压汞、背散射电镜、X射线衍射(XRD)和综合热分析以及化学测试手段系统研究了水胶比为0.48、矿渣掺量为10％～70％的硬化浆体中孔隙率、孔径分布、CH(OH)2(称简CH)含量、非蒸发水量和矿渣反应程度,以确定矿渣掺量对水泥基材料微结构的影响以及最佳掺量.结果表明:矿渣在大掺量情况下也能够改善浆体孔结构分布,相比较而言,矿渣掺量在30％～50％之间时浆体的孔隙率最小;非蒸发水曲线的变化趋势以及矿渣自身反应程度说明,在其掺量30％左右时,存在一个最佳掺量使非蒸发水含量和反应程度最高.     

粉末冶金多孔钛的研究

采用粉末冶金法在10-3 Pa的真空度下烧结多孔钛,获得开孔隙度＜50%,孔径分布在5～50μm之间的多孔钛.借助金相显微观察孔隙形貌、利用数理统计方法确定孔径分布、进行压缩试验测定压缩性能.分析了原始粉末的粒度、成型压力、烧结制度对多孔钛的孔隙度、孔径及压缩性能的影响规律.实验结果表明:多孔钛的孔隙度及开孔隙度都随成型压力的增大、烧结温度的升高和烧结时间的延长而降低;孔隙的尺寸随粉末粒度的增大、烧结温度的降低而增大;成型压力增大和烧结时间的延长对孔隙尺寸的影响表现在小孔径孔隙的比例增大,而大孔径孔隙的比例降低;但是粉末粒度变化对多孔钛孔隙度、孔隙尺寸的影响要比成型压力、烧结温度和烧结时间变化的影响强烈的多;多孔钛的开孔隙度越大,其压缩强度越低;当多孔钛的开孔隙度由16%增大至44%时,其断裂强度由0.75GPa降至0.18 Gpa.     

粉末冶金多孔钛的研究

采用粉末冶金法在10-3Pa的真空度下烧结多孔钛,获得开孔隙度<50%,孔径分布在5～50μm之间的多孔钛 借助金相显微观察孔隙形貌、利用数理统计方法确定孔径分布、进行压缩试验测定压缩性能 分析了原始粉末的粒度、成型压力、烧结制度对多孔钛的孔隙度、孔径及压缩性能的影响规律 实验结果表明:多孔钛的孔隙度及开孔隙度都随成型压力的增大、烧结温度的升高和烧结时间的延长而降低;孔隙的尺寸随粉末粒度的增大、烧结温度的降低而增大;成型压力增大和烧结时间的延长对孔隙尺寸的影响表现在小孔径孔隙的比例增大,而大孔径孔隙的比例降低;但是粉末粒度变化对多孔钛孔隙度、孔隙尺寸的影响要比成型压力、烧结温度和烧结时间变化的影响强烈的多;多孔钛的开孔隙度越大,其压缩强度越低;当多孔钛的开孔隙度由16%增大至44%时,其断裂强度由0.75GPa降至0.18Gpa     

道路混凝土微观结构与抗冻性影响机理研究

道路混凝土抗冻性是影响水泥路面耐久性的重要因素之一,为了从本质上认识道路混凝土抗冻性变化规律,通过快冻法探寻了不同水灰比和含气量条件下道路混凝土抗冻性的变化规律,借助自主研发的SEM-IPP法及压汞试验计算分析道路混凝土的气孔结构和孔结构,基于宏观与微观试验结果分析,揭示微观结构对抗冻性的影响机理。结果表明:水灰比从0.44降至0.40,平均气孔孔径和气孔间距分别下降30%和22%,道路混凝土抗冻性提高15%;在水灰比为0.44条件下,掺入引气剂1/10 000,平均气孔孔径和气孔间距分别下降44%和51%,道路混凝土抗冻性提高35%;降低水灰比和增加含气量增大了混凝土内部50 nm孔所占百分比并降低平均孔径和气孔间距,从而改善了混凝土内部气孔结构和孔结构,同时使得混凝土微观结构中裂缝和大孔数量减少,整体趋于连续密实结构,降低了孔间连通性,有利于道路混凝土抗冻性的提高。     

高寒环境下混凝土配合比设计技术研究

针对通天河特大桥所处的高海拔、高寒冻土等特殊环境,以及缺乏该环境下混凝土配合比数据等问题,对混凝土的配合比进行了初步设计,对比研究了掺入两种减水剂的混凝土在标准养护和室外养护下的强度、抗冻性,并对掺入两种减水剂下的净浆的孔结构进行了分析。结果表明:配制的早强型聚羧酸减水剂具有较好的低温早强效果,并能较好地改善试样内部孔结构,提高混凝土抗冻性。     

单组分地聚物砂浆的力学性能和微观结构分析

为了研究不同NaOH浓度、胶砂比及溶胶比在多种固化温度下粉煤灰地聚物砂浆的强度发展规律及其微观机理，进行了力学性能试验，并用扫描电镜（SEM）和压汞试验（MIP）分析了其微观形貌、孔径分布. 分析结果表明: 对浓度为10%的NaOH溶液制备的地聚物砂浆试件，即使在很高的温度下固化也没有观察到明显的强度发展；随着NaOH浓度增加或固化温度上升，单组分地聚物砂浆的抗压和抗弯强度均可获得最佳值，该值出现位置由热固化温度和NaOH浓度的共同决定；地聚物的孔径分布微分曲线为单峰分布，控制NaOH的浓度可以大幅减小孔径微分曲线的峰值，显著降低地聚物的孔隙率；粉煤灰颗粒在NaOH的作用下逐渐溶解，并在其表面形成胶凝物质，当Na+ 浓度较低时，地聚物较少，通过控制NaOH浓度可以使得地聚物变得密实，提高其抗压强度；基于热力学关系的分形模型描述地聚物孔结构形态的效果最好，其次为孔轴线模型，空间填充模型和海绵体模型只能较好地描述胶凝孔隙和过渡孔隙的孔结构分形维数；基于热力学关系与基于海绵模型分形维数计算值均在2.0～3.0之间，与一般水泥基材料的结果相近；适当调整NaOH的浓度可以改善地聚物的孔隙结构.      

泡沫混凝土强度与孔结构相关性模拟研究

泡沫混凝土以其良好的特性,广泛的应用到建筑工程中,但因其内部具有较多的孔结构,使其抗压强度较低,限制了其在建筑材料领域的应用。本文将针对泡沫混凝土的孔隙率、孔径尺寸、孔的分布进行系统的模拟研究,准确的提出泡沫混凝土合理的孔结构,为泡沫混凝土的施工提供理论基础,促进泡沫混凝土的应用。     

异形承台大体积混凝土水化热分析

以某大桥主墩异形承台大体积混凝土施工为研究对象,采用Midas有限元计算软件对异形承台结构大体积混凝土水化热进行了分析计算。介绍了建模过程中温度边界条件的设定、计算参数的选择,得到了承台混凝土抗拉强度发展曲线、温度变化过程、应力场分布结果,藉此指导施工。承台的施工质量得到有效保证,有效防止了大体积混凝土温度裂缝的产生,为以后类似工程施工提供借鉴和参考。     

利用废弃物制备环保轻石

采用模压烧结法以废玻璃和蛋壳分别为基础原料和造孔剂制备环保轻石.通过扫描电镜(SEM)研究了烧结温度对微观组织形貌变化的影响,并分析了环保轻石的体积密度和吸水性能与烧结温度和组织形貌的关系.结果表明,随着烧结温度升高,孔隙数量增加,孔径变大、孔壁厚度减小,大气孔和连通孔所占比例也增加.吸水率随着烧结温度升高先增加后减小,体积密度则先降低后升高.烧结温度为780℃时环保轻石的体积密度和吸水率最佳.     

高频振动对引气混凝土引气参数和抗冻能力的影响

针对两种引气混凝土施加不同时间的高频振动,采用硬化混凝土气孔结构分析仪定量地描述振动对引气混凝土含气量、气泡间距和气泡孔径分布等参数的影响,通过冻融循环试验反映高频振动与引气混凝土抗冻能力的关系。结果表明:振动施加初期混凝土含气量变化不大,随振动时间的延长(约60 s后),含气量开始大幅下降,约105s后,含气量下降放缓,最终趋于稳定;随高频振动时间的延长,混凝土气泡间距系数先增大再减小,气泡平均直径不断减小,比表面积不断增大;480～960μm的气泡对高频振动更为敏感,0～480μm的气泡在混凝土中较为稳定;长时间的高频振动会直接劣化引气性能,造成混凝土抗冻融能力下降。     

预留孔法清除水下灌注混凝土桩头工法

预留孔法就是在钢护筒上预留一溢浆孔来清除桩头多余混凝土的方法,预留孔孔径要与混凝土灌注速度、桩径和地质条件相一致.施工方法简便易行,操作方便、经济效益明显、利于环保是预留孔法清除桩顶超灌混凝土工法的优势所在.     

大体积承台水化热效应分析与温控措施

大体积混凝土浇筑过程的水化热反应会对结构产生开裂等一系列不利影响,为了探究大体积混凝土水化热效应的温度场分布,以某高铁三线斜拉桥主墩八边形承台为工程实例,采用MIDAS/Civil对大体积承台浇筑后的温度场进行模拟,与实测结果进行对比分析,并据此制定一系列温控和保温措施.研究结果表明:大体积承台在水化热过程中温度变化遵循先急剧上升后缓慢下降规律,在浇筑后2～3d内达到温度峰值;承台温度的实测值与计算值吻合良好,故采用有限元模型可较好模拟水化热温度场;温度变化过程中的温差会使承台内部产生压应力,外部产生拉应力,当应力超过容许应力后会产生裂缝;采取内部降温、表面保温的温控措施可有效降低承台内部最高温度,降低开裂风险.     

水泥混凝土吸收相变材料的影响因素研究

为了研究水泥混凝土吸收相变材料（PCM）的影响因素,通过借鉴混凝土吸收常数K的测定方法和自行设计的室内吸收试验,以混凝土对PCM的吸收常数K和吸收深度作为评价指标,研究分析了混凝土水化龄期、试验温度、浸入时间、水泥混凝土内部结构、PCM的粘度、PCM的极性,以及氢键对吸收过程的影响.结果表明：混凝土吸收PCM是一个复杂的过程;混凝土对PCM的吸收量随时间的增加最终将趋于一个稳定状态;混凝土中的凝胶孔、毛细孔或者其他开口孔隙、裂缝等的都会影响其对PCM的吸收;PCM的粘度越小越利于被混凝土吸收;氢键的存在阻碍混凝土对PCM的吸收;试验温度和水泥混凝土试块龄期间接影响了混凝土对PCM的吸收.     

混凝土T梁预应力管道浆体冻胀理论推导及分析

以北方某高速公路项目为工程实例,对修建过程中预应力T梁出现沿预应力管道方向的裂缝进行研究,分析在预应力管道内浆体和游离水冻胀作用下的预应力管道与混凝土之间的相互作用情况,进而得到预应力管道和混凝土应力场的变化规律,根据设计图纸和工程参数利用弹性力学、混凝土结构理论等相关专业知识推导出应力分布解析式,总结出裂缝形成的原因和机理。     

制备工艺对多孔钛的微观结构和压缩性能的影响

采用粉末冶金法制备出孔隙度为2%~50%(开孔率>60%),孔径为5~50μm,抗压强度为0.2~1.8 GPa,杨氏模量>6.58 GPa的多孔钛.利用金相显微镜和扫描电镜观察多孔钛的显微组织;采用定量金相法测定孔隙尺寸与分布;根据液体静力平衡法测定孔隙度,最后测定其压缩性能.实验结果表明:成型压力增大,孔隙尺寸和孔隙度减小,但孔隙形状未发生显著变化;随着烧结温度的增加与时间的延长,多孔钛的孔隙尺寸和孔隙度都随之减小,孔隙逐渐趋于球形;多孔钛的杨氏模量和压缩强度随孔隙度的增大不断降低.     

制备工艺对多孔钛的微观结构和压缩性能的影响

采用粉末冶金法制备出孔隙度为2%～50% (开孔率＞60%),孔径为5～50 μm,抗压强度为0.2～1.8 GPa,杨氏模量＞6.58 GPa的多孔钛.利用金相显微镜和扫描电镜观察多孔钛的显微组织;采用定量金相法测定孔隙尺寸与分布;根据液体静力平衡法测定孔隙度,最后测定其压缩性能.实验结果表明:成型压力增大,孔隙尺寸和孔隙度减小,但孔隙形状未发生显著变化;随着烧结温度的增加与时间的延长,多孔钛的孔隙尺寸和孔隙度都随之减小,孔隙逐渐趋于球形;多孔钛的杨氏模量和压缩强度随孔隙度的增大不断降低.     

混凝土耐久性的影响因素分析

混凝土结构在许多领域中都已经取代其他结构,混凝土质量也得到不断改善,特别是在混凝土的强度和耐久性研究方面。混凝土的耐久性与混凝土结构之间存在着密切的关系。在通常情况下,我们可以把普通混凝土看作是水泥石与粗细集料组成的复合材料,所以可以把混凝土近似地看作均质而各项同性的材料,硬化后的混凝土组成与结构是有很大差异的,至少由9种成分组成的多相材料,即:粗集料、砂、未水化的颗粒、氢氧化钙和其他结晶颗粒、水泥凝胶、凝胶孔隙、毛细管孔隙、空隙水以及水泡。     

水饱和混凝土单轴压缩弹塑性损伤本构模型

在混凝土当中存在很多孔隙，其中包括在混凝土成型的时候残留的气泡．凝胶孔和毛细管孔腔，以及集料接触处的孔穴等。实际的工程实践中，有一部分的混凝土结构是在水环境中工作的，比如海岸结构物、桥墩以及大坝等等．在水压力作用之下．水会渗透到混凝土的孔中．直至饱和：另外．处于常态下的混凝土材料．也含有某种程度的含水率。     

振动压实无砂多孔混凝土组成设计方法(英文)

采用浆体贯入度试验方法,研究了不同水粉质量比的水泥净浆、水泥粉煤灰浆体和水泥硅灰浆体粘稠度变化规律,分析了混合料拌和过程中浆体与集料的粘附状况以及振动压实下混合料浆体析漏情况,提出了适合振动压实工况的无砂多孔混凝土组成设计方法。分析结果表明:在混合料拌和过程中,随着浆体贯入度的增大,浆体在集料上的裹覆量先增大后减小,贯入度在20～40mm时的裹覆能力较强;在振动压实条件下,浆体不出现析漏且试件完整时,浆体贯入度在20～25mm之间;设计的孔隙率为21.8%的无砂水泥混凝土,试件内部孔隙均匀,28d抗压强度能够达到22.8MPa,抗折强度达到3.4MPa。     

真空灌浆在木塘垸沅水大桥中的优化应用

真空灌浆较好地改善了普通压浆法存在的压浆不密实、不饱满、容易产生离析、干硬收缩、产生孔隙从而导致预应力筋受到锈蚀的缺陷.浆体的材料、配比及灌浆施工工艺是真空灌浆的关键,着重介绍了材料及设备的优化选用、浆体配比的优化设计、灌浆施工工艺及对环境适用性的有关应用研究,使真空灌浆工艺能更有效地保证并提高后张预应力混凝土构件的安全性和耐久性,确保工程质量.