聚合物改性水泥混凝土用于武汉长江隧道工程研究

武汉长江隧道工程所处环境是封闭潮湿、高压富水的地下空间,因而对其材料的耐久性能要求极高。聚合物胶乳对水泥混凝土有良好的改性作用,本文研究了丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、聚丙烯酸酯胶乳和乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液改性混凝土的工作性能、力学性能、抗冻性能和抗渗性能,并就其机理进行了分析。     

Na_2CO_3及Na_2SO_4对大掺量矿渣微粉-水泥复合胶凝材料早期强度的影响

Na_2CO_3及Na_2SO_4都是水泥和混凝土中的常用激发剂,大掺量的矿渣微粉可能对胶凝材料和混凝土早期力学性能有不利影响。本文选取矿渣微粉掺量70%,以不同掺量的Na_2CO_3及Na_2SO_4作激发剂,研究其早期强度发展情况,并综合现有实验进行比较分析。结果表明在矿渣微粉掺量为70%,Na_2CO_3及Na_2SO_4掺量分别为1.5%及2%时,其3d抗折、抗压强度均有明显提高,而7d、28d强度增长缓慢。     

聚丙烯纤维对混凝土力学性能改善的试验研究

普通混凝土具有抗拉强度低、抗折强度等缺点。论文研究了5种掺量的聚丙烯纤维混凝土的力学性能,得出了不同纤维掺量混凝土抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度等的变化曲线,其中抗压强度较素混凝土稍有降低,降幅为2．5％～11．4％,抗折强度及劈裂抗拉强度均有增长,增长幅度分别为3．2％～5．7％及6．O％～11．7％。根据试验结果,提出聚丙烯纤维的最佳掺量为1,200～1,500g／m3。     

基于SEM和XRD微观测试下单掺矿物掺合料透水混凝土性能分析

透水混凝土是海绵城市建设中广泛应用的路面材料,但其强度在一定程度上仍难以满足工程需求,而矿物掺合料可有效改善混凝土的力学性能,故在透水混凝土中掺加矿物掺合料成为新的增强措施.文中对比分析了单掺15%的粉煤灰、矿粉、硅灰在7 d、28 d和56 d养护龄期的基本性能,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对透水混凝土胶结层的微观结构和化学组成进行分析.结果表明:掺入粉煤灰、矿粉、硅灰使透水混凝土的孔隙率和透水系数依次递减,其孔隙率和透水系数均随着养护龄期的增长而减小;但3种掺合料的掺入均可较大幅度地提升透水混凝土的中后期强度,其中以矿粉的改性效果最佳,其抗压强度可达31.8 MPa,满足轻型机动车路面的强度要求;微观测试表明,掺入15%矿粉的透水混凝土水化产物表面晶体排布整齐,水化反应更彻底,生成大量C-S-H凝胶,内部微孔被填充,结构变得致密,抗压强度最大,与宏观分析结果一致.     

海洋环境下湿态混凝土力学性能时变规律研究

海洋环境下的湿态混凝土力学性能由于其所处环境变得更为复杂。掌握其力学性能随其饱和度变化的时变规律对混凝土结构设计和耐久性维护十分重要。该研究结合实际工况,通过理论分析和力学性能试验,对湿态混凝土轴心抗压强度、弹性模量和泊松比随其饱和度变化的时变规律进行了系统研究。研究结果表明:4种强度的混凝土单轴轴心抗压强度在浸泡28 d内变化趋势较多,到达28 d时较初始状态均下降,下降比例在7%～14%之间。4种强度混凝土的弹性模量和泊松比浸泡28 d内变化趋势较多,到达28 d时较初始状态均上升,弹性模量升高比例在5%～7%之间,泊松比升高比例在10.5%～23.5%之间。该研究对水运工程湿态混凝土力学性能研究具有积极的推动作用。     

道路层间结合用CR砂浆的制备和粘结性能研究

树脂改性水泥砂浆的物理力学性能试验研究结果表明,CR砂浆不仅具有良好的流动性、较小的干缩率,而且具有较高的抗折强度、抗压强度和劈裂强度,其物理力学性能比改性前的普通水泥砂浆得到明显提高,从而大大提高了道路层间结合性能。     

海洋环境中湿态混凝土单轴立方体抗压强度的时变规律研究

海洋环境中混凝土的饱和程度对其宏观力学性能及耐久性有较大影响,准确获取湿态混凝土单轴立方体抗压强度随其饱和度变化的时变规律对港口工程混凝土结构设计至关重要。本文通过理论分析、材料力学性能对比试验等手段,对湿态混凝土单轴立方体抗压强度随其饱和度变化的时变规律进行了系统研究。基于研究目的,设计了C30、C40两个强度等级的混凝土,使其在海水中分别浸泡0d、7d、14d、21d、28d后进行单轴立方体抗压强度对比试验。试验结果表明:C30混凝土在经28d海水浸泡后,强度降低了2.5MPa,降低了5.9%;C40混凝土在经28d海水浸泡后,强度降低了3.4MPa,降低了7.9%;即两种不同强度等级的混凝土在海水中浸泡28d后,单轴立方体抗压强度均有不同程度的降低,强度降低程度均在6%~8%之间。由此可知,不论何种等级的混凝土,随其饱和度的增加,其单轴立方体抗压强度是呈现逐渐降低的趋势。本研究对推动海洋工程湿态混凝土的强度变化规律研究具有积极的推动作用。     

抗裂防渗水工混凝土基本性能试验研究

提出了一种抗裂防渗水工混凝土,该种混凝土是将钢纤维乱向分散于膨胀混凝土中,形成的一种集承重与防渗为一体的新型建筑材料。文中对其基本力学性能进行了系统的试验研究和理论分析,同时,为探讨钢纤维形状对混凝土增强作用的影响,选用4种不同形状的钢纤维,对异形纤维膨胀混凝土的增强效益进行了对比试验研究。试验结果表明:钢纤维能有效限制膨胀混凝土的膨胀变形,起到限胀、阻裂的增强作用,可以大大提高膨胀混凝土的极限抗压、抗拉、抗折、抗折初裂强度和弯曲韧性,改善其抗渗性能。     

水工改性硅粉修复砂浆性能试验及其工程应用

针对水工混凝土损坏特性,掺入适量聚乙烯醇(PVA)改性普通硅粉砂浆,制备适宜于水工修复的修复材料并开展其工程应用及施工工艺研究。结果表明PVA改性硅粉砂浆明显提高了砂浆力学性能和耐久性能。与空白样相比,PVA和硅粉掺量分别为0.5%和10%时,28d新老砂浆粘结强度提高了40.1%,抗冲磨强度、抗渗和抗碳化性能分别提高了58.8%,45.6%和63.8%。采用聚合物PAV改性的硅粉砂浆具有优异的物理力学性能和耐久性能,可有效应用于水工混凝土工程的修复工作。同时,以其优异的现场应用效果和简单的施工工艺,可推断其具有很好的应用和推广价值。     

钢纤维对自密实混凝土力学性能的影响研究

文中首先根据当地常见原材料和常规工艺对钢纤维自密实混凝土进行了配制,并对拌合物进行了工作性能测试。然后主要对钢纤维体积率对钢纤维自密实混凝土抗压强度、劈拉强度、抗折强度的影响进行了研究,得到钢纤维自密实混凝土28天抗压强度与劈拉强度的线形关系式。     

橡胶粉水泥混凝土在港航工程中应用的试验研究

就水流冲刷水工构造物带来的问题，提出了为提高水工构筑物中混凝土的力学、抗渗、抗冲磨等性能，在混凝土中掺人替代同质量砂的橡胶粉形成橡胶粉水泥混凝土。首先对不同掺量的橡胶粉水泥混凝土进行了力学性能试验，得出了抗压强度、抗折强度随掺量的变化情况；其次对不同掺量的橡胶粉水泥混凝土进行了干缩性能、抗渗性能、抗冲磨性能的试验研究。结果表明，掺入橡胶粉后的混凝土能有效减少干缩作用，同时橡胶粉的替代量为3．5％时，其抗渗性能、抗冲磨性能效果最佳。该试验研究为橡胶粉水泥混凝土在港航工程水工建筑物上的应用提供了依据。     

基于恒载零弯矩理论的预应力配束方法

预应力混凝土桥普遍存在跨中下挠,其根本原因是桥梁结构在施工建设过程中积累了不平衡弯矩。为了从根本上解决此问题,减小不平衡弯矩,基于恒载零弯矩理论,研究了预应力混凝土桥的直线与曲线布束形式,推导了预应力配束的相关计算公式,建立了预应力混凝土桥的预应力配束方法,并通过算例进行分析,验证该方法的有效性,从而可以主动控制预应力混凝土桥的跨中变形。     

特细砂对素混凝土龄期强度的影响

以孟加拉吉大港工程采用特细砂配制的混凝土为研究对象，研究砂率、砂的细度模数、减水剂掺量等因素对素混凝土的龄期强度影响。结果表明，特细砂配制的素混凝土强度随龄期呈现先快速增大后缓慢增大的趋势，3 d强度达到28 d强度的55%以上，7 d强度达到28 d强度的70%以上；小幅度提高砂率对龄期强度影响不大；中砂较特细砂配制的素混凝土28 d强度有小幅提高；减水剂掺量超过1%时，28 d强度有大幅提高。     

恒定荷载对海工高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

通常混凝土构件均处于受力状态,而对自由状态的混凝土试件开展耐久性研究很难真实地反映出混凝土构件的耐久性状况。本研究采用施加恒定压荷载和弯曲荷载的方式,研究荷载对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:混凝土试件纯受弯段的氯离子浓度随弯曲应力水平的提高而增大,且混凝土内的氯离子渗透深度随应力水平的增加而增大。试件距暴露面相同深度处的氯离子浓度随着压应力水平的提高先减少后增大。混凝土试件的氯离子扩散系数随压应力水平提高而先减少后增大,压应力水平较低时可提高混凝土的抗氯离子渗透性能。对于典型的海洋工程高性能混凝土配合比,混凝土试件的弯曲应力与其恒定荷载影响因子之间呈近似指数函数关系,在混凝土结构耐久性设计中应考虑弯曲荷载对氯离子扩散系数的影响。     

深水固体浮力材料的制备及性能研究

以环氧树脂E-44为基体材料,以改性593为固化剂,填充大量空心玻璃微珠制备固体浮力材料.研究空心玻璃微珠的填充量及空心玻璃微珠的表面改性处理等对固体浮力材料的密度、力学性能的影响.结果表明,增大玻璃微珠填充量,可使固体浮力材料的密度和压缩强度降低,空泡率增大.玻璃微珠表面改性处理,可使固体浮力材料的压缩强度变大,添加缓释剂可有效减少制备过程中散热不均产生气孔的问题.     

Fluid-structure-material coupling analysis for a floating laminated structure consisting of high-stiffness panels and a soft core

This paper presents a fluid-structure-material coupling analysis for the interaction between water waves and a very large floating laminated structure (VLFLS), which is consisted of two enhanced ultrahigh-performance concrete (UHPC) panels and a middle lightweight foamed rubber core. The representative volume element (RVE) method is used to design the mechanical properties of enhanced UHPC and foamed rubber, and the parameterized formulas are presented to reveal the dependency between macroscale mechanical properties and mesoscale hierarchical characteristics. By idealizing the rubber core as a uniformly distributed spring layer, an eighth-order differential equation of motion of the laminated structure is derived. In the context of linear potential flow theory, a hydroelastic analytical model is developed for the floating laminated structure with finite length under wave action. In the process of solving velocity potentials, a complicated dispersion equation for the wave motion below the laminated structure is derived, and this equation contains two pairs of conjugate complex roots with positive real parts. The various hydrodynamic quantities, including reflection coefficient, transmission coefficient, deflection, shear force, and bending moment, are calculated. The hydroelastic model is confirmed by considering the convergence of calculation results and the energy conservation of wave propagation. The coupled effects of wave action, material characteristics, structural parameters, and edge conditions on the hydroelastic and mechanical response of the floating laminated structure are clarified to provide important information regarding the optimal design of such structures.     

长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响分析

混凝土的徐变是引起连续刚构桥长期下挠的重要原因。文中以一座连续刚构桥为例,分析了长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响规律,并对混凝土加载龄期,以及成桥交通开放时间等参数进行了探讨。分析结果表明,混凝土徐变对桥梁结构变形的影响是一个长期、逐渐累加的过程;如果混凝土加载龄期太小,将会导致桥梁结构长期变形显著增大;推迟成桥交通开放时间可明显减小桥梁结构的长期变形。     

塑性混凝土的研究

防渗墙采用塑性混凝土施工,应具有良好的可施工性,通过塑性混凝土配合比的设计,可以满足其施工要求。当固定膨润土的掺量、改变水泥用量时,塑性混凝土28 d的立方体抗压强度、轴心抗压强度、立方体劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度、静力抗压弹性模量随着水泥用量的增加而增加;如果固定水泥掺量、改变膨润土的掺量时,结果却与其相反。     

荷载场和氯离子扩散场共同作用下的钢筋混凝土构件分析

为讨论荷载场与氯离子扩散场的共同作用,引入考虑荷载作用下的混凝土损伤影响函数Fd,采用ABAQUS有限元软件的USDFLD子程序开发功能,在内置的Mass Diffusion模块中考虑荷载作用和力学损伤对氯离子扩散的影响,实现钢筋混凝土构件层次荷载场和氯离子扩散场的多物理场共同作用分析。结果表明:有限元计算结果和试验结果吻合良好;随着荷载比的增大,氯离子在混凝土中的扩散速度逐渐加快,且拉应力对氯离子扩散的促进作用远大于压应力。为探究氯离子在混凝土中的扩散规律提供了一种新方法。     

磷渣细度和掺量对水泥早期力学性能的影响

测定了掺量10％～60％、细度350～600m2／kg磷渣微粉的水泥3d、7d和28d抗折、抗压强度。结果表明：水泥28d强度随着磷渣细度的增加而增加，而3d和7d的水泥胶砂抗压、抗折强度与细度没有特定规律；掺量小于40％的磷渣水泥，抗压强度和抗折强度受到磷渣细度的影响程度要大于更高磷渣掺量的水泥；低磷渣掺量的水泥胶砂强度随掺量的变化梯度低于高磷渣掺量的；强度的最高增长速度和最低增长速度交替出现在特定磷渣细度和掺量的水泥中。可为工业废渣——磷渣的再利用积累经验。