掺加高吸水树脂(SAP)的混凝土孔结构及其耐久性

针对西北干旱地区混凝土外养护效果不佳，且养护试件极易开裂、耐久性较差的现状。采用自制高吸水树脂(SAP)作为内养护材料，通过核磁共振分析测试了不同掺量的SAP对混凝土孔结构的影响，并基于抗裂圆环试验评价不同掺量的SAP对混凝土试件抗裂性能的影响，此外通过抗冻性能试验和抗氯离子渗透试验探讨了不同掺量的SAP对混凝土试件耐久性能的影响。结果表明：掺加适量的SAP会使得混凝土内部的凝胶孔隙和毛细孔增多；掺加SAP并在内养护条件下可有效改善混凝土试件的耐久性能；SAP掺量越多，混凝土开裂现象改善效果越显著，抗氯离子渗透性能越强；抗冻性指标不同，SAP最佳掺量不同。     

基于综合性能的自养护桥面水泥基材料灰靶决策

针对超吸水性聚合物(SAP)自养护桥面水泥基材料的设计参数选择问题,制备2种水灰比、3种SAP粒径、3种SAP掺量的自养护水泥砂浆,对其抗折强度、抗压强度及收缩性能进行了深入分析.基于椭球型灰靶决策方法及性能试验结果,对SAP粒径及掺量范围进行决策优选.结果表明:SAP的加入能够使砂浆抗折强度的发展呈均匀阶梯式增长趋势...     

PNIPAm水凝胶对水泥砂浆性能的影响

为了解决道路工程中水泥混凝土易出现的早期收缩开裂、抗冻性差等耐久性问题,采用温度敏感性水凝胶(PNIPAm)作为水泥砂浆的内养护剂,分别研究了不同吸水率、不同掺量PNIPAm对水泥砂浆的工作性能、力学特性以及韧性(折压比)的影响;采用平板法测试了水泥砂浆的早期抗裂性,根据冻融循环快冻法测试了水泥砂浆的抗冻性;利用扫描电子显微镜观察了PNIPAm改性水泥砂浆硬化体的微观结构,并采用压汞法定量测试了PNIPAm改性水泥砂浆的内部孔结构,最后分析了PNIPAm对水泥砂浆的改性机理。结果表明:PNIPAm改善了水泥砂浆的工作性能、抗折强度以及韧性,随着PNIPAm含量的升高,水泥砂浆的抗压强度略有下降;随着水泥水化的进行,水泥砂浆体系中的PNIPAm逐渐融合成薄膜网状结构,这种结构可以有效地分散水泥砂浆内部裂纹的尖端应力,降低水泥砂浆的开裂面积,延长水泥砂浆的开裂时间;PNIPAm释放的水分子对水泥砂浆起到了内养护的作用,使其无害孔含量提高,有害孔含量降低,PNIPAm的掺入有效提高了水泥砂浆的抗冻性能;综合PNIPAm对水泥砂浆强度、抗冻以及抗裂性能的影响,PNIPAm的掺量建议为水泥砂浆总质量的0.5%~0.75%。     

混杂纤维增强内养生水泥混凝土力学、收缩及断裂性能研究

为明确玄武岩-聚丙烯混杂纤维与超吸水性聚合物(super-absorbent polymer,SAP)内养生剂对水泥混凝土性能的协同增强效果,借助抗压强度试验、弯曲试验、干燥收缩试验及平板塑性开裂试验,研究了混杂纤维掺量对SAP内养生水泥混凝土力学性能、断裂性能及收缩、抗裂性能的影响规律。基于扫描电镜试验,揭示了混杂纤维和SAP对水泥混凝土的增韧阻裂机理。结果表明:混杂纤维的掺入可有效提升水泥混凝土抗压强度和抗弯拉强度;混杂纤维-SAP改性水泥混凝土的断裂能相比SAP改性混凝土提高了105. 95%,单位面积总开裂面积降低了73. 7%;混合纤维与SAP的加入显著降低了水泥混凝土的收缩率,同时减少了混凝土收缩稳定所需时间; SAP所释放的内养生水分有效促进了胶凝材料的水化反应,而同时混杂纤维可对基体起到增韧作用,二者的有效结合对于增强水泥混凝土的力学性能和抗裂性能具有积极意义。     

减缩抗裂型水泥基材料及其工程应用

设计了干燥收缩、自生收缩、椭圆环约束等试验手段,研究了矿物质微膨胀剂、硅灰和减缩剂对水泥基材料体积稳定性的影响及其作用机理。试验结果表明:(1)矿物质微膨胀剂具有较强的收缩补偿作用,随其掺量的增加,干燥收缩与自生收缩降低,当掺量为25%时,可使初始开裂时间延长至82 h。(2)随硅灰掺量的增加,干燥收缩和自生收缩增大,当掺量为10%时,初始开裂时间降低至22 h,此时开裂敏感性最大,因此硅灰掺量应合理控制。(3)减缩剂可以大幅度降低砂浆的开裂敏感性,且与其他外加剂相容性良好,对养护温度变化不敏感。由此,设计制备出一种用于重大工程结构混凝土保护层的体积稳定性优良的减缩抗裂型水泥基材料。此外还介绍了"矿物质微膨胀剂-减缩剂-混杂纤维"裂缝控制技术在武汉长江隧道工程中的应用情况。     

介绍国外一些高性能混凝土的开发与应用(续三)

7智能混凝土高强混凝土在硬化早期阶段具有明显的自主收缩、孔隙率较高、易于开裂等缺点。解决这些问题的方法是用掺量为25%的预湿轻骨料来替换骨料,从而在混凝土内部形成一个“蓄水器”,使混凝土得到持续的潮湿养护。这种加入“预湿骨料”的方法,可使混凝土的自身收缩大为降低     

SAP内养护作用对高性能混凝土耐磨性影响

采用高吸水树脂(SAP)作为内养护材料,研究了SAP掺量和额外引水倍数对高性能混凝土水化程度、28 d抗压强度和耐磨性的影响。结果表明:SAP能提高混凝土的水化程度,且水化程度随SAP增加而增加;混凝土的耐磨性和28 d抗压强度随SAP掺量和额外引水倍数的增加而先增大后减少;原因是少量的SAP能减少混凝土干缩裂缝,改善界面区结构,提高骨料和胶凝材料之间的粘结力,但SAP掺量太大会减小混凝土受压有效面积从而降低耐磨性和强度,因此需要合理设计SAP掺量。     

SAP吸-释水行为及其对混凝土性能的影响机制综述

高吸水性树脂(Super-absorbent Polymer, SAP)因其优异的吸、储、释水特性已发展成为理想的混凝土内养护材料之一。为了明晰SAP吸-释水行为与混凝土性能之间的联系,提升SAP的养护效率和混凝土性能,总结了SAP吸-释水的3种理论,系统分析了SAP在不同溶液中的吸-释水行为、SAP与水泥浆体间的水分交换机制及SAP与混凝土内部湿度之间的关系;论述了SAP水分运移行为研究方法,分析了各方法的特点及适用性;从水化行为、孔结构和微观形貌的角度探讨了SAP粒径、掺量及额外引水量对混凝土性能的影响。结果表明：离子网络理论、溶液热力学理论和凝胶相转变理论可以很好的阐释SAP在不同溶液中的吸-释水行为,SAP内部吸附水和毛细水的含量是影响SAP释水周期的关键因素,SAP的吸-释水特性决定了混凝土内部水分的分布;SAP内养护混凝土的微观结构和宏观性能受SAP掺量、粒径和额外引水量等参数综合影响,合适的参数可使水化产物填充SAP释水产生的孔洞,细化混凝土孔结构、提高密实度、改善力学性能并提升耐久性。SAP还可提高混凝土的自愈合能力、提升耐火剥落性及实现藻类在混凝土上的定植等。未来应进...     

复合型内养护材料对公路水泥砼性能影响研究

通过力学性能试验、抗渗性能试验与早期抗裂试验对掺加不同内养护材料的砼进行分析,研究内养护技术对公路用水泥砼性能的影响。结果显示,内养护技术可显著改善砼的抗渗性能和早期抗裂性能,对抗压强度、回弹模量则存在劣化作用,且随材料掺量的增加对砼的作用效果逐渐增加;自主研发的复合型内养护材料CICA对砼抗渗、抗裂性能的改善效果优于SAP和轻骨料,且在合理用量范围内其对抗压强度、回弹模量的劣化作用较弱;CICA对公路水泥砼内养护效果显著,通过均匀持续补偿内部水化用水改善砼内部微环境,抑制收缩变形,提高其耐久性。     

高吸水树脂对混凝土强度与水化过程的影响

采用高吸水性树脂(SAP)作为内养护材料制备高性能混凝土,研究了其对高性能混凝土抗压强度的影响,并采用无接触电阻率测量仪分析了其对水泥水化过程的影响,结合SEM微观分析探讨了内养护作用机理。结果表明,SAP的掺入对混凝土拌和物的流动性影响显著,同时混凝土初期强度下降明显,但是随着养护龄期的延长,抗压强度逐渐提高,建议合适掺量为胶凝材料质量的0.2%~0.3%;SAP掺入以后对新拌混凝土电阻率带来明显变化,采用无电极电阻率测试仪可以较好反映SAP的掺入对水泥水化的影响;采用干拌的形式加入SAP材料导致水泥早期水化延缓,但是到了加速期结束以后材料内部自由水分消耗严重,SAP内养护作用体现,电阻率迅速上升;SAP凝胶失水后坍缩成有机薄膜,导致200~400μm的不规则孔隙数量增多,但由于缓慢释水作用有利于钙矾石的生成和结构密实性的提升,因此混凝土的后期抗压强度有所改善。     

某悬索桥锚锭大体积混凝土后期裂纹成因分析

与以往的养护期间发生开裂不同,某悬索桥锚锭大体积混凝土结构发生后期裂纹现象。文中在对开裂现象调查的基础上,结合工程经验对其后期裂纹形成原因进行分析,认为其主要原因是:(1)分层龄期差造成上层混凝土的收缩受到下层混凝土的约束,从而使上层混凝土的底部承受较大的拉应力;(2)外部温度在短时间内降低时导致混凝土表面产生附加拉应力;(3)混凝土自身的收缩,归结为混凝土膨胀剂掺量不足;(4)结构自身抗温构造钢筋不足,导致结构自身抵抗开裂的能力偏弱。     

碳纳米管混凝土抗开裂性能试验研究

在水灰比为0.28的水泥混凝土中掺入掺量为水泥质量0%、0.2%和0.4%的多壁碳纳米管,开展抗折强度试验、收缩试验和环形约束试验,研究碳纳米管掺量对混凝土抗开裂性能的影响。结果表明:在0～0.4%掺量范围内,混凝土的抗折强度随着碳纳米管掺量的增加而增大,当碳纳米管掺量为0.4%时,抗折强度可提高21.3%;混凝土的收缩应变随着碳纳米管掺量的增加而减小,收缩应变可减小约18.4%;碳纳米管的掺入有助于提高混凝土的抗开裂性能,其掺量越大,混凝土的抗开裂性能越好,其原因与碳纳米管的桥联作用有关。     

自密实混凝土的收缩性能研究

为研究不同复合膨胀剂掺量对自密实混凝土收缩性能的影响，通过优化配合比，获得两种不同复合膨胀剂掺量的自密实混凝土，并以普通混凝土为基准，分别将其拌和物工作性、限制膨胀率、抗压强度、早龄期自收缩性能和体积稳定性进行对比分析。研究结果表明:复合膨胀剂能有效改善拌和物离析性能；基准混凝土成型后均表现为收缩状态，而自密实混凝土的体积先微膨胀后自收缩，且收缩变化并不明显；干燥失水条件下，基准混凝土随着龄期的增加，体积稳定性一直呈收缩变化，而自密实混凝土的体积收缩率呈先涨后缩变化，及时、充分对自密实混凝土进行保湿养护，     

大型隧道薄壁混凝土衬砌变形性能研究

大型隧道薄壁混凝土衬砌收缩开裂严重地影响其使用功能和寿命,通过温度应力试验机和平板法试验对衬砌混凝土早期应力和开裂等变形性能进行了测试,探讨了新型膨胀剂和纤维复掺对混凝土衬砌早期塑性开裂性和应力的影响。试验结果表明:掺6%~8%的膨胀剂可有效补偿和减少衬砌混凝土收缩,应力储备提高了25%,降低了隧道混凝土衬砌开裂。     

粉煤灰对路用混凝土抗开裂性能的影响

混凝土开裂是影响路面混凝土耐久性的重要因素,粉煤灰混凝土具有较好的综合耐久性。通过对不同粉煤灰掺量混凝土在不同养护条件下开裂性的试验研究,验证了粉煤灰对混凝土抗裂性的影响。     

锰渣掺合料水泥砂浆和混凝土性能试验研究

通过对锰渣化学成份的分析和性能试验,说明锰渣是一种活性材料,可以作为水泥砂浆和混凝土的掺合料,变废为宝,保护环境。以不同掺量的锰渣进行了水泥砂浆和混凝土的收缩性能、工作性和力学性能试验,为进一步研究锰渣在水泥砂浆和混凝土中的应用提供参考。     

外掺乳化沥青贫混凝土性能研究

通过MTS测量了3种乳化沥青掺量的碾压贫混凝土的无侧限抗压强度、弯拉强度、抗压模量和弯拉模量,以及在无养护与正常养护条件下的收缩读数。结果表明,乳化沥青掺量增加,贫混凝土的无侧限抗压强度和弯拉强度有所下降,主要是沥青粘聚成膜阻碍水泥水化进程,影响强度形成;贫混凝土的抗压弹性模量和抗弯拉弹性模量降低,贫混凝土的变形性能改善,且具有一定的柔韧性;贫混凝土干缩与开裂减少,基层柔韧度改善,道路使用寿命延长。     

九江长江公路大桥索塔高性能粉煤灰混凝土的早期抗裂与长期变形性能

结合九江长江公路大桥索塔工程,对掺粉煤灰的高性能混凝土配合比的早期开裂敏感性与长期变形性能进行了试验。结果显示,与同强度等级未掺粉煤灰的混凝土相比,掺入质量分数22.5%的Ⅰ级粉煤灰等量取代硅酸盐水泥配制的C50混凝土,其不仅具有良好的工作性能和力学性能,且水化热温升和早期自收缩下降、温度应力储备增加、抗塑性收缩开裂能力提高;同时,长期干燥收缩和徐变降低。掺入0.75kg/m3聚丙烯纤维可进一步提高其早期抗裂性能。     

碱矿渣胶凝材料的开裂性能研究

碱矿渣胶凝材料是具有高强、高耐久性的胶凝材料,但其收缩大,易开裂,是阻碍其广泛应用的主要原因.通过圆环法研究了MgO膨胀剂、聚丙烯纤维和减缩剂单掺或复掺对碱矿渣胶凝材料开裂性能的影响.研究结果表明:单掺MgO膨胀剂对碱胶凝体系抗裂不利,减缩剂和聚丙烯纤维的掺入能够有效延缓裂缝的形成,减小开裂面积.     

超高性能混凝土的收缩特性试验研究

为了研究超高性能混凝土的收缩特性以及膨胀剂对超高性能混凝土收缩的影响,在实验室制备了未掺膨胀剂和掺膨胀剂2种超高性能混凝土,依据相关规范进行力学性能、自收缩和干燥收缩性能试验,分析2种超高性能混凝土自收缩和干燥收缩的变化规律。试验结果表明:2种混凝土都具有超高的工作性能和力学性能;超高性能混凝土早期自收缩发展迅猛,自初凝时间起的20h内自收缩发展较快,20h后自收缩增长变缓,掺加膨胀剂后自收缩变化趋势相同,但自收缩减小;超高性能混凝土长龄期干燥收缩能较快趋于稳定,且在数值上远小于自收缩,90d的干燥收缩仅为3d自收缩的14.3%,膨胀剂对干燥收缩有不利影响。