掺加硅藻土混凝土孔隙结构冻融破坏试验研究

为提高寒冷地区混凝土结构的抗冻性,提出掺加硅藻土的方法来改善混凝土内部结构。以中等强度混凝土为研究主体,基于冻融循环试验,通过压汞测孔法与扫描电子显微镜分析混凝土结构孔隙特征,从而探究掺加硅藻土材料改变混凝土抗冻性的作用机理。结果表明:硅藻土掺量为1.5%的C30混凝土与硅藻土掺量为1.0%的C40混凝土的孔隙结构分布更为均匀,使大于100μm的孔隙数量减少,孔隙比例更小,从而减小了混凝土冻融破坏程度。     

泡沫轻质土的微观结构及其强度特性研究

为了探究泡沫轻质土的微观结构及其强度特性,分别选取4种不同配合比的泡沫轻质土样品,采用扫描电镜试验(SEM)分析各配合比下泡沫轻质土的微观结构特性,并从微观结构的角度进一步分析泡沫轻质土无侧限抗压强度的变化规律。结果表明:不同的水固比对泡沫轻质土微观结构形式和强度特性产生了显著的影响,随着水固比的减小,泡沫轻质土气孔的数量会显著减少,气孔的贯通程度会变浅,逐渐形成较密实和较完整的内部整体结构;微观结构越密实,气孔-孔壁结构越坚实且完整,则泡沫轻质土会表现出越高的强度特性;此外,泡沫轻质土内部存在少量带针状的水泥水化产物钙矾石晶体,其数量随着水固比的减小而减少。     

砂岩热损伤微观结构与宏观物理特性演化规律研究

为探讨砂岩热损伤微观结构与宏观物理特性演化规律,借助核磁共振与SEM电镜扫描技术对砂岩开展100、200、300、400、500、600、700、800、900 ℃的循环热处理试验。结果表明： 400 ℃后,砂岩试样的表观形态、质量和体积等物理参数均发生显著变化,砂岩物理参数发生变化的临界温度在400 ℃左右; 400 ℃后砂岩的微裂纹及孔洞开始发育,700 ℃后新生裂纹快速萌生、扩展和贯通; 300 ℃后孔隙度缓慢增加,热损伤开始发育,500 ℃后岩样受热应力及相变耦合作用,裂纹发育迅速,致使孔隙度急剧增加;渗透率与孔隙度呈现出不同的演化规律; 砂岩小孔呈现出先增加、后降低,中孔呈现出先降低、后增加,大孔则呈现出先增加、后降低、再增加的变化趋势。     

钢纤维增强混凝土性能及微观结构研究

针对不同体积分数钢纤维掺量,研究其对混凝土试件抗压性能的影响,并结合真空电镜扫描图像,分析钢纤维与水泥基体相互黏结作用机理。结果表明:钢纤维增强混凝土相对普通混凝土具备更为良好的抗压性能,随着钢纤维掺量的增加,对混凝土试样本身产生了促进作用,提高了混凝土的抗压强度。     

泡沫混凝土研究现状

泡沫混凝土就是在砂浆或者水泥浆中等水泥基材料中引入发泡剂产生的泡沫。泡沫混凝土多空、轻质的特殊结构特性使其被广泛的应用于大体积回填工程、保温隔热工程以及轻质制品等方面。本文对目前泡沫混凝土国内外的研究现状进行了分析,并且提出了泡沫混凝土存在的问题和解决的方法。     

泡沫金属微结构建模及其动态特性研究

为研究泡沫金属的动态特性,基于微CT扫描图像开展了泡沫金属的微结构建模研究,重新构建了泡沫金属的三维几何实体模型和细观有限元模型,同时开展准静态压缩试验验证了模型的准确性,并基于该细观模型开展泡沫金属动态加载仿真对泡沫金属的动态特性进行研究.结果表明:在冲击载荷作用下,冲击端胞元首先被压溃,且沿冲击方向向支撑端传播,在...     

水泥搅拌土的微观结构及加固机理研究

利用孔度分析、X射线衍射、扫描电镜等微结构观测手段,介绍和分析了软土和不同成型条件的水泥搅拌土微结构特点,解释了水泥搅拌土的加固机理,结果表明:软土和不同成型条件的水泥搅拌土的微观结构存在着一定的差异,导致了其在力学特性方面的不同。     

湿陷性黄土路基基本特性与微观结构试验研究

首先分析了湿陷性黄土的结构性特征和湿陷特征,以某湿陷性黄土路基工程为例进行试验,得出不同饱和度条件下黄土的湿陷规律,并分析了湿陷前后黄土的微观结构。X 能谱分析结果表明：湿陷性黄土中的胶结物类型主要是 Fe的倍半氧化物、黏土性矿物,其次为碳酸钙。固结试验结果表明：随着压力的增加,土体的湿陷系数先增大后降低,300 kPa时的湿陷系数能实际反应土体的湿陷性特征。微观试验结果表明：黄土湿陷后的结构重新排列,颗粒之间的接触性连接和胶结性连接发生变形,微孔隙越大,湿陷性越强。     

加筋泡沫轻质混凝土路桥过渡段动力特性研究

为研究加筋泡沫轻质混凝土的力学性能及其用于路桥过渡段的动力特性,首先开展了加筋泡沫轻质混凝土抗压强度和弹性模量试验,其次运用ABAQUS建立了轨道-路基-过渡段三维数值模型,分析了加筋泡沫轻质混凝土过渡段的动力特性。结果表明:加筋泡沫轻质混凝土无侧限抗压强度和弹性模量随着纤维含量增加呈现先增加后减小趋势,密度大于700 kg/m3的加筋泡沫轻质混凝土可满足高速铁路路桥过渡段的填料性能要求;采用加筋泡沫轻质混凝土填筑过渡段时能够减少结构的振动,随着过渡段加筋泡沫轻质混凝土填料密度的提高     

温湿耦合作用下喷射混凝土孔隙结构与强度试验研究

为分析隧洞围岩温度和洞室环境湿度对喷射混凝土细观孔隙结构特征及单轴抗压强度的影响,采用室内CT扫描和无侧限压缩试验的方法,测试不同围岩温度、湿度条件下喷射混凝土细观孔隙结构的分布特征和单轴抗压强度,建立基于细观结构参数的喷射混凝土单轴抗压强度预测模型。研究结果表明： 1）低湿环境（湿度25%）下,高岩温诱发喷射混凝土孔隙结构和力学性能劣化,温度越高劣化影响越显著,喷射混凝土单轴抗压强度可采用Schiller模型预测; 2）高湿环境（湿度95%）下,60 ℃岩温是喷射混凝土力学性能和孔隙结构特征发生劣化转变的临界温度; 3）引入相对湿度影响系数建立的高湿环境喷射混凝土抗压强度预测模型,其预测结果与试验结果较吻合。     

多孔隙沥青混凝土试验研究

主要结合河北省京沪高速公路减噪试验路的材料配合比设计，对多孔隙沥青混凝土（PAC20）进行试验分析，文中对4种PAC20型混合料的级配进行分析研究，并从中选择试验路所需级配范围，同时，为了改善PAC20的水稳定性，试验分析水泥取代矿粉或掺加消石灰对混合料的影响，考虑施工条件，实际施工中选择了水泥代替矿粉的措施。     

某高速公路路基红色泥岩微观结构试验研究

对某高速公路路基红色泥岩细观结构进行了试验研究。首先,利用X射线衍射对不同风化程度的红色泥岩、泥岩残积土进行图谱分析,得到泥质粉砂岩、紫红色泥岩和红色粉砂质泥岩中黏土矿物含量分别为45%,64%和50%,不同类型泥岩的黏土矿物在种类和数量上差别很大,由此引起工程性质差异明显。然后,利用电子显微镜扫描仪对紫红色泥岩、泥质粉砂岩及泥岩残积土进行微观结构测试,结果表明:红色泥岩的风化程度与矿物成分、微观结构密切相关,岩石风化改变了微观结构,进而影响岩石的宏观物理力学性质。     

骨架孔隙结构水泥稳定碎石配比设计及路用性能

给出了骨架孔隙水泥稳定碎石基层材料粗、细集料级配范围、混合料各组成部分配比计算方法以及计算中所需相关参数测试方法。据此设计了骨架孔隙水泥稳定碎石混合料,并利用振动法成型了水泥含量分别为6%、8%、10%的试件进行相应性能测试,试验中还与水泥含量为6%的悬浮密实结构水泥稳定碎石进行了对比。研究结果表明:骨架孔隙结构水泥稳定碎石在保证一定孔隙率的前提下能够满足目前规范对基层材料要求。     

大孔隙混凝土材料性能与应用研究

一直以来,路桥过渡段的压实都很难得到很好的保证,容易产生压缩沉降,引起桥头跳车。通过对大孔隙混凝土物理特性、力学特性、施工特性进行试验分析,提出了将大孔隙混凝土作为靠近台背难压实区的回填材料,有其良好的应用前景。     

不同配比和养护条件对超高性能混凝土微观结构的影响

为了优化超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete,UHPC）制备方法,采用宏观力学试验与微观电镜技术相结合的方法,探讨不同配合比和养护条件对UHPC内部微观结构的影响。基于硅砂骨料的致密堆积级配,设计21个变量组,共制作了63个立方体试件,开展UHPC流动度试验、轴压试验和扫描电镜试验,分析水胶比、砂胶率、钢纤维掺量、消泡剂掺量、养护方法、龄期等因素对UHPC工作性能、抗压性能及其微观结构的影响规律以揭示UHPC的增强机制。研究结果表明：凝胶与骨料界面过渡区（ITZ）是UHPC内部的薄弱环节,提高ITZ的密实度和强度是增强UHPC的关键;UHPC的流动度随着水胶比的提高显著增大,但其抗压强度随着水胶比的提高先增大后降低;过高的砂胶率不利于UHPC工作性能,同时会造成其抗压强度下降;掺入消泡剂可以有效提高UHPC的表观质量,但可能会降低UHPC的工作性能和抗压强度;掺入2.5%的钢纤维能大幅提高UHPC的抗压强度,并明显改善其脆性特征,但会降低工作性能;高温养护能显著激发微硅粉和矿渣的火山灰效应,使UHPC的4 d抗压强度比常温养护提高约50%,有明显的早强优势,但存在后期强度下降的可能。     

钢纤维和聚合物乳液对混凝土力学性能及微观结构特征影响研究

通过掺入钢纤维和聚合物乳液改善混凝土的微观结构及力学性能,测试得到钢纤维混凝土、聚合物乳液改性混凝土和钢纤维聚合物混凝土工作性能及3 d、28 d、90 d力学性能。利用氮吸附试验、压汞试验及密度法测试得到混凝土的总孔隙体积、体积中值孔径、闭口孔隙率等微观孔结构特征参数,分析钢纤维和聚合物乳液对混凝土微观结构特征及力学性能的影响规律。研究结果表明:在混凝土中复掺钢纤维和聚合物乳液后,抗压强度变化不大,但3 d、7 d及90 d抗折强度分别提高了24.1%～69.5%、34.3%～70.5%、3.4%～43.7%,压折比从6.37～8.34变化到3.99～5.93;混凝土总孔隙体积、总比表面积、平均孔径及体积中值孔径下降,闭口孔隙率增加;钢纤维掺量宜为0.6%～0.9%,乳液最佳掺量为6%～9%。钢纤维和聚合物乳液有效改善了混凝土的韧性和微观结构特征,且复掺作用效果明显优于单掺。     

大孔隙混凝土排水基层的施工与检测

提出了2种形式的路面结构内部排水系统，通过试验路施工总结出大孔隙混凝土排水基层的施工工艺。在施工完成后对其强度及空隙率等指标进行了检测，并对其排水性能进行了验算。     

酸性溶液对花岗岩力学特性及微观结构的影响

为探究酸性溶液作用下花岗岩力学特性损伤机制,在pH值分别为7、5、3的化学溶液中对花岗岩试件进行72 d饱和处理,然后对饱和试件和自然干燥试件进行三轴压缩试验、核磁共振试验、电镜扫描试验（〖WT５”《TNR》〗scanningelectron microscope, SEM〖WT５”ＢＺ〗）及X射线衍射试验,并对比分析不同化学溶液作用下花岗岩试件三轴抗压强度损伤、变形特征及力学参数的变化规律。试验结果表明： 1）花岗岩试件的三轴抗压强度、弹性模量及黏聚力随酸性溶液pH值降低而减小,泊松比随着pH值的降低而增大; 2）在酸性溶液的腐蚀作用下,试件内斜长石及方解石等矿物成分的消耗导致试件内部结构疏松程度增加,强酸作用下伴有微裂隙产生; 3）与自然干燥状态下的试件相比,在围压20 MPa的条件下经pH=3的酸性溶液酸化处理后的试件,其偏应力峰值强度降幅达39.94%; 4）花岗岩在酸性溶液作用下,部分矿物溶解、迁出,使得孔隙结构不断劣化产生大量次生孔隙,且酸性溶液pH值越低,中、大孔隙占比越高。