202402期目录及摘要
基于复合胶凝材料体系的超高性能混凝土性能研究
李 响1,王佳男1,胡江海1,付文翔1,徐 方2,*
[1.湖北武麻高速公路有限公司,湖北 武汉 430010;2.中国地质大学(武汉)工程学院,湖北 武汉 430074]
摘 要:针对桥梁伸缩缝过渡区频繁出现的混凝土破损问题,研发了一种用于桥梁伸缩缝过渡区修复的硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥胶凝材料体系超高性能混凝土(UHPC),并对其性能及微观结构进行了研究;优选了硫铝酸盐水泥的掺入比例,在某公路伸缩缝修复工程中进行了实际应用。结果表明:合适掺量的硫铝酸盐水泥能够有效提高UHPC的综合性能;当硫铝酸盐水泥质量为水泥总质量的10%时,所制备的UHPC在实际修复工程中的应用效果较好,养护24 h后抗压强度已经达到40 MPa。
关键词:复合胶凝材料;超高性能混凝土;水化机理;快硬早强;修补
基于正交试验的矿物掺合料透水混凝土性能研究
丁伟正,朱洪威*,程军旺
(江西理工大学 土木与测绘工程学院,江西 赣州 341000)
摘 要:在透水混凝土中掺入硅灰和矿粉,设计了四因素四水平正交试验,采用极差法分析了目标孔隙率、水胶比、硅灰掺量、矿粉掺量对透水混凝土抗压强度和透水性能的影响,并对其微观形貌进行了分析。结果表明:各因素对透水混凝土抗压强度和透水性能影响的大小顺序为目标孔隙率>水胶比>硅灰掺量>矿粉掺量;透水混凝土的抗压强度和透水系数之间呈负相关关系;微观分析发现,未掺硅灰、矿粉的透水混凝土微观结构存在明显孔洞,硅灰或矿粉的掺入可以对孔洞进行有效填充,在一定程度上减少了孔隙数量,可改善透水混凝土的综合性能。
关键词:透水混凝土;硅灰;矿粉;正交试验;抗压强度;透水系数;微观形貌
基于灰色关联度的超细水泥灌浆料的制备与性能研究
李彦江1,2,冯月娥1,2,*
(1.甘肃路桥建设集团有限公司,甘肃 兰州730000;2.甘肃智通科技工程检测咨询有限公司,甘肃 兰州 730050)
摘 要:采用超细水泥、抗裂防水剂、膨胀剂、减水剂等制备了大流动度高强超细水泥灌浆料,基于灰色关联度研究了各因素对灌浆料性能的影响,确定了灌浆料的最优配合比,并进行了微观结构分析。结果表明:采用最优配合比制备的灌浆料具有良好的工作性和力学性能,初始稠度为17.38 s,28 d抗压、抗折强度为95.7 MPa、15.9 MPa;56 d内灌浆料均表现为微膨胀;灌浆料的微观结构相对致密。
关键词:灰色关联度法;超细水泥;灌浆料;微观结构
巴基斯坦废弃粉细砂抹灰砂浆的耐久性能研究
吴筱文1,乌呢日1,申和庆2,3,*,叶武平2,3,王小燕2,3,夏京亮2,3
(1.中交路桥建设有限公司,北京 100027;2.中国建筑科学研究院有限公司,北京 100013;3.建研建材有限公司,北京 100013)
摘 要:为了解决巴基斯坦废弃粉细砂抹灰砂浆易开裂、空鼓、脱落等问题,研究了纤维掺量(0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 kg/m3)和膨胀剂掺量(0、4%、8%、12%、16%)对砂浆干燥收缩和弹性模量的影响。结果表明:随着纤维掺量的增加,砂浆的干燥收缩先降低后增加,弹性模量先增加后降低,纤维的最佳掺量为0.9 kg/m3;随着膨胀剂掺量的增加,砂浆的干燥收缩和弹性模量均降低;掺入适量的纤维和膨胀剂可以提高砂浆的耐久性能。
关键词:粉细砂抹灰砂浆;耐久性能;干燥收缩;弹性模量
高温作用后混凝土的动态轴拉力学性能研究
蒋奇勇,陈 平
(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州 311100)
摘 要:进行了高温作用后混凝土的单调拉伸和往复拉伸试验,分析了其主要力学特征参数(抗拉强度、初始弹性模量、峰值应变、残余应变、割线模量等)的温度效应和应变率效应。采用混凝土损伤模型,引入温度参数,提出了基于应变率效应和温度效应的混凝土加卸载模型,验证了模型的适用性。结果表明:混凝土的抗拉强度及初始弹性模量随着温度的升高而降低,峰值应变随着温度的升高而增大,残余应变累积与温度无关,而随应变率的增大而累积速率加快;混凝土卸载曲线的非线性程度与应变率呈正相关,与温度无明显关系;混凝土再加载曲线的非线性程度与温度呈正相关,与应变率无明显关系;通过对比得出,所提出的模型计算结果与实测结果吻合程度较好。
关键词:高温;混凝土;轴拉力学性能;往复加载;损伤模型
葡萄糖酸钠对水泥浆体流动度的影响及作用机理
栗 翔,毛永琳,张建纲,周栋梁,杨 勇
(江苏苏博特新材料股份有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室,江苏 南京211103)
摘 要:研究了葡萄糖酸钠对掺减水剂水泥浆体流动度的影响,并通过测试减水剂在水泥颗粒表面的吸附率、水化产物含量、固体颗粒的比表面积,分析了葡萄糖酸钠对流动度的影响机理。结果表明:葡萄糖酸钠的掺入提高了水泥浆体的流动度,降低了减水剂的吸附率,抑制了水泥浆体中早期钙矾石生成,但加速了中期钙矾石的生成速率,使钙矾石总量提高;葡萄糖酸钠降低了水泥浆体早期的比表面积,但后期比表面积明显增加。
关键词:葡萄糖酸钠;流动度;吸附;水化产物
硫酸盐环境下水泥砂浆的腐蚀产物及孔结构研究
王学兵1,郭声波1,潘志华2
(1.湖北文理学院 土木工程与建筑学院,湖北 襄阳 441053;2.南京工业大学 材料科学与工程学院,江苏 南京 210009)
摘 要:采用激光拉曼光谱和压汞法研究了硫酸盐环境下水泥砂浆的腐蚀产物及孔结构,并引入分形维数,建立了水泥砂浆的抗折强度与平均孔径和分形维数的关系。结果表明:不同浓度的Na2SO4溶液浸泡下,砂浆表层腐蚀产物有所不同,且腐蚀产物在砂浆表层分布是不均匀的;砂浆的抗折强度与平均孔径r成反比,与分形维数d成正比,通过三种公式拟合可知,d/r2和抗折强度具有较好的相关性。
关键词:硫酸盐腐蚀;水泥砂浆;腐蚀产物;激光拉曼分析;孔结构
聚合物乳液改性水泥基材料阻尼性能研究进展
崔天霞1,费 腾2,高越青3,梁超锋3,傅洋燕3,*
(1.江苏新筑同创土木工程有限公司,江苏 南京 211800;2.绍兴市建筑市场管理中心,浙江 绍兴 312000;3.绍兴文理学院 土木工程学院,浙江 绍兴 312000)
摘 要:总结了不同聚合物乳液改性方式对水泥基材料阻尼性能的增强效果,分析了聚合物乳液增强阻尼性能的机理,并提出了聚合物乳液改性水泥基材料阻尼性能存在的问题与研究方向。
关键词:聚合物乳液改性;水泥基材料;阻尼性能;改性机理
约束作用下箍筋锈蚀对再生混凝土抗压强度的影响研究
韦炫辰1,秦荷成2,*,叶水斌3,谢 静4
(1.广西大学,广西 南宁 530004;2.广西建设职业技术学院,广西 南宁 530007;3.鹿寨县祥鹿投资有限责任公司,广西 柳州 545600;4.鹿寨职业教育中心,广西 柳州 545600)
摘 要:通过加速锈蚀箍筋约束再生混凝土试件的单轴受压试验,研究了配箍形式、箍筋锈蚀率等因素对抗压强度和破坏形态的影响。并结合再生混凝土的极限强度面和破坏准则,建立了锈蚀箍筋约束再生混凝土的抗压强度模型,验证了模型的有效性。结果表明:随着箍筋锈蚀率的增加,试件的抗压强度减小;当配箍形式相同时,箍筋间距越大,箍筋锈蚀率对抗压强度的影响越显著;当箍筋间距相同时,箍筋锈蚀率对配置方形箍试件的抗压强度影响程度比配置棱形箍试件的影响大;在锈蚀箍筋试件的轴压破坏位置处,箍筋是否发生断裂与配箍形式和箍筋锈蚀率有关;所建立的锈蚀箍筋约束再生混凝土的抗压强度模型考虑了配箍形式、箍筋间距、箍筋锈蚀率等重要因素的影响,适用于各种截面,经试验验证,具有良好的计算精度和适用性。
关键词:箍筋;锈蚀;约束再生混凝土;抗压强度;破坏
免蒸压PHC管桩混凝土的制备及管桩生产技术研究综述
卿 婷1,龚 磊2,夏艳晴1,3,王 宁1,阳 黎1,朱 梦1,田晓苏1
(1.嘉华特种水泥股份有限公司,四川 乐山 614000;2.葛洲坝集团试验检测有限公司,湖北 宜昌 443000;3.西南科技大学材料与化学学院,四川 绵阳 621010)
摘 要:为加大推动管桩行业向节能降碳、高质量发展,综述了免蒸压PHC管桩混凝土的原材料选择、配合比设计以及管桩成型工艺、养护制度、施工方法等技术,并对未来发展方向进行了展望。
关键词:免蒸压;PHC管桩;原材料;配合比;施工方法;养护制度
免蒸压PHC管桩混凝土的制备及管桩生产技术研究综述
卿 婷1,龚 磊2,夏艳晴1,3,王 宁1,阳 黎1,朱 梦1,田晓苏1
(1.嘉华特种水泥股份有限公司,四川 乐山 614000;2.葛洲坝集团试验检测有限公司,湖北 宜昌 443000;3.西南科技大学材料与化学学院,四川 绵阳 621010)
摘 要:为加大推动管桩行业向节能降碳、高质量发展,综述了免蒸压PHC管桩混凝土的原材料选择、配合比设计以及管桩成型工艺、养护制度、施工方法等技术,并对未来发展方向进行了展望。
关键词:免蒸压;PHC管桩;原材料;配合比;施工方法;养护制度
CFRP布对先张法预应力Bulb-T梁抗弯性能影响研究
胡春梓,封 容
(山东建研检测检验科技有限公司,山东 济南 250031)
摘 要:为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)布对先张法预应力Bulb-T梁抗弯性能的影响,采用有限元软件ABAQUS建立了三维实体模型,并进行了四点弯曲试验数值模拟,分析了在不同CFRP布加固方式下Bulb-T梁损伤过程及受力性能。结果表明:先张法预应力Bulb-T梁模拟值与试验结果误差较小,建立的模型可以较准确地模拟足尺预应力钢混梁的破坏形态、预拱度、荷载-位移曲线;CFRP加固能够显著提升梁体的抗弯刚度及开裂荷载,延缓开裂时间、抑制裂缝的扩展,其中,下翼缘板底部粘贴CFRP布可在失效前对跨中裂缝密集区起到有效控制,弯剪区包裹加固减小了梁体加载点及垫块之间“八”字形裂缝的展开;下翼缘板底部粘贴CFRP布对抗弯承载力的提升效果更加显著,且极限承载力和刚度随着加固层数的增加而增大。
关键词:碳纤维增强复合材料(CFRP);先张法预应力;加固;抗弯性能;Bulb-T梁
河砂粒径与纤维类型对ECC力学性能的影响
李彦宵1,于本田1,*,张占旭2,吴明星1,谢 超1
(1.兰州交通大学 土木工程学院,甘肃 兰州 730070;2.甘肃路桥第四公路工程有限责任公司,甘肃 兰州 730030)
摘 要:研究了河砂粒径(0~0.30、0~0.60、0~1.18、0~2.36 mm)与纤维类型(PVA、PE、PP、BF纤维)对工程水泥基复合材料(ECC)力学性能的影响,并进行了SEM分析。结果表明:随着河砂粒径的增大,试件的28 d极限拉应变、峰值应力和抗折强度基本均降低,多缝开裂特征逐渐减弱;4种纤维中,PVA纤维对ECC单轴拉伸性能和抗折性能的提高效果最好;PVA纤维与各粒级的河砂均具有良好的匹配性,在基体中分散较均匀。
关键词:工程水泥基复合材料;河砂粒径;纤维类型;力学性能;微观结构;机理分析
钢-聚甲醛混杂纤维混凝土的力学性能和韧性研究
杨九光
(中铁建设集团有限公司,北京 100041)
摘 要:研究了分别单掺和混掺不同掺量和长度的钢纤维和聚甲醛(POM)纤维对混凝土力学性能和韧性的影响,并进行了SEM分析。结果表明:单掺POM纤维对混凝土的抗压强度不利,但采用合适掺量和长度的POM纤维能有效提高混凝土的劈裂抗拉强度;单掺0.50%~1.50%的钢纤维能有效提高混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度;与单掺1.50%的钢纤维相比,混掺适量钢纤维和POM纤维能进一步提高混凝土的力学性能和韧性,推荐钢纤维和POM纤维的混掺比例为5∶1。
关键词:钢-聚甲醛混杂纤维;混凝土;力学性能;韧性
混杂纤维混凝土的工作性、力学性能和弯曲韧性研究
李龙梓,曹鑫铖,叶国林,潘从玲,夏如茜
(苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 江苏省高耐久性混凝土工程技术研究中心,江苏 苏州 215004)
摘 要:在混杂纤维(PVA、PP纤维)总掺量不变的情况下,研究了纤维混掺比例VPVA∶VPP(0∶5、1∶4、2∶3、3∶2、4∶1、5∶0)对混凝土工作性、力学性能和弯曲韧性的影响。结果表明:随着PVA纤维掺量的增加,混凝土的流动度降低,抗压强度和初裂荷载变化不大,抗折强度、峰值荷载、等效弯曲强度和等效弯曲韧性显著增大。
关键词:混杂纤维;混凝土;工作性;力学性能;弯曲韧性
膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土结构设计与应用
刁桂芝1,王爱军1,王武祥1,2,张磊蕾1,吴子豪1,2,廖礼平1
(1.中国建筑材料科学研究总院有限公司,北京100024;2.绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024)
摘 要:基于导热系数和抗压强度设计原则,从膨胀聚苯乙烯颗粒优选、水泥基复合胶凝材料硬化基体优化、微孔化、固体相体积占比等方面考虑,研究了不同干表观密度膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土(PFC)的导热系数和抗压强度,通过配合比优化,实现了PFC结构性能、导热系数和抗压强度三者的协调;采用优化后的配合比,可制备出综合性能较佳的建筑保温与结构一体化墙体砌筑材料。
关键词:膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土(PFC);匀质自保温砌块;结构设计
装配式混凝土剪力墙-梁钢套筒节点性能试验研究
吴东平,周 禹,李成玉*
(武汉科技大学 城市建设学院,湖北 武汉 430065)
摘 要:为研究螺栓连接的装配式剪力墙-梁节点的抗震性能,提出了一种在剪力墙内预埋高强螺杆,然后通过钢端板与混凝土梁连接的节点,设计了3组缩尺装配式试件与1组缩尺现浇试件,并对其进行了拟静力试验,研究分析了节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等。结果表明:3组装配式试件的滞回曲线呈“弓形”,且装配式试件的峰值承载力比现浇试件提升了8.42%~21.05%,位移延性系数在4.28~4.66之间,等效黏滞阻尼系数均在0.18~0.24之间,证明了该装配式节点具有良好的抗震能力和变形能力。
关键词:装配式墙-梁连接节点;预埋螺杆;钢套筒;抗震性能
GB 175—2023《通用硅酸盐水泥》主要条款解读
颜碧兰,肖忠明*,王 昕,刘 晨,郭俊萍,朱文尚,杜 勇,郑 旭,魏丽颖,宋立春,席劲松,温培艳
(中国建筑材料科学研究总院有限公司,北京 100024)
摘 要:新修订的GB 175—2023《通用硅酸盐水泥》已于2023年11月27日发布,将于2024年6月1日实施。为便于使用方更准确地理解标准条款的具体含义,正确贯彻实施标准的具体要求和规定,介绍了标准的修订背景和意义,并对标准的主要条款进行了解读。
关键词:硅酸盐水泥;复合硅酸盐水泥;混合材料;标准解读
基于三维形貌的水工混凝土抗冲磨性能评价与预测
姜春萌1,2,安世浩1,2,李双喜1,2,吴保国1,2
(1.新疆农业大学 水利与土木工程学院,新疆 乌鲁木齐 830052;2.新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830052)
摘 要:用机械探针测绘了水下钢球法试验中混凝土试件(水胶比分别为0.3、0.4、0.5)在不同冲磨时间(24~120 h)下的三维磨蚀形貌,并计算了磨蚀深度、磨蚀体积和分形维数,在此基础上,用投影寻踪回归(PPR)软件建立了考虑水胶比和冲磨时间的混凝土磨蚀损伤预测模型。结果表明:在水下钢球法试验条件下,混凝土表面形貌与冲磨时间及空间位置有关,可分为损伤区、过渡区和完好区;机械探针法能够较好地表征混凝土的冲磨时变行为;随着冲磨时间的延长,试件的磨蚀深度、磨蚀体积不断增大,分形维数增至2.60左右时逐渐趋于稳定;随着水胶比的增加,试件的磨蚀深度、磨蚀体积和分形维数均增大;建立的混凝土磨蚀损伤预测模型的计算精度较高,可为实际工程中水工混凝土的抗冲磨性能评价及寿命预测提供参考。
关键词:混凝土;抗冲磨性能;三维形貌;投影寻踪回归
高速机械粉磨对油基钻屑灰渣活性的影响
张显河1,文 华1,*,郑 召1,包志涛1,余伟豪2,雷 旭1,范 伟1
(1.西南科技大学 土木工程与建筑学院,四川 绵阳621010;2.沈阳建筑大学 土木工程学院,辽宁 沈阳110168)
摘 要:对油基钻屑灰渣进行了高速机械粉磨处理,研究了粉磨时间(0~7 min)对灰渣粒径分布和比表面积的影响,分析了掺灰渣胶砂试件的力学性能,并进行了XRD、SEM、FTIR微观分析。结果表明:与未粉磨处理的灰渣相比,粉磨3 min灰渣的粒径分布范围缩小至1.220~40.100 μm,D50降低了60.9%,比表面积增大了27.6%;与其他粉磨时间的灰渣相比,用粉磨3 min的灰渣等质量取代30%水泥所制备的胶砂试件的28 d抗压强度最高,28 d抗折强度也较高;适宜的粉磨时间能够促进灰渣中的活性SiO2、Al2O3等与水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应,生成C-S-H凝胶和AFt,提高胶砂结构的密实度。
关键词:高速机械粉磨;油基钻屑灰渣;活性激发;胶砂;性能
大掺量固废混凝土的制备及性能研究
钱耀丽1,2,刘远祥3,王 琼1,2
(1.上海市建筑科学研究院有限公司,上海 201108;2.上海工业固体废弃物资源化利用工程技术研究中心,上海 201108;3.苏州混凝土水泥制品研究院有限公司,江苏 江苏 215004)
摘 要:将粉煤灰、矿粉、不同类型的钢渣粉按不同质量比(mF∶mK∶mG分别为60∶32∶8、60∶28∶12、60∶24∶16、50∶40∶10、50∶35∶15、50∶30∶20)制备了三元复合掺合料,确定了最佳钢渣粉类型和mF∶mK∶mG。在此基础上,通过调整砂率、水胶比、减水剂掺量等方式制备了大掺量固废混凝土(固废总量≥70%),研究了其工作性、力学及耐久性能。结果表明:综合考虑胶砂流动度、三元复合掺合料的活性指数、经济性和环境效益,推荐选用原状钢渣粉,并控制mF∶mK∶mG为60∶32∶8;制备的大掺量固废混凝土的工作性、力学及耐久性能均较好,满足相关设计要求,并推荐采用聚羧酸减水剂,不推荐采用以萘系减水剂与脂肪族减水剂复配而成的复合减水剂。
关键词:复合掺合料;再生混凝土;减水剂;大掺量固废
采空区治理用尾矿砂注浆材料的制备及性能研究
余 熠,石研然,朱鹏飞,张 栋,彭 涛
(南京水利科学研究院,江苏 南京 210029)
摘 要:为了解决常用的矿山采空区治理用注浆材料凝结时间长、析水率高、结石率低、水下浇筑时水泥流失量大、硬化后易脱空等问题,制备了一种尾矿砂注浆材料,并通过添加性能调节剂CA-Ⅳ、调整原材料配比对其性能进行了优化。结果表明:优化后的尾矿砂注浆材料工作性得到明显改善,凝结时间大幅缩短,24 h竖向膨胀率、结石率和28 d抗压强度均有大幅提高,水泥流失量显著降低。
关键词:矿山采空区;注浆材料;尾矿砂;性能优化
不同活化方式对钼尾矿粉性能的影响
陈荣健1,孟维琦2,*,范佳志1,杨 鹰2,马昆林2,宋一平2,杜彦昕2
(1.伊春鹿鸣矿业有限公司,黑龙江 伊春 152500;2.中南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410075)
摘 要:研究了不同活化方式(物理活化、物理-热复合活化、热-物理复合活化、物理-化学复合活化)对钼尾矿粉粒度、细度、比表面积、活性的影响,探究了活化钼尾矿粉的掺量(0~30%)对胶砂抗折、抗压强度的影响,并进行了SEM分析。结果表明:与未活化钼尾矿粉相比,几种活化钼尾矿粉的细度和比表面积显著增大,粒径显著减小,且均主要分布在10~100 μm之间;几种活化钼尾矿粉的7 d、28 d活性指数均相差不大,且分别不低于70%、60%;与基准组相比,掺活化钼尾矿粉试件的7 d、28 d抗折、抗压强度均降低,内部结构相对疏松,且存在孔洞和微裂缝。
关键词:钼尾矿粉;物理活化;复合活化;活性指数
来源:《混凝土与水泥制品》2024年第2期
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