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202405期目录及摘要
单轴压缩荷载作用下混凝土损伤破坏的细观力学分析
何 康1，屈 伸2，*
（1.兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070；2.浙江工业职业技术学院 建筑工程学院，浙江 绍兴 312000）
摘 要：基于伸缩因子函数的变形方法和蒙特卡罗方法，建立了由骨料、砂浆和二者之间的界面过渡区构成的混凝土随机骨料模型。采用有限单元法对混凝土随机骨料模型的抗压强度、应力峰值、应力分布、损伤状态等力学性能进行了数值计算，从细观尺度上分析了混凝土的损伤破坏过程及裂缝形貌特征。结果表明：在单轴压缩荷载作用下，混凝土首先在薄弱区域的界面过渡区处发生拉应力和剪应力集中，产生初始损伤；然后损伤扩展至水泥砂浆，形成贯穿裂缝；最终，导致混凝土承载力失效。
关键词：塑性损伤；细观力学；随机骨料模型；单轴压缩；混凝土
初始损伤与硫酸盐耦合作用下混凝土的力学性能演化规律研究
李忠宝1，王 峰1，宗元春1，苗浩禹2
（1.江苏省地质矿产局第五地质大队，江苏 徐州 221004；2.中国矿业大学 资源与地球科学学院，江苏 徐州 221116）
摘 要：试验研究了初始损伤与硫酸盐腐蚀共同作用下混凝土的性能变化，建立了典型井壁混凝土硫酸盐腐蚀力学模型，分析了不同腐蚀时间井壁混凝土的承载力与裂缝的发展过程。结果表明：在初始损伤与硫酸盐腐蚀共同作用下，随着腐蚀龄期的延长，混凝土的抗压强度先增加后降低，弹性模量基本降低；混凝土的初始损伤越严重、腐蚀溶液浓度越高，混凝土的抗压强度增幅越小，降幅越大，弹性模量降低速率及降幅均越大；所建立的模型对井壁混凝土的腐蚀情况预测结果相对较好，受腐蚀井壁混凝土在受竖向压力破坏的过程中，裂缝朝着井壁外侧发展，破坏前内侧井壁混凝土并无征兆，危害性较大。
关键词：初始损伤；硫酸盐腐蚀；混凝土；性能；模拟；预测
机制砂MB值对掺石粉混凝土性能的影响
张克永1，李春锦2，黄 盛1，汪保印2，任 强2，蒋正武2，*
（1.贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001；2.同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室 材料科学与工程学院，上海 201804）
摘 要：研究了不同机制砂MB值（0.75、2.75）对掺石粉混凝土的工作性、力学性能的影响。结果表明：机制砂MB值的增加会降低混凝土的工作性；当机制砂MB值较小时，适当的石粉掺量可以在一定程度上改善混凝土的工作性，但机制砂MB值过大对混凝土工作性的负面影响远大于石粉的正面影响；对于纯水泥或单掺粉煤灰组试件，机制砂MB值的增加会降低其抗压强度；而对于掺石粉的试件，机制砂MB值的增加会小幅提高其抗压强度；总体上，机制砂MB值对掺石粉混凝土抗压强度的影响相对较小。
关键词：机制砂；MB值；石粉掺量；混凝土；工作性；抗压强度
基于响应面法的UHPC复合胶凝材料体系优化研究
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：采用基于响应面法（RSM）的D-optimal最优化设计方法设计了超高性能混凝土（UHPC）净浆配合比，研究了复合胶凝材料组分对UHPC净浆湿堆积密实度、力学性能、干燥收缩性能的影响，结合XRD、SEM等微观测试结果分析了复合胶凝材料组分间的相互作用机理。结果表明：粉煤灰和硅灰可有效提高UHPC净浆的湿堆积密实度，优化基体内部颗粒堆积状态；硫铝酸盐水泥和粉煤灰对UHPC净浆的早期强度影响显著，掺入硫铝酸盐水泥可大幅提高UHPC净浆的早期力学性能。
关键词：超高性能混凝土；胶凝材料体系；响应面法；净浆；硫铝酸盐水泥；干缩
粉末状缓释型聚羧酸减水剂的制备及性能研究
逄鲁峰1，2，安昊文1，3，*，赵淑静4，王 恒2
（1.山东建筑大学 土木工程学院，山东 济南 250100；2.山东华迪建筑科技有限公司，山东 济南 251400；3.日照城投建设集团有限公司，山东 日照 276800；4.山东省调水工程运行维护中心青岛分中心，山东 青岛 266035）
摘 要：以乙二醇单乙烯基聚乙二醇（EPEG）为大单体，调节丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯与大单体的摩尔质量比，以巯基丙酸为链转移剂，双氧水与次磷酸钠为氧化还原体系，并用中和溶剂调节减水剂母液pH值，制备了一种适用于离心喷雾干燥技术的粉末状缓释型聚羧酸减水剂PC-1000。通过正交试验确定了合成PC-1000粉末的最佳工艺参数为酸醚比3.0，酯醚比4.5，链转移剂用量0.36 %（占大单体的质量比），母液pH值为8。性能测试结果表明，通过离心喷雾技术制备出的PC-1000粉末在净浆测试中2 h流动度无损失，表现出优异的保坍效果。PC-1000粉末已在灌浆料和压浆料中成功应用。
关键词：新型聚醚大单体；离心喷雾；缓释；粉末；工业生产
水泥基自修复微胶囊的制备及其修复效果研究
吴承卉，李俊虎*，杨英豪，雷 航
（金华职业技术学院，浙江 金华 321017）
摘 要：采用原位聚合法制备了以脲醛树脂为囊壁、环氧树脂GCC-135为囊芯的微胶囊，以抗压强度恢复率为指标评价了微胶囊的修复性能，研究了干燥养护、浸水养护（干养、湿养）条件下不同微胶囊掺量（水泥质量的0、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%）对砂浆试件的修复效果。结果表明：在干养、湿养条件下，随着微胶囊掺量的增加，试件的抗折强度、抗压强度均降低；在不同微胶囊掺量下，干养试件的抗压强度恢复率为106.60%~124.29%，湿养试件的抗压强度恢复率为98.74%~110.12%，湿养条件下的修复效果明显低于干养条件；随着微胶囊掺量的增加，其修复效果先增加后略微降低，当微胶囊掺量为4.5%时，微胶囊的修复效果最佳。
关键词：水泥基材料；微胶囊；自修复；力学性能；养护
机制砂混凝土的力学性能及体积变形试验研究
吴振元1，曾路实2，汪 洋3，李 华3，4，王育江3，4
（1.深圳市市政工程总公司，广东 深圳 518000；2.深圳地铁建设集团有限公司，广东 深圳 518035；3.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；4.东南大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 211189）
摘 要：对比研究了相同配合比条件下，机制砂和天然砂对C35混凝土的力学性能及体积变形的影响。结果表明：机制砂混凝土的力学性能明显优于天然砂混凝土；180 d时，机制砂混凝土的抗压强度较天然砂混凝土提高了15.3%，劈裂抗拉强度提高了4.3%；90 d时，机制砂混凝土的静弹性模量较天然砂混凝土提高了5.8%；机制砂混凝土的体积变形明显大于天然砂混凝土，180 d时，机制砂混凝土较天然砂混凝土的自收缩增大了约16.4%；机制砂中石粉掺量不宜过大，否则会显著增大混凝土的收缩开裂。
关键词：机制砂混凝土；天然砂混凝土；力学性能；体积变形
水工混凝土防护涂层研究进展
孟涵敬，罗 州，刘 俐*
（武汉理工大学 材料科学与工程学院，湖北 武汉 430000）
摘 要：介绍了混凝土防护涂层的防护机理，根据防护涂层对混凝土表面孔隙的封闭效果，将其分为表面成膜涂层和渗透涂层两类，并对其组成、特点及取得的最新研究成果进行了总结。最后，对水工混凝土防护涂层进一步的研究方向进行了展望。
关键词：水工混凝土；防护涂层；疏水性；耐久性能
大口径PHC管桩混凝土的耐久性试验及工程应用研究
户广旗
（威海中恒管桩有限公司，山东 威海 264402）
摘 要：研究了单掺、复掺超细粉煤灰（UFA）、超细矿粉（UMP）、硅灰（SF）对大口径PHC管桩混凝土耐久性的影响，优选出了最佳配合比，并在此基础上，考虑生产经济性，通过优化养护制度，制备了PHC1000AB130管桩。结果表明：当m水泥∶mUMP∶mSF=36∶5∶9、水胶比为0.28时，混凝土耐久性能最佳，其氯离子迁移系数为0.4×10-12 m2/s，280次干湿循环后混凝土抗硫酸盐耐蚀系数为0.85，混凝土抗渗等级达到P20；采用上述配合比生产的PHC1000AB130管桩，施工过程中平均贯入度为0.7~0.8 cm/击，沉桩过程中桩头、桩身均未破损，沉桩效果良好。
关键词：PHC管桩；耐久性能；掺合料；大口径；养护制度
UHPC加固钢筋混凝土T梁的抗弯承载力计算
靳玉栋1，陈 聪1，刘 鹤2，郭玉鹏1，亓兴军2,*
（1.济青高速铁路有限公司，山东 济南 250102；2.山东建筑大学 交通工程学院，山东 济南 205101）
摘 要：综合考虑结构设计原理与现行桥梁加固规范，推导了UHPC加固钢筋混凝土T梁的抗弯承载力基本假定及计算公式，采用非线性有限元软件建立了试件的三维实体模型，进行了四点弯曲模拟试验，并对比分析了理论公式计算值与数值模拟试验值。结果表明：在截面高度增加10~20 cm的情况下，UHPC加固试件的抗弯承载力有显著提升；加固试件的抗弯承载力数值模拟试验值均大于理论计算值，平均相对误差为14.4%，理论公式具有一定的安全储备；推导的理论计算公式能简单、快速地预测试件的抗弯承载力，可为UHPC加固钢筋混凝土T梁的理论计算与工程应用提供参考。
关键词：加固；超高性能混凝土（UHPC）；T梁；抗弯承载力；理论计算
含粗骨料UHPC的强度尺寸效应与性能研究
王 军，刘晓峰，陈镇衫，罗 西，余 辉，廖树基
（明阳智慧能源集团股份公司，广东 中山 528437）
摘 要：研究了胶凝材料组成比例、钢纤维类型（平直型、端钩型）对含粗骨料超高性能混凝土（UHPC）强度尺寸效应、工作性和收缩性能的影响，分析了减缩剂掺量（0~2.0%）对含粗骨料UHPC收缩性能、力学性能、抗氯离子渗透性能和孔结构的影响。结果表明：适当增加粉煤灰掺量有利于改善含粗骨料UHPC的工作性，降低收缩；掺入钢纤维降低了含粗骨料UHPC的工作性，但抑制了收缩，且端钩型钢纤维抑制效果更显著；掺入1%钢纤维能够有效降低含粗骨料UHPC的强度尺寸效应，且平直型钢纤维的降低效果更好；掺入减缩剂明显降低了含粗骨料UHPC的收缩，但会使抗压强度降低，总孔隙率增大，抗氯离子渗透性能变差。
关键词：含粗骨料超高性能混凝土；尺寸效应；钢纤维；减缩剂；收缩性能；力学性能；抗氯离子渗透性能
玄武岩纤维混凝土抗压性能与韧性试验研究
吴秋祺1，张 军2，徐怀江2，于志龙3，曾强忠3，张长杰3，黄亚进3，李家伟1，*
（1.江苏海洋大学，江苏 连云港 222005；2.灌云县公路事业发展中心，江苏 连云港 222005；3.连云港市铁路事业发展中心，江苏 连云港 222005）
摘 要：为探索玄武岩纤维（BF）对混凝土力学性能的影响，以BF的长度（12、18、24 mm）和体积掺量（0.1%、0.2%、0.3%）为变量，研究了玄武岩混凝土的抗压性能与韧性，分析了BF对混凝土韧性改善的作用机理。结果表明：随着BF长度和掺量的增加，试件的抗压强度均先增大后减小，但差距不大，最佳BF长度和掺量分别为18 mm和0.1%；BF对混凝土变形能力与韧性的提升效果明显，BF的最佳长度为18 mm、掺量为0.2%，BF的掺入对混凝土峰值荷载前的韧性提升比峰值荷载后更明显。
关键词：玄武岩纤维混凝土；抗压强度；荷载-位移曲线；韧性
盐冻作用下玄武岩纤维混凝土性能劣化研究
杨立勇
（中铁十八局集团第三工程有限公司，河北 涿州 072750）
摘 要：针对北方地区温度较低时撒除冰盐对混凝土造成的盐冻破坏问题，研究了盐冻作用下玄武岩纤维（BF）的体积掺量（0~0.20%）对混凝土力学性能、断裂韧性的影响。结果表明：盐冻作用下，掺BF试件的单位面积质量损失和动弹性模量损失均比未掺BF试件的低；掺入适量BF提高了混凝土的抗压强度、抗弯强度及断裂韧性，BF的最佳掺量为0.12%。
关键词：玄武岩纤维混凝土；盐冻作用；动弹性模量；力学性能；韧性
节能砌块隐形密框复合墙体双面受火后滞回特性研究
周玲玲1，李升才1，*，林文聪2，郑建英3，涂燕周4，郑建生5
（1．闽南理工学院 土木工程学院，福建 泉州362700；2.福建省南禹工程建设有限公司，福建 三明365000；3.建省禹江建设工程有限公司，福建 福州350001；4.锦曦控股集团有限公司，福建 福州350017；5.福建省中永建设工程有限公司，福建 福州361102）
摘 要：为了评价节能砌块隐形密框复合墙体（以下简称复合墙体）受火后的滞回特性，制作了6个缩尺比例为1∶2的试件，并对试件进行了双面受火试验和受火后平面内循环往复加载试验，研究了轴压比、受火时间对墙体骨架曲线及滞回特性的影响。基于试验结果和现有恢复力模型理论，考虑轴压比和受火时间影响，提出了适用于受火后墙体试件的退化四线型恢复力模型。相关计算分析结果表明：计算得到的骨架曲线与试验情况以及计算得到的恢复力模型与墙体滞回曲线吻合程度均较好，表明提出的恢复力模型可较好地反映轴压比和受火时间对其滞回特性的影响，可为该墙体的结构弹塑性分析及工程应用提供参考。
关键词：节能砌块隐形密框复合墙体；双面受火；轴压比；受火时间；恢复力模型
原材料对泡沫混凝土吸水性能的影响研究
韩 磊，李应权，扈士凯，陈志纯，任强伟，黄文辉
（建筑材料工业技术监督研究中心，北京 100024）
摘 要:通过测试吸水率、孔洞微观形貌，研究了矿物掺合料（矿渣粉、粉煤灰、硅灰）、聚合物乳液（氯丁胶乳液、苯丙乳液、硬质环氧乳液）、憎水剂（有机硅、硬脂酸钙）对泡沫混凝土吸水性能的影响，并对作用机理进行了阐述。结果表明：矿渣粉对吸水率的影响程度有限，粉煤灰可在一定程度上降低吸水率，硅灰的加入显著提高了吸水率；三种聚合物乳液对吸水率的影响程度由大到小依次为氯丁胶乳液＞苯丙乳液＞硬质环氧乳液；憎水剂能有效降低吸水率，其中硬脂酸钙的效果明显好于有机硅；憎水剂在合适掺量范围内能有效降低孔洞缺陷率，同时由于其本身具有较好的疏水特性，进而可显著降低材料的吸水率。
关键词：泡沫混凝土；吸水率；憎水剂；矿物掺合料；聚合物乳液；泡孔孔壁
试验方法对喷射混凝土用液体无碱速凝剂检测结果的影响
吴申瑜1，2，曾鲁平1，2，*，王 伟1，2，赵 爽1，2，乔 敏1，2，陈俊松1，2，朱伯淞1，2，洪锦祥1，2
（1.江苏苏博特新材料股份有限公司，江苏 南京 211103；2.江苏省建筑科学研究院有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室，江苏 南京 211108）
摘 要：对比了我国5个有关液体无碱速凝剂标准中的检测项目、指标和试验方法，对实际试验过程中存在的问题进行了归纳总结，探究了不同试验方法对液体无碱速凝剂检测结果的影响。结果表明：采用离子色谱法对液体无碱速凝剂中的游离氟离子含量进行定性检测相对准确；采用150 ℃卤素水分测定仪可实现液体无碱速凝剂产品生产线快速检测，且根据其测得的含固量与直接烘干法测得的含固量偏差在±1%以内；与常温稳定性相比，低温（-10 ℃）稳定性问题主要为黏度增大、上层分层、底部结晶或沉淀等；无振动、采用典型或代用振动台振动均会造成基准砂浆表面泌水，使实际水灰比低于理论值0.50；适当降低灰砂比有利于改善基准砂浆的泌水问题；采用基准水泥时，按1.0 MPa抗压强度限值要求，受检砂浆的6 h和8 h抗压强度合格率分别为30%和40%。
关键词：液体无碱速凝剂；匀质性；砂浆性能；试验方法
地铁车站大体积混凝土温控抗裂防渗性能研究
王德民1，谷亚军2，郭耀雄2，柏严松3，梁磊涛3，朱国军1，李治祥1
（1.武汉三源特种建材有限责任公司，湖北 武汉 430083；2.苏州市轨道交通集团有限公司，江苏苏州 215004；3.中铁十二局集团有限公司，山西 太原 030024）
摘 要：以苏州某超长地铁车站大体积混凝土工程为依托，研究了温控型钙镁复合膨胀剂对大体积混凝土抗裂防渗性能的影响，分析了大体积混凝土结构不同部位内部温度及应变随时间的变化规律。结果表明：掺入膨胀剂后，大体积混凝土不同部位的抗裂防渗能力大小为基础底板＞基础顶板＞负一层外墙＞负二层外墙；基础顶板温度修正后的应变值大小为上表面＞下表面＞中心；膨胀剂具有调控水泥水化放热速率和微膨胀补偿收缩的双重作用，可有效提高超长地铁车站大体积混凝土的抗裂防渗性能。
关键词：超长地铁车站；大体积混凝土；温控型钙镁复合膨胀剂；抗裂防渗性能
成达万高铁资阳沱江大桥C60高抗裂主塔混凝土的研究
罗德立
（成兰铁路有限责任公司，四川 成都 610037）
摘 要：为了解决成达万高铁资阳沱江大桥C60主塔混凝土高空养护作业难、开裂风险高等问题，通过单掺降黏剂、复掺降黏剂和抗裂剂对C60主塔混凝土的配合比进行了优化设计。结果表明：与基准组相比，单掺降黏剂、复掺降黏剂和抗裂剂均可改善混凝土的孔结构，降低孔隙率、干燥收缩和绝热温升，提高混凝土的抗裂性；与单掺降黏剂相比，复掺降黏剂和抗裂剂对混凝土的抗压强度略有不利，但仍满足设计要求，且对温度裂缝的抑制效果略差。
关键词：大体积混凝土；降黏剂；抗裂剂；抗压强度；孔结构；干燥收缩；绝热温升
电解锰渣粉对混凝土孔结构及力学性能的影响
吴 锐1，王超林1，*，夏 晔2，张 坤1
（1.贵州大学 土木工程学院，贵州 贵阳550000；2.北京邮电大学 经济管理学院，北京 100000）
摘 要：研究了电解锰渣粉等质量取代0、10%、20%、30%、40%、50%的水泥对混凝土孔结构和力学性能的影响。结果表明：不同电解锰渣粉掺量试件中大孔、中孔、小孔的连通性均较差，且小孔数量较多；随着电解锰渣粉掺量的增加，试件中的孔隙数量增多，孔隙率增大，抗压强度降低，弹性模量基本呈降低趋势；与基准组相比，掺电解锰渣粉试件的应力-应变曲线的压密阶段和峰后失稳破坏阶段明显变长，说明延性有所提高。
关键词：电解锰渣粉；混凝土；孔结构；抗压强度
废玻璃粉在水泥基材料中的研究和应用进展
王春福，王瑜玲
（浙江广厦建设职业技术大学，浙江 金华 322100）
摘 要：基于“双碳”背景，总结了废玻璃粉的物理化学性质及其活性激发方式（机械粉磨、化学活化、高温激发、纳米改性），综述了废玻璃粉对水泥基材料工作性、水化反应、力学性能和耐久性能的影响，并对废玻璃粉的未来研究和应用方向进行了展望，可为提高废玻璃的资源化利用率和助力水泥行业的碳减排提供参考。
关键词：废玻璃粉；水泥基材料；活性；水化反应；力学性能；耐久性能
煤矸石掺量对混凝土性能的影响研究
付鹏辉
（中铁十八局集团第二工程有限公司，河北 唐山 063030）
摘 要：研究了煤矸石分别等体积替代粗骨料、细骨料（0、5%、10%、15%、20%、25%）对混凝土工作性、干表观密度和力学性能的影响。结果表明：掺入煤矸石粗骨料或细骨料总体上会导致混凝土的工作性、干表观密度和力学性能下降；综合考虑，推荐煤矸石粗骨料或细骨料的掺量均为5%。
关键词：混凝土；煤矸石；再生骨料；工作性；力学性能
GS土体硬化剂对车站基坑加固土抗渗性能的影响
王社江1，袁志刚2，薛永健1，李德猛2，王 飞1
[1．苏州轨道交通建设有限公司，江苏 苏州 215004；2．悉地（苏州）勘察设计顾问有限公司，江苏 苏州 215123]
摘 要：基于苏州某地铁车站基坑工程，研究了GS土体硬化剂对不同养护龄期下的粉质黏土和粉砂夹粉土抗渗性能的影响，并进行了现场试验验证。结果表明：掺入GS土体硬化剂能有效提高粉质黏土和粉砂夹粉土的抗渗性能，且随着GS土体硬化剂掺量和养护龄期的增加，提高效果更好；GS土体硬化剂在现场试桩试验中的应用效果较好，可为其在相关工程中的进一步推广应用提供参考。
关键词：地铁车站；基坑；GS土体硬化剂；抗渗性能；现场试验
来源：《混凝土与水泥制品》杂志2024年第5期
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