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202204期目录及摘要
聚羧酸减水剂和含泥量对水泥浆体流变性能的影响
温金保1,2,3,4，杜志芹1,2,3,4，唐修生1,2,3,4，刘兴荣1,2,3,4
（1.南京水利科学研究院，江苏 南京 210029；2.南京瑞迪高新技术有限公司，江苏 南京 210024；3.水利部水工新材料工程技术研究中心，江苏 南京 210024；4.安徽瑞和新材料有限公司安徽省院士工作站，安徽 马鞍山 243000）
摘 要：通过测试流动度和由Bingham流变模型拟合所得的流变参数，研究了未掺与掺聚羧酸减水剂（TX50）两种条件下含泥量对水泥浆体流变性能的影响因素及其规律。结果表明：含泥量对水泥浆体塑性黏度的影响程度明显大于其对流动度的影响；水灰比与未掺减水剂的水泥浆体的流动度、塑性黏度、屈服应力分别呈线性关系、幂函数关系、指数关系；减水剂与RP8抑制组分的掺入均可增加水泥浆体的流动度，降低塑性黏度，且对流动度的影响程度明显大于对塑性黏度的影响程度。
关键词：聚羧酸减水剂；黏土；水泥浆体；塑性黏度；流动度；含泥量
海洋环境下海水海砂水泥砂浆抗压强度的时变规律
赵雪冰1，李华勇1，陈祖兵1，黄昭宇1，陈宗平1,2
（1.广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004；2.广西大学 工程防灾与结构安全教育部重点实验室，广西 南宁 530004）
摘 要：为研究海洋环境下海水海砂水泥砂浆抗压强度的时变规律，以水泥种类、服役环境和水灰比为变化参数，设计和制作了210个海水海砂水泥砂浆棱柱体试件，并进行抗压强度试验。基于抗压强度结果和抗压强度-时变曲线，分析了各参数对海水海砂水泥砂浆抗压强度的影响及时变规律。结果表明：在海水浸泡环境下，复合硅酸盐海水海砂水泥砂浆的峰值抗压强度最高，约为普通硅酸盐水泥和抗硫酸硅酸盐海水海砂水泥砂浆抗压强度的2倍；在干湿循环环境下，三种不同水泥种类的砂浆试件总体上前期抗压强度发展较慢，峰值抗压强度均较优，除水灰比为0.6的普通硅酸盐海水海砂水泥砂浆后期强度下降相对较缓外，其余试件后期强度降低较快。
关键词：海水海砂水泥砂浆；水泥种类；海洋环境；抗压强度；时变规律
多壁羧基化碳纳米管改性水泥砂浆抗氯离子渗透性能研究
段艳刚1，朱 华2
（1.中铁城建集团第一工程有限公司，山西 太原 030024；2.盐城工学院 土木建筑工程学院，江苏 盐城 224051）
摘 要：研究了一种多壁羧基化碳纳米管（CNT-COOH）对水泥砂浆抗氯离子渗透性能的影响。为了得到均匀的悬浮液，将CNT-COOH分散在蒸馏水中，再进行超声波处理。分别按水泥质量的0.01%、0.05%和0.10%的CNT-COOH进行配合设计，制备了水泥砂浆试件，并根据RCM法测定了氯离子扩散系数。结果表明：当CNT-COOH掺量从0.01%增加至0.05%，氯离子扩散深度和扩散系数均增加；但CNT-COOH掺量继续增加至0.10%时，氯离子扩散深度和扩散系数大幅下降。此外，压汞试验结果表明，当CNT-COOH掺量为0.10%时，CNT-COOH通过消除大孔和降低孔隙率细化了孔径，使得水泥砂浆的微观结构更加密实。
关键词：多壁羧基化碳纳米管；抗氯离子渗透性能；RCM法；微观结构；水泥砂浆
页岩陶粒混凝土的制备与保温性能研究
杨 航1，戴绍斌1，李正学2，吴思遥1，尚丽诗1
（1.武汉理工大学 土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070；2.武汉正华建筑设计有限公司，湖北 武汉430012）
摘 要：主要研究了水胶比、页岩陶粒密度等级、含水率三因素对页岩陶粒混凝土的抗压强度和导热系数的影响。结果表明：在一定范围内，水胶比与页岩陶粒混凝土的抗压强度、导热系数分别呈负相关和正相关；页岩陶粒的密度等级与抗压强度、导热系数分别呈正相关和负相关，含水率与抗压强度和导热系数均呈负相关。与普通C30混凝土相比，所制备的LC30页岩陶粒混凝土的干密度降低了25.5%，导热系数降低了50%。
关键词：页岩陶粒混凝土；导热系数；水胶比；陶粒密度等级；含水率
机制砂MB值对轨道交通工程用混凝土性能的影响
陈秀鸣1，陈 洪2，潘玮璠1，史星祥2，郭耀雄1，许志扬2，张立力2
（1.苏州市轨道交通集团有限公司，江苏 苏州 215000；2.苏州混凝土水泥制品研究院有限公司，江苏 苏州 215004）
摘 要：研究了不同母岩岩性、石粉含量、泥粉含量和类型与机制砂MB值的关系，确立了轨道交通工程用混凝土性能的主要影响因素，以实现对机制砂MB值的定量调控。以轨道交通工程典型C20、C35和C50混凝土为研究对象，开展了MB值对其工作性、抗压强度和抗氯离子渗透性的影响研究。结果表明：MB值主要取决于机制砂中的泥粉含量和类型，与母岩岩性和石粉含量的关系不大；MB值的增加会显著降低混凝土的工作性，混凝土强度等级越高对工作性的敏感程度越高，且对掺聚羧酸减水剂混凝土工作性的劣化效果比掺萘系减水剂更显著；当MB值在0.85~2.00之间时，三种混凝土的抗压强度均有不同程度的提升，达到最大值后，抗压强度出现不同程度的下降，C50混凝土的下降幅度最大；适当的MB值可以提高C35混凝土的抗氯离子渗透性；C50混凝土的抗氯离子渗透性会随着MB值的提高而逐渐降低。
关键词：机制砂；亚甲蓝值；泥粉；轨道交通工程；工作性
超高性能混凝土（UHPC）研究综述
王 晖
（云南省交通运输厅工程质量监督局，云南 昆明650000）
摘 要：介绍了超高性能混凝土（UHPC）的基本制备原理、配合比、生产工艺、材料性能以及在国内工程领域的应用概况，对比分析了UHPC和普通混凝土的性能差异，总结了国内UHPC在理论研究和实际应用方面取得的成果，提出了促进UHPC大规模应用急需解决的问题。
关键词：超高性能混凝土；制备技术；材料性能；工程应用
基于CT图像的混凝土细观损伤数值模拟研究
周双双1，刘京红1,2，李兵兵3，张仕桦4，刘 婷5
（1.河北农业大学 城乡建设学院，河北 保定 071001；2.天津城建大学 土木工程学院，天津 300384；3.中铁建设集团有限公司，北京 100040；4.中国建筑科学研究院，北京100013；5.农业农村部规划设计研究院，北京100125）
摘 要：针对混凝土细观损伤机理进行了研究，将混凝土看作由骨料、砂浆和孔隙组成的细观多相复合材料，通过CT技术对其单轴压缩损伤机制进行了分析，并对所得结果处理后通过MIMICS软件建立了相应三维细观模型，结合ABAQUS工具进行了数值模拟研究。结果表明：数值模拟得到的混凝土损伤图可以较好地反映混凝土试件单轴受压的整个损伤过程；混凝土试件在单轴压缩试验中发生的是张拉-剪切复合破坏，数值模拟得到的应力、应变云图与试验结果相符。
关键词：混凝土；CT图像；MIMICS建模；细观结构；数值模拟
新型预制混凝土排水沟的研发与应用
李长俊1，何文斌2，章彬虎3，郑国平2，庄一舟2
（1.浙江数智交院科技股份有限公司，浙江 杭州310030；2.浙江工业大学 土木工程学院，浙江 杭州 310014；3.绍兴市柯桥区交通投资建设集团有限公司，浙江 绍兴 312081）
摘 要：为提高公路山岭隧道的预制化水平，提升工程质量和缩短施工工期，基于实际工程，研发了一种新型预制混凝土排水沟，介绍了其结构形式、沉砂井、排水孔等细部构造，并阐述了其生产工艺、施工技术、现场拼装等技术要点。实际工程应用表明，该预制构件应用效果良好。
关键词：公路山岭隧道；预制混凝土排水沟；装配式；路缘结构
加速锈蚀后预应力混凝土方桩连接接头抗拉性能研究
樊 华1，徐铨彪2,3，陈 刚2,3，陈虹霖4，龚顺风4
(1.嘉兴欣创混凝土制品有限公司，浙江 嘉兴 314109；2.浙江大学平衡建筑研究中心，浙江 杭州 310028；3.浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 310028；4.浙江大学土木工程学系，浙江 杭州 310058)
摘 要：为研究氯盐环境下预应力混凝土方桩连接接头的耐久性能，对弹卡式与焊接式连接方桩接头试件进行了通电加速锈蚀试验，并对劣化后两种接头试件和预应力钢棒分别进行了抗拉性能试验。结果表明：劣化后弹卡式连接接头试件整体连接性能较好，破坏形式为桩身裂缝开展充分，接头连接完好，下节桩预应力钢棒被拉断；焊接式连接接头试件在焊缝处锈蚀相对严重，轴向开裂拉力下降幅度较大，破坏形式为接头焊缝处被拉开，两侧端板完全脱离，桩身未出现裂缝；两种接头形式劣化后预应力钢棒材料力学性能下降均在10%以内。
关键词：预应力混凝土方桩；连接接头；弹卡式连接；加速锈蚀；耐久性；抗拉性能
荷载作用下钢管再生混凝土柱的受力分析及数值模拟研究
康希良，高 磊，陆松亭
（兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070）
摘 要：针对钢管再生混凝土柱在实际工程中出现的顶部脱空现象，基于弹性力学圆筒受均布压力的拉梅解答，分析了钢管、核心再生混凝土分别承受的荷载大小和由于变形不协调造成的轴力传递长度，并基于已有的钢管再生混凝土试验研究，得到了两者的理论分析值。此外，运用ANSYS有限元分析软件模拟了不同条件下钢管和再生混凝土的应力分布情况，并将模拟得到的压力分配情况和轴力传递长度与理论值进行了对比，结果表明吻合程度较好。
关键词：钢管再生混凝土柱；压力分配；轴力传递长度；数值模拟；接触滑移
层布式陶瓷纤维混凝土的抗折性能试验研究
肖 娴1，高 林1,2，刘昆雄1，郭凯旋1
（1.华北理工大学 建筑工程学院，河北 唐山 063210；2.河北省地震工程研究中心，河北 唐山 063210）
摘 要：根据预制装配式混凝土结构常见的破坏形式，对层布式陶瓷纤维混凝土进行了抗折强度试验研究。设计了C20、C30、C40三种强度等级的混凝土试件，研究了陶瓷纤维体积掺量、陶瓷纤维层数对混凝土抗折强度的影响。结果表明：掺入陶瓷纤维可以提高混凝土的抗折强度；综合考虑混凝土的抗折强度、经济性和施工便捷性，当陶瓷纤维体积掺量为0.2%、布置层数为2层时，层布式陶瓷纤维混凝土的抗折强度最佳。
关键词：装配式混凝土结构；层布式陶瓷纤维；抗折强度；增强机理
高温后钢纤维增强混凝土的空气渗透性试验研究
何佳欢1，韩 阳1，沈 雷2，陈家豪1，朱 德1，谭晗洋1
（1.河南工业大学 土木工程学院，河南 郑州 450001；2.河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098）
摘 要：采用Torrent法研究了受热温度和钢纤维掺量对高强混凝土空气渗透系数和渗透深度的影响。结果表明：常温下，在高强混凝土中分别掺入体积分数为1%和2%的钢纤维后，试件的空气渗透系数分别降低了约76%和55%；在钢纤维掺量相同的情况下，随着受热温度的升高，试件的空气渗透系数和渗透深度均增大，150 ℃之后，空气渗透系数和渗透深度的增大趋势更加显著；钢纤维的掺入能够显著提升高强混凝土的抗渗性。
关键词：高温；钢纤维增强混凝土；空气渗透系数；渗透深度
玄武岩纤维与纳米SiO2增强混凝土力学性能研究和微观分析
黄 伟1，张阳阳1，葛进进2，方张平1
（1.淮南联合大学 建筑与艺术学院，安徽 淮南 232038；2.安徽理工大学 土木建筑学院，安徽 淮南 232001）
摘 要：研究了单掺、复掺玄武岩纤维和纳米SiO2对混凝土力学性能的影响，并采用扫描电子显微镜（SEM）分析了玄武岩纤维和纳米SiO2的增强机理。结果表明：单掺玄武岩纤维时，混凝土的强度得到提高，且随着玄武岩纤维长度的增加，抗折强度提高更明显；单掺纳米SiO2时，随着纳米SiO2掺量的增加，混凝土的抗压、抗折强度逐渐增大；复掺玄武岩纤维与纳米SiO2时，混凝土的抗压、抗折强度均高于两种材料分别单掺时的混凝土强度；SEM分析结果表明，纳米SiO2在混凝土中起到了填充和成核作用，同时促进了水泥水化，生成了大量C-S-H凝胶和钙矾石，这些水化产物将玄武岩纤维包裹在一起，在混凝土内部形成致密的三维网状空间结构，从而提高了混凝土的强度。
关键词：玄武岩纤维；纳米SiO2；力学性能；微观分析；混凝土
轻质高强抗裂隔墙板的制备及试验研究
王 清1，刘成健2，岳汉威1
（1.中国国检测试控股集团股份有限公司，北京 100024；2.唐山北极熊建材有限公司，河北 唐山 063705）
摘 要：以普通硅酸盐水泥为胶凝材料，内掺促强减缩剂，加入抗裂剂、粉煤灰、炉渣、尾矿砂，采用物理发泡工艺方法制备了轻质高强抗裂隔墙板。解决了以普通硅酸盐水泥为基材制备的轻质隔墙板早期强度低、脱模时间长的缺点，并且轻质高强抗裂隔墙板的抗压强度更高，后期强度持续增长，同时克服了由于硫铝酸盐水泥运输距离长而造成墙板单位价格高的问题；对于通过物理发泡工艺制备的墙板，加入抗裂剂可解决墙板因水灰比大、以物理发泡剂为表面活性剂而引起的收缩开裂问题。
关键词：促强减缩剂；抗裂剂；轻质隔墙板；脱模时间；抗压强度；物理发泡工艺
基于ABAQUS的型钢-RPC梁抗弯性能试验验证
段吉强，邓年春，李颢旭
（广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004）
摘 要：为了研究利用ABAQUS软件模拟活性粉末混凝土（RPC）梁抗弯性能的适用性，基于该软件中的混凝土材料塑性损伤（CDP）模型，针对RPC不同的本构模型，采用当前几种主流的塑性损伤因子计算方法，得到了适用于RPC材料的CDP参数。结合已有的型钢-RPC梁抗弯性能试验，将RPC材料的CDP参数输入ABAQUS软件中，建立了考虑型钢与RPC之间黏结滑移的有限元模型，并将模拟得到的荷载-挠度曲线与试验实测曲线进行了对比。结果表明：在试验实测RPC材料特征值参数值以及合适的RPC本构关系及塑性损伤因子计算方法的基础上，考虑型钢与RPC之间黏结滑移的数值模拟结果与试验结果吻合较好；建议模拟时选择下降段较缓和的受压应力-应变曲线，受拉应力-应变曲线近似强化模型，采用能量损失法及Sidoroff能量等价原理计算RPC材料的CDP参数。
关键词：塑性损伤（CDP）模型；型钢；活性粉末混凝土（RPC）；本构关系；损伤因子；抗弯性能
构造钢筋对改性RPC-普通混凝土结合面性能影响试验研究
王 欣1，杨 哲1，张国强2，陈国斌2，刘黎明3，刘国安1
（1.山东建筑大学 土木工程学院，山东 济南 250100；2.山东建筑大学工程鉴定加固研究院有限公司，山东 济南 250013；3.中建八局第四建设有限公司，山东 青岛 266101）
摘 要：为了探究附加钢筋对改性活性粉末混凝土（MRPC）-普通混凝土（NC）结合面性能的影响，采用正交试验对9组试件进行了极差分析，研究了附加钢筋配筋率、锚固长度、弯钩形式对MRPC-NC结合面性能的影响，并设置了2组无附加钢筋和同配筋率不同钢筋根数的试件作为对照组。结果表明：附加钢筋可有效提高结合面的黏结性能，试件破坏形式由结合面开裂破坏转变为混凝土破坏；通过试验结果和理论分析提出了开裂荷载计算公式，可为MRPC装配式增强节点设计提供参考。
关键词：改性活性粉末混凝土（MRPC）；普通混凝土；附加钢筋；结合面；开裂荷载；黏结性能；破坏形式
轻质碱渣-氯氧镁水泥基材料性能研究及孔结构特征分析
余海燕，胡林童
（天津城建大学 材料科学与工程学院，天津 300384）
摘 要：以碱渣、MgO、MgSO4·7H2O等为主要原材料，制备了轻质碱渣-氯氧镁水泥基材料，研究了养护温度、发泡剂掺量、稳泡剂掺量对轻质碱渣-氯氧镁水泥基材料性能的影响，并对其孔结构进行了分析。结果表明：当养护温度为60 ℃、发泡剂掺量为5%、稳泡剂掺量为6%时，轻质碱渣-氯氧镁水泥基材料的各项性能最优，干密度为597 kg/m3、抗压强度为2.7 MPa、导热系数为0.21 W/（m·K）、吸水率为15.1%、软化系数为0.83、28 d收缩率为0.17%。
关键词：碱渣；氯氧镁水泥；力学性能；导热系数；耐水性；孔结构
基于Weibull分布的再生混凝土中钢筋锈蚀预测
王子健1，彭金贵2，郭 飞2，苏 睿3，乔宏霞3
（1.甘肃建投矿业有限公司，甘肃 兰州 730000；2.甘肃建投商品混凝土有限公司，甘肃 兰州 730060；3.兰州理工大学 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心，甘肃 兰州 730050）
摘 要：为了解决西部盐渍土环境下再生混凝土中钢筋的寿命预测问题，采用电化学测试仪对浸泡在氯盐溶液中的再生骨料钢筋混凝土进行了电化学试验，得到了表征钢筋腐蚀的腐蚀电流密度及自腐蚀电位两个指标。利用最小二乘法对Weibull参数做了进一步估计，在Weibull分布函数的基础上对钢筋腐蚀后的寿命进行了建模。结果表明：再生混凝土中的钢筋加速腐蚀至30个月时，其腐蚀电流密度最高为0.058 4 μA/cm2，处于未腐蚀状态；将钢筋低腐蚀与中等腐蚀的界限值（0.5 μA/cm2）作为钢筋达到高腐蚀状态时的阈值，确定出再生混凝土中钢筋在第750个月时的可靠度函数开始趋近于零，处于中等腐蚀状态，从而直观反映了钢筋在实际环境中的有效使用寿命，可为再生混凝土中钢筋的维护与检测提供参考。
关键词：再生混凝土；钢筋；自腐蚀电位；腐蚀电流密度；Weibull分布函数；寿命预测
全铁尾矿骨料混凝土的工作性、力学性能及耐久性能研究
康迎杰1，郭自利1，潘 鹏1，2
（1.清华大学 土木工程系，北京 100084；2.清华大学 土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京 100084）
摘 要：利用铁尾矿机制砂石完全替代天然砂石，制备了全铁尾矿骨料混凝土，研究了全铁尾矿骨料混凝土和天然骨料混凝土的工作性、力学性能和耐久性能差异。结果表明：在工作性方面，需通过调配外加剂的方法来保证全铁尾矿骨料混凝土良好的工作性；在力学性能方面，全铁尾矿骨料混凝土的抗压、抗折和劈裂抗拉强度与天然骨料混凝土相比差别不大；在耐久性能方面，全铁尾矿骨料混凝土的抗氯离子渗透性能、抗碳化性能、抗冻性能及抗硫酸盐侵蚀性能均与天然骨料混凝土接近。
关键词：铁尾矿；天然骨料；混凝土；工作性；力学性能；耐久性能
改性磷石膏矿渣水泥在混凝土和路基材料中的应用研究
胡 彪，吴赤球，吕 伟，龚文辉
（湖北昌耀新材料股份有限公司，湖北 宜昌 443100）
摘 要：利用生石灰对磷石膏进行改性，得到改性磷石膏，将改性磷石膏、矿渣粉、水泥按一定比例混合均匀，通过粉磨制得改性磷石膏矿渣水泥，分析研究了改性磷石膏矿渣水泥的性能及改性磷石膏矿渣水泥在混凝土和路基材料中应用的可行性。结果表明：与未改性磷石膏相比，利用改性磷石膏制得的水泥早期强度有所提高；以改性磷石膏矿渣水泥为胶凝材料的混凝土和路基材料的早期强度增长较慢，但中后期强度可实现稳定增长；将改性磷石膏应用于混凝土和路基材料中时，其中的磷、氟等杂质可得到有效固化，对生态环境的影响较小。研制的改性磷石膏相关产品具有良好的结构功能性与安全环保性，已成功应用于道路工程。
关键词：改性磷石膏；水泥；混凝土；路基材料；结构功能性；安全环保性
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