溶蚀作用下纳米SiO2混凝土的孔隙演变

为探究溶蚀条件下纳米SiO₂混凝土微观特性和宏观性能的规律,采用2M NH₄Cl溶液加速溶蚀试验,通过核磁共振技术、场发射扫描电镜和能谱分析研究孔隙特征、微观形貌及微结构的演变规律,同时采用灰熵法分析研究不同溶蚀龄期与不同NS掺量下混凝土的孔隙结构参数和孔隙半径分布对溶蚀损伤的影响规律,并在此基础上建立混凝土孔隙特征与抵抗溶蚀度的关系模型.在该试验中,水胶比为0.29,纳米SiO₂掺量分别为0,1%,3%和6%.结果表明:纳米SiO₂的掺入显著提高混凝土的抗压强度,在经过溶蚀循环后,<100 nm孔径占比对混凝土抗溶蚀度影响程度最大,灰熵关联度均大于0.999;相对于基准组,纳米SiO₂混凝土溶蚀后有向外辐射的纤维状C-S-H生成,填充因溶蚀作用产生的裂隙,使其抗溶蚀性提高,延缓混凝土的劣化损伤;建立了混凝土抗溶蚀度与孔径占比为<100 nm,100~1000 nm和孔隙度的灰色模型,4组混凝土GM(1,4)模型预测值与试验值的平均绝对误差分别为8.18%,7.03%,7.83%和7.90%.该研究可为纳米SiO₂混凝土在实际工程应用提供理论依据.     

煤矸石对混凝土宏微观性能的灰熵分析

为解决固体废弃物煤矸石的大量堆积对环境带来了巨大挑战,将煤矸石作为粗骨料替代普通碎石,基于此研究了煤矸石掺量(0,10%,20%,30%)对混凝土抗压强度的影响,通过核磁共振技术测试不同掺量煤矸石混凝土各龄期微观孔隙发育规律,同时结合灰熵法探究不同掺量煤矸石孔隙结构参数与抗压强度的关系,并结合灰色系统理论建立GM(1,4)灰色预测模型.结果表明:煤矸石的掺入会降低混凝土抗压强度,T₂图谱面积随煤矸石掺量增加而增加,小、微小孔隙占比较普通混凝土有所增加; 根据灰熵关联度研究,煤矸石混凝土强度与孔隙结构中束缚流体饱和度、孔隙率和孔径0.1~1.0 μm孔隙占比关联程度最高,分别为0.999 16,0.989 44,0.995 93,所建立的灰色关联模型GM(1,4)试验值与预测值相对误差均值为1.97%,具有良好的预测精度.研究可为煤矸石作为粗骨料应用于实际工程提供参考依据.     

IWSF-FA模袋混凝土抗压强度、孔隙结构和物质组成

为优化模袋混凝土衬砌性能,合理利用当地粉煤灰和废弃硅粉代替部分水泥制备模袋混凝土衬砌.通过抗压强度试验、固体紫外试验、核磁共振和热重试验研究双掺粉煤灰-工业废弃硅粉替代适量水泥后对模袋混凝土抗压特性、内部孔隙结构和水化物质组成的影响.结果表明：合理双掺工业废弃硅粉和粉煤灰(如FA15S4)可以提高模袋混凝土的抗压强度;紫外吸收光谱表明其水化产物C-S-H和CH组成优于其他组别;核磁共振T₂谱分布呈现“三峰结构”,左峰信号幅度最高,双掺工业废弃硅粉-粉煤灰有利于改善其内部孔隙结构.并且双掺工业废弃硅粉和粉煤灰后,热学性质良好.建立了基于BP神经网络理论的模袋混凝土早期抗压强度预测模型,预测结果与试验测试值的最大相对误差为2.7%.研究结果可为工业废弃硅粉和粉煤灰混凝土在水工衬砌工程中的应用提供参考依据.     

粉煤灰对高强混凝土力学性能及孔隙结构影响

为探究粉煤灰替代水泥比例对机制砂高强混凝土(MSC)和天然砂高强混凝土(NSC)的强度影响以及内部孔隙结构变化,设计粉煤灰替代水泥比例分别为0,10%,15%,20%和25%配制C80高强混凝土,借助核磁共振技术(NMR)分析混凝土孔隙演变规律,利用X射线衍射(XRD)、差热-热重综合仪、场发射扫描电镜(SEM)技术分析胶凝材料水化产物形态和微观形貌.结果表明：MSC工作性能略低于NSC,各龄期下MSC强度均高于NSC,前期强度随粉煤灰掺量的增加而降低,后期10%粉煤灰混凝土强度最高;10%粉煤灰促进水泥水化进程,填充凝胶孔隙,降低裂隙生成,从而优化混凝土内部结构孔隙,提升混凝土整体密实度;考虑细骨料形貌参数及粉煤灰掺量对混凝土强度的影响,基于可压缩堆积理论建立了粉煤灰混凝土28 d抗压强度预测模型,模型精度良好.研究可为粉煤灰高强混凝土高质量应用提供一定参考.     

双掺陶瓷抛光粉-矿粉对混凝土抗冻性的影响

为研究陶瓷抛光粉与矿粉复合掺合料对混凝土性能的影响,等量替代25%,30%,35%的水泥,其中矿粉掺量为20%,陶瓷抛光粉掺量分别为5%,10%,15%.对混凝土的试验研究分为宏观和微观试验,宏观试验包括抗压强度试验和冻融循环试验,微观试验包括核磁共振(NMR)测试和扫描电镜(SEM)分析.结果表明:养护龄期达到28 d时陶瓷抛光粉-矿粉混凝土的抗压强度优于单掺矿粉混凝土,其中双掺20%矿粉与10%陶瓷抛光粉时,混凝土的抗压强度最高.核磁共振(NMR)测试显示陶瓷抛光粉和矿粉的加入,使得混凝土孔隙半径减小,内部大孔隙向小孔演变,孔隙度降低;在冻融循环后,有害孔数量减少,孔结构得以细化,从而改善了混凝土的孔隙结构,提高了混凝土的抗冻性.SEM图像显示陶瓷抛光粉-矿粉火山灰效应生成C-S-H凝胶,填充在水泥石孔隙中,提高了内部结构致密性,二次水化反应消耗Ca(OH)₂,降低了CH晶体的取向性,改善了微观界面黏结强度,提升了混凝土宏观性能.     

纳米SiO2—淀粉—PVA复合膜材料的制备及其在炭基肥中的应用

淀粉—聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)作为缓释肥包膜材料具有价格低廉、环保等优点,但其高吸水性限制其应用,采用纳米二氧化硅(SiO₂)改性可提高其疏水性。首先探讨PVA浓度、交联剂用量、增塑剂用量对淀粉—PVA复合膜吸水率的影响,之后用纳米SiO₂对淀粉—PVA复合膜进行改性,探讨纳米SiO₂添加量对复合膜吸水率和力学性能的影响,并找出最优原料配比,最后将此复合膜液作为黏结剂,制备生物质炭基肥并进行土柱淋溶试验。试验结果表明:在150 mL蒸馏水中控制淀粉与PVA的添加质量之和为10 g,当淀粉与PVA的质量之比为2∶3、交联剂硼砂添加量为0.1 g、增塑剂甘油添加量为3 mL时,所制成复合膜的吸水率最低,为78%。添加纳米SiO₂后,各处理膜的吸水率随纳米SiO₂添加量的增加呈现先升高后降低的变化,当纳米SiO₂添加量为2.4 g时,与未添加的相比,复合膜的吸水率下降38.4%,水接触角提高89.5%,拉伸强度提高49.0%,此时...     

石灰石粉活性及其对混凝土性能的影响

开展了石灰石粉的活性研究,验证了掺石灰石粉对水泥水化进程、混凝土抗压强度和抗渗、抗冻性能的影响。结果表明:磨细石灰石粉较I级粉煤灰的活性差,单掺石灰石粉后,不同龄期的砂浆和混凝土抗压强度较基准混凝土抗压强度有一定程度降低;一定掺量的石灰石粉与粉煤灰复掺可改善胶凝材料体系颗粒级配,从而提高混凝土早期强度;掺10%的石灰石粉对混凝土的抗渗、抗冻性能没有明显影响。     

胶粉煤矸石混凝土力学特性及微观结构试验研究

为探究胶粉掺量对煤矸石粗骨料混凝土力学性能的影响,设计20目橡胶颗粒掺量(0,3%,6%,9%,12%)的胶粉煤矸石混凝土,进行宏观力学试验和微观孔隙结构核磁共振试验.结果表明:胶粉掺量增加与力学强度成负相关,3%胶粉掺量影响最小,与基准组相比下降了1.3%,拟合了不同胶粉掺量对煤矸石混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度换算公式,相关性较好;胶粉的掺入降低了多害孔的孔隙占比,6%胶粉掺量使煤矸石混凝土内部有害孔分布降低了4%;数据表明,胶粉颗粒具有填充孔隙的作用,减少了多害孔的产生,优化了孔隙结构;选取对强度影响最大的因素束缚流体饱和度(关联度0.951 06)和大于0.02 μm孔隙半径占比(关联度0.963 86)建立GM(1,3)模型,模型预测的平均误差为2.56%,为矿区排土场护坡材料提供可就地取材的绿色混凝土参考依据.     

HF粉煤灰混凝土的力学变形及抗冲磨性能试验研究

为了研究了不同粉煤灰掺量、水胶比、HF抗冲磨剂掺量对混凝土的力学及变形性能和耐久性的影响规律,进行了HF粉煤灰混凝土的抗压强度、极限拉伸、抗压弹性模量等力学及变形性能试验以及HF粉煤灰混凝土的抗冻、抗渗、抗冲磨等耐久性试验。结果表明:在相同HF抗冲磨剂掺量和水胶比情况下,混凝土抗压强度并不是随粉煤灰掺量的增加而增加,而是都表现出先增加后降低的规律性现象;在相同粉煤灰掺量和水胶比情况下,随HF抗冲磨剂的掺量的增加其抗冲磨强度得到较大提高,混凝土抗压强度也有所提高,但是在提高HF掺量来增加混凝土强度的同时并考虑与之相匹配的水胶比时,这样能使HF抗冲磨剂对混凝土强度的效用更好地发挥出来;从粉煤灰掺量对不同龄期混凝土多个力学及变形性能和耐久性性能的影响规律来看,HF粉煤灰混凝土的设计龄期为90d时,粉煤灰掺量宜为25%以内,不宜超过30%;随水胶比在一定范围内的降低,混凝土抗压强度、极限拉伸值、抗拉弹性模量、轴心抗拉强度、抗压弹性模量、轴心抗压强度、抗冲磨强度均规律性提高。     

双掺矿渣和硅灰透水混凝土性能试验研究

研究双掺矿渣和硅灰透水混凝土的性能。采用正交试验分析方法,研究了透水混凝土在20%目标孔隙率、双掺矿渣和硅灰情况下,水胶比、骨料粒级、矿渣掺量和硅灰掺量4个因素对透水混凝土有效孔隙率、平面孔隙率、平均等效孔径、透水系数和抗压强度的影响。试验结果表明,水胶比是影响透水混凝土透水性能和强度的主要显著因素,骨料粒级是影响内部孔径大小的显著因素;水胶比和骨料粒级通过影响孔径分布和孔径大小来影响透水混凝土的物理力学性能;图像法能够较好地表征透水混凝土的平面孔隙结构。     

泵站高性能混凝土试验研究

探讨了粉煤灰、高效减水剂及引气剂掺量对混凝土性能的影响,为南水北调东线工程泵站混凝土提供施工配合比。通过掺入粉煤灰、高效减水剂及引气剂,配制了不同强度等级的高性能混凝土,研究了C20、C25、C30 3种不同强度等级混凝土力学性能、耐久性能及体积稳定性,并用SEM法表征混凝土界面过渡区。研究表明,掺入粉煤灰、高效减水剂及引气剂后,混凝土立方体抗压强度均达到设计指标;在较高水胶比条件下,混凝土抗压、抗拉强度及抗压、抗拉弹性模量,和混凝土抗渗性能均随着粉煤灰掺量增加而略有提高。粉煤灰、高效减水剂及引气剂掺量分别不超过胶凝材料用量的30%、1%及0.015%时,所配制的C20、C25、C30混凝土满足泵站混凝土高性能化的要求     

粉煤灰混凝土碳化深度方程研究

根据粉煤灰混凝土的特点,研究了不同水胶比和灰胶比下混凝土的抗碳化性能,随着水胶比和灰胶比的增大,混凝土的碳化速度加快;基于水胶比、灰胶比和抗压强度,分别建立粉煤灰混凝土碳化深度方程,并对方程的可靠性进行了验证。     

不同类型的减水剂对掺粉煤灰混凝土抗压强度的影响

通过试验研究了早强减水剂和高效减水剂对掺粉煤灰不同强度等级混凝土抗压强度的影响,研究表明：混凝土中掺入早强减水剂量在（0~1%）内时,混凝土早期强度明显提高,后期强度也有增大,当粉煤灰掺量为20% 、早强减水剂为0.8%时混凝土强度最大;混凝土中掺入高效水剂量在（0~1%）内时,当粉煤灰掺量为25% 、高效减水剂为1.0%时混凝土强度最大。     

石粉对高强机制砂混凝土工作性能和力学性能的影响

为了研究玄武岩机制砂的石粉含量对高强混凝土工作性能和力学性能的影响,配制不同石粉质量分数(3％,5％,7％,9％,11％)的C70机制砂混凝土,借助核磁共振(NMR)、差热-热重(TG)同步试验以及场发射扫描电镜试验(SEM)研究其力学特性和微观形态.研究结果表明:利用石粉等质量代替机制砂能够配制出满足力学性能要求的高...     

渠道衬砌抗渗型稻壳混凝土力学性能试验研究

从提高稻壳混凝土抗渗性能的要求出发,对运用新配合比的渠道衬砌抗渗型稻壳混凝土的力学性能进行研究,得到粉煤灰掺量、稻壳掺量和水灰比对稻壳混凝土抗压强度的影响规律.通过对混凝土抗压强度主效应分析得到混凝土抗压强度的影响因素由大到小依次为:水灰比、稻壳掺量、粉煤灰掺量;通过对混凝土二因素间的交互效应分析得到,当3个因素中有一...