• 2022年第25卷第11期文章目次
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    • >论文
    • CO2体积分数对碱激发镍渣水泥砂浆抗碳化性能的影响

      2022, 25(11):1109-1114. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.001

      摘要 (160) HTML (24) PDF 1.23 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用机械化学方法制备了单组分碱激发镍渣水泥,分析了CO2体积分数对不同碱激发剂制备的单组分碱激发镍渣水泥砂浆抗碳化性能的影响规律,结合孔结构分析、X射线衍射(XRD)分析等研究了其作用机理.结果表明:水泥砂浆的碳化产物与碱激发剂种类无关,与CO2体积分数有关.在CO2体积分数为3%条件下进行试验,水泥砂浆的碳化产物为碳酸盐产物,且碳化速率远低于CO2体积分数为10%与20%的试验组;而在CO2体积分数为10%与20%条件下进行试验,水泥砂浆的碳化产物为碳酸盐与碳酸氢盐.碳酸盐对孔隙填充效果优于碳酸氢盐,因此CO2体积分数为3%时砂浆碳化后的孔结构、抗压强度均优于其体积分数为10%与20%时.

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    • 固废基低钙固碳水泥熟料组成设计及烧成过程

      2022, 25(11):1115-1120. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.002

      摘要 (154) HTML (17) PDF 2.53 M (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:以城市垃圾焚烧飞灰(MSWIFA)和焚烧底灰(BA)为原料,成功制备了一种以β型硅酸二钙(β-C2S)为主的低钙固碳水泥熟料.结果表明:熟料在1 150~1 250 ℃之间均可被烧结,且实际所需的n(Ca)/n(Si)值要高于理论设计值,即n(Ca)/n(Si)>2.6,否则容易过烧且易形成钙铝黄长石,不利于水泥强度的发展;n(Ca)/n(Si)值对水泥早期抗压强度和碳化程度的影响较大,总体来说抗压强度随着n(Ca)/n(Si)值的增加呈递减趋势,n(Ca)/n(Si)=2.8~3.2时水泥碳化养护2 d的抗压强度基本维持在50 MPa以上,甚至高达72 MPa;当n(Ca)/n(Si)值升至3.3~3.7时,水泥的抗压强度降至25~30 MPa,CaCO3生成量基本维持在12.00%左右;关于熟料各矿物的水化及碳化作用对其强度的贡献还需要进一步探究.

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    • 再生混凝土棱柱体与立方体抗压强度关系模型

      2022, 25(11):1121-1127. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.003

      摘要 (165) HTML (22) PDF 756.38 K (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:再生混凝土棱柱体与立方体抗压强度之间的关系显著异于普通混凝土,而现有模型预测精度较低、离散性较高.为此,搜集并分析了文献中139组试验数据,研究了再生骨料取代率、吸水率与二者耦合效应对再生混凝土强度的显著影响,提出了再生混凝土棱柱体与立方体抗压强度关系模型,模型预测结果变异系数仅为5.4%.为方便使用,基于骨料分类,进一步简化了该模型.模型分析结果表明其不确定性服从正态分布,且与关键参数无关,采用该模型进行结构可靠度分析时可忽略其相关性.

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    • 硫酸盐干湿循环下再生复合微粉混凝土的劣化机理

      2022, 25(11):1128-1135. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.004

      摘要 (103) HTML (5) PDF 1.85 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:将再生砖粉和再生混凝土粉混合组成再生复合微粉,取代部分水泥制备再生复合微粉混凝土,对其进行干湿循环下硫酸盐侵蚀试验和微观结构表征,并基于其微观结构演化过程建立了SO42-侵蚀模型,揭示了硫酸盐侵蚀下再生复合微粉混凝土的劣化机理.结果表明:再生复合微粉混凝土的抗压强度损失率随着干湿循环次数的增加先降低后升高,且随着再生复合微粉取代率的增加,其变化幅度增大;低取代率的再生复合微粉较好地发挥了填充效应和成核作用,促进水泥水化,但其多孔性的初始缺陷提供了大量侵蚀通道,并造成孔隙内部压力分布不均,导致再生复合微粉混凝土的耐久性能加速劣化.

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    • 再生混凝土冲击磨耗性能与调控方法

      2022, 25(11):1136-1142. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.005

      摘要 (79) HTML (14) PDF 3.46 M (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:评估了再生粗集料(RCA)取代率对再生混凝土(RAC)力学性能和冲击磨耗性能的影响规律,建立了RAC的冲击磨耗时变模型,并在此基础上开展了基于纤维和再生橡胶颗粒复掺的RAC冲击磨耗性能调控方法研究.结果表明:RAC的冲击磨耗性能随RCA取代率增大呈下降趋势,并与其各项力学性能指标之间具有较高的相关性;纤维和再生橡胶颗粒的掺入能够改善RAC的冲击磨耗性能.

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    • 预浸石灰水碳化再生粗骨料混凝土的力学性能

      2022, 25(11):1143-1150. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.006

      摘要 (97) HTML (15) PDF 3.55 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用预浸石灰水碳化法对再生粗骨料进行强化处理,对强化前后再生粗骨料物理性能进行检测,研究了碳化再生粗骨料对混凝土力学性能的影响.同时结合微观测试手段,分析碳化对再生粗骨料的增强机理. 通过立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度试验,研究强化后混凝土各龄期强度变化. 结果表明:预浸石灰水碳化法能够显著改善再生粗骨料的物理性能,其吸水率降低15.2%~22.9%,压碎值降低15.2%~17.7%;碳化后粗骨料的界面过渡区更加密实,有利于再生粗骨料品质的提升;7、28 d的混凝土强度随粗骨料取代率的增大而降低;当粗骨料取代率为50%时,预浸石灰水碳化再生混凝土强度与普通混凝土相当.

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    • 纳米材料改性再生骨料混凝土断裂性能

      2022, 25(11):1151-1159. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.007

      摘要 (145) HTML (9) PDF 4.37 M (360) 评论 (0) 收藏

      摘要:将纳米SiO2(纳米硅溶胶和纳米SiO2粉末)与纳米CaCO3粉末加入再生骨料混凝土(RAC)中,制备得到纳米材料改性RAC.通过三点弯曲梁试验与传统电测法测试其断裂性能.结果表明:适当掺量的纳米SiO2和纳米CaCO3粉末能够有效提高RAC的28 d抗压强度与劈裂抗拉强度;分别掺入1.0%纳米硅溶胶、0.5%纳米SiO2粉末和2.0%纳米CaCO3粉末对RAC双K断裂参数和断裂能的提升效果最佳;相较普通混凝土,纳米材料改性RAC的断裂面出现更多贯通再生骨料的裂缝;纳米材料能够促进生成致密程度高的水化产物,减少混凝土界面过渡区内部的孔隙数量.

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    • 贻贝粗骨料混凝土的宏微观性能

      2022, 25(11):1160-1167. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.008

      摘要 (92) HTML (5) PDF 2.32 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高贝壳废弃物的消纳量,实现资源循环利用,以贻贝粗骨料替代天然粗骨料,制备了贻贝粗骨料取代率为15%、30%、45%、60%、100%的贻贝粗骨料混凝土,并研究了其宏微观性能.结果表明:贻贝粗骨料中具有较高含量的无机钙,但作为天然粗骨料的替代材料,由于吸水率为2.4%、表观密度为2 402 kg/m3、压碎指标为68.2%,均超出规范要求,贻贝粗骨料物理性能弱于天然粗骨料;随着贻贝粗骨料取代率的提高,贻贝粗骨料混凝土的力学性能降低;贻贝粗骨料与砂浆界面过渡区的缺陷区域是混凝土性能劣化的主要原因;配合比设计得出,当贻贝粗骨料取代率为30%时,可以制备强度等级为C30的贻贝粗骨料混凝土.

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    • 基于复合材料理论的再生混凝土峰值应变模型

      2022, 25(11):1168-1176. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.009

      摘要 (100) HTML (9) PDF 880.74 K (260) 评论 (0) 收藏

      摘要:鉴于现有模型未计入用于制造再生骨料的废弃混凝土(基体混凝土)水灰比及残余砂浆含量对再生混凝土峰值应变的影响,基于复合材料模型得到了4种考虑基体混凝土水灰比及残余砂浆含量影响的再生混凝土峰值应变预测模型,并且采用收集到的100组试验数据对模型的可靠性进行了验证.结果表明:各模型的预测结果差异较大;Hirsch模型和Counto模型的精度较高,预测结果与试验结果之比的平均值为0.978~1.000,变异系数为0.072~0.080.

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    • 考虑膨胀剂PEC柱的黏结滑移性能

      2022, 25(11):1177-1184. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.010

      摘要 (60) HTML (7) PDF 1.99 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究部分包裹混凝土(PEC)柱在膨胀剂作用下的黏结滑移性能,设计了6组试件进行短柱推出试验,探究了混凝土强度、黏结长度和膨胀剂掺量对H形钢与混凝土之间黏结性能的影响,分析了黏结应力的组成,建立了反映黏结滑移性能的数值模型.结果表明:H形钢和混凝土之间的黏结性能与混凝土强度、黏结长度以及膨胀剂掺量呈正相关;H形钢与混凝土之间黏结应力的81.6%由摩擦应力提供,考虑黏结长度的摩擦应力与化学胶结力的比值稳定在42%~47%;依据试验建立的折线式黏结滑移本构模型可以较好地反映黏结应力与位移的关系,采用非线性弹簧建立的有限元模型与试验结果吻合较好.

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    • >研究简报
    • 碳化再生粗骨料环保型超高性能混凝土的制备

      2022, 25(11):1185-1189. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.011

      摘要 (147) HTML (16) PDF 2.30 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种再生建筑废弃物的高效利用方法,并以此制备了生态型超高性能混凝土(UHPC).基于改进的颗粒堆积模型(MAA模型),开发了最大粒径为4.75 mm的碳化再生粗骨料(CRCA)超高性能混凝土(CRCA-UHPC),评估了CRCA对UHPC 宏观性能及纳微观结构的影响.结果表明:将CRCA掺入 UHPC中可以改善UHPC的力学性能和耐久性能,降低UHPC的自收缩,优化骨料与基体间的界面过渡区(ITZ).

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    • 海水环境下镍铁渣粉水泥土的抗渗性能

      2022, 25(11):1190-1194. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.012

      摘要 (59) HTML (4) PDF 1.15 M (199) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究镍铁渣粉对水泥土渗透性能的影响,采用加压型渗透装置对镍铁渣粉水泥土在清水环境和海水环境下进行渗透试验,并用压汞试验和扫描电镜-能谱分析试验对镍铁渣粉水泥土进行微观分析.结果表明:清水环境和海水环境下镍铁渣粉的掺入均能提升水泥土的抗渗性能,而海水环境下尤为明显;镍铁渣粉掺量超过20%后,镍铁渣粉掺量增加对水泥土抗渗性能的影响逐渐变小;镍铁渣粉能发挥微集料效应和活性效应,减小水泥土的最可几孔径和总孔隙率,增强其抗海水侵蚀性能;镍铁渣粉能使水泥土的微细观结构更加致密,同时能促进水泥土生成具有低钙硅比的水化产物,增强其抗渗性能.

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    • 园林垃圾对工程弃土烧结砖性能的影响

      2022, 25(11):1195-1202. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.013

      摘要 (60) HTML (6) PDF 3.08 M (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用破碎、碳化和腐熟3种方法预处理园林垃圾,并按质量分数0%、3%、6%、9%和12%掺入工程弃土中,制备得到工程弃土烧结砖,并对其进行基本性能研究.结果表明:掺入园林垃圾后混合物料的塑限和液限提高,烧结后的主要产物为钾长石、斜长石、赤铁矿和莫来石;烧结砖的孔隙率增加、微观结构变得松散、吸水率增大、表观密度降低、体积收缩先增大后减小、质量损失增大;碳化园林垃圾因其颗粒小、有机质含量少、对烧结砖微观结构影响小且烧结产物中含有莫来石等,对烧结砖的力学性能影响最小;以质量分数6%的碳化园林垃圾掺入工程弃土中所制备的烧结砖抗压强度有所提升.

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    • 建筑固废材料的阻抗谱与力学性能和孔隙结构的关系

      2022, 25(11):1203-1209. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.014

      摘要 (101) HTML (21) PDF 1.74 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:测试了不同建筑固废材料(加气砖、红砖、砂浆)的电化学阻抗谱,从Nyquist曲线中提取关键信息及参数,结合力学性能、压汞试验数据进行对比分析,揭示了阻抗谱参数与力学性能和微观结构的关系.结果表明:固废材料的抗压强度越高,电荷传递电阻(Rct2)越大,二者呈线性相关关系;固废材料中可溶性盐越多,孔溶液电阻(Rs)越小,砂浆的Rs值均在0.3 Ω以下,而加气砖和红砖的Rs均大于55.0 Ω.试件尺寸也会影响试件与电解质之间的接触电阻,主要体现在高频区圆弧直径的变化,试件尺寸越大,高频区圆弧直径越小.另外,建立了固废材料阻抗谱参数与抗压强度、孔隙率之间的内在关系,可以实现对固废材料性能的智能检测与快速评估.

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    • >实验技术
    • 基于结晶劈裂作用的再生粗骨料冻融改性方法

      2022, 25(11):1210-1218. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.015

      摘要 (79) HTML (7) PDF 3.15 M (188) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用多孔水泥基材料在冻融循环中的孔隙水结晶劈裂原理,开展了不同工况下再生粗骨料的冻融改性试验,以部分或全部去除再生粗骨料表面附着的旧砂浆.结果表明:冻融最低温度越低,附着砂浆的剥除速率越快;经过一定次数的冻融循环后,附着砂浆几乎全部剥离,且改性后的再生粗骨料各项物理力学性能接近天然骨料;高温干燥预处理对后续冻融改性有较好的促进作用.最后,基于孔隙水相变的热力学原理以及冻胀开裂的孔隙介质力学机理,对再生粗骨料的冻融改性进行了理论分析,构建了再生粗骨料细观模型,从细观尺度解释了附着砂浆冻胀开裂及剥离的全过程.

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