• 2022年第25卷第7期文章目次
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    • 3D打印再生砂浆的早期性能

      2022, 25(7):657-662. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.001

      摘要 (120) HTML (19) PDF 0.00 Byte (259) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了不同再生砂取代率对3D打印再生砂浆早期性能的影响,并通过在3D打印再生砂浆中加入不同掺量的超高分子量聚乙烯短纤维,探究了纤维掺量对再生砂浆打印性能的影响.结果表明:再生砂的掺入加速了3D打印再生砂浆早期强度的增长,50%、100%再生砂取代率的3D打印再生砂浆的湿坯强度增长速率分别是无再生砂砂浆的3.2、16.7倍;适量纤维的掺入不会影响再生砂浆早期强度的增长速率,而过多纤维的掺入将对再生砂浆早期强度的发展起负作用.

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    • 用水量对硅酸盐水泥石泛白的影响及作用机理

      2022, 25(7):663-671. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.002

      摘要 (100) HTML (37) PDF 0.00 Byte (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了用水量对硅酸盐水泥石的初次和二次泛白程度、泛白物质组成以及形貌的影响,并结合低场核磁共振分析了水泥石中可蒸发水的横向弛豫特征和状态演变.结果表明:随着水灰比的增加,硅酸盐水泥石的泛白程度不断加剧,泛白物质均以CaCO3为主;减水剂掺量会直接影响CaCO3的晶型,在同一水灰比(0.18)条件下,减水剂掺量为0.5%时泛白物质以立方状方解石和纺锤状文石为主,减水剂掺量增至1.0%时,泛白物质除了方解石,还有片状球霰石及少量钠盐;随着水化龄期的延长,硅酸盐水泥石中可蒸发水的弛豫时间分布逐渐趋向于短弛豫时间,高水灰比(0.30)条件下主峰的面积更大,毛细水含量更高,泛白更严重.因此,合理的减水剂掺量和水灰比是控制硅酸盐水泥石泛白的关键因素.

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    • 养护温度对白云岩碱激发净浆断裂性能的影响

      2022, 25(7):672-676. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.003

      摘要 (115) HTML (21) PDF 0.00 Byte (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:以采石场废弃白云岩粉为前驱体,成功制备了具有优异机械性能的白云岩碱激发净浆,研究了不同养护温度对其抗压强度、断裂韧性和断裂能的影响,探究了养护温度的微观影响机制.结果表明:废弃白云岩粉可在碱激发剂的作用下发生去白云石化反应和离子交联反应,形成具有优异力学性能的白云岩碱激发净浆;白云岩碱激发净浆的抗压强度和断裂韧性在养护温度为150 ℃时达到最大,而其断裂能随养护温度变化较小;在不同养护温度下,白云岩碱激发净浆内部不同发育形态的碳酸钙晶须是其抗压强度和断裂韧性变化的主要影响因素.

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    • 水泥-淤泥焚烧灰复合胶凝材料的抗压强度与流动性

      2022, 25(7):677-685. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.004

      摘要 (81) HTML (30) PDF 0.00 Byte (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:将湖、河淤泥焚烧后的残渣灰(淤泥焚烧灰,简称焚烧灰)在建材领域进行资源化处置,对比了焚烧灰与粉煤灰的火山灰活性,探讨了养护龄期、焚烧灰掺量和水胶比对水泥-焚烧灰复合胶凝材料净浆硬化浆体(简称为硬化浆体)抗压强度的影响;对比了焚烧灰与粉煤灰对新拌砂浆流动性的影响,探讨了焚烧灰掺量对砂浆流动性的影响规律;采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了硬化浆体的微观结构.结果表明:焚烧灰的28 d抗压强度活性指数达到83%,可作为部分替代硅酸盐水泥的胶凝材料使用;随着焚烧灰掺量的增加,含焚烧灰新拌砂浆的流动性显著下降,硬化浆体的抗压强度早期下降明显,但后期有所提高;当焚烧灰掺量为20%时,硬化浆体的抗压强度达到最大值;水胶比越小,焚烧灰对硬化浆体抗压强度的影响越显著;焚烧灰的火山灰活性促进了复合胶凝材料后期的水化反应.

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    • 改性竹纤维加气混凝土的制备与界面特性

      2022, 25(7):686-692. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.005

      摘要 (90) HTML (17) PDF 0.00 Byte (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:以竹纤维为增强体制备了加气混凝土,采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对竹纤维进行了表面改性.力学性能测试结果表明,与空白组(未掺加竹纤维)相比,掺加0.1%改性竹纤维的加气混凝土7 d抗折强度提高了58.8%,7 d抗压强度提高了13.8%.傅里叶变换红外光谱及X射线光电子能谱分析表明:KH560的环氧基团与竹纤维表面羟基反应,改性后竹纤维出现了Si—O键和Si元素特征峰,KH560接枝到竹纤维表面,改善了竹纤维与混凝土基体之间的界面特性.X射线衍射分析表明,混凝土内部形成大量高结晶度的片状和针状托勃莫来石组分和低结晶度的低碱水化硅酸钙(C-S-H),两者连接紧密、重叠交错,形成坚固的网状结构.扫描电镜分析表明,竹纤维经KH560表面改性后,与混凝土基体之间的界面结合更加紧密.

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    • 基于MAA模型的UHPC基体配合比设计和特性分析

      2022, 25(7):693-699. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.006

      摘要 (99) HTML (16) PDF 0.00 Byte (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:以水泥、粉煤灰和硅灰为原材料,利用修正的Andreasen-Andersen(MAA)模型指导超高性能混凝土(UHPC)配合比设计,研究了配合比、水胶比和养护方式对UHPC工作性能、抗压强度、表观密度和水化产物特性的影响,以残差平方和(RSS)作为堆积密实度指标,分析了UHPC抗压强度和水化产物特性.结果表明:硅灰对提升UHPC的堆积密实度有利;当UHPC的残差平方和达到最小值570.64时,标准养护28 d和蒸气养护3 d条件下的UHPC抗压强度分别可达到最大值140.4、153.9 MPa,说明基于MAA模型设计的UHPC配合比合理;通过研究UHPC水化产物特性,发现UHPC中水泥水化反应不完全,高水胶比和高水泥掺量可促进水化反应,粉煤灰与硅灰在碱性环境中反应会消耗氢氧化钙,形成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,降低了体系的钙硅摩尔比,改善了UHPC的显微结构,提升了UHPC的致密性与强度.

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    • 陶粒轻骨料与普通混凝土的黏结剪切性能

      2022, 25(7):700-707. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.007

      摘要 (86) HTML (13) PDF 0.00 Byte (297) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计制作了双面直剪型陶粒轻骨料混凝土与普通混凝土叠合浇筑试块并进行剪切破坏试验,发现各组试块的最终剪切破坏面层不同程度地由两侧混凝土及初始浇筑面层共同组成.为此,给出了具有内部分层式速度间断面的剪切破坏机构模型,并选用Mises屈服条件及Coulomb剪破条件,根据塑性极限分析原理建立了2种混凝土黏结层剪切破坏强度的解析解.结果表明:陶粒轻骨料混凝土与普通混凝土叠合浇筑时,考虑浇筑结合面处理方式、浇筑间隔时间及法向力影响的最终剪切破坏遵循Mohr-Coulomb强度准则.

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    • 定形二元石蜡对脱硫石膏基复合材料性能的影响

      2022, 25(7):708-714. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.008

      摘要 (61) HTML (14) PDF 0.00 Byte (185) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用熔融共混法、真空负压吸附法和直接混合法制备了不同体积分数的定形二元石蜡/脱硫石膏复合材料,研究了该复合材料的力学性能和热性能.结果表明:当固态石蜡与液体石蜡质量比为1.0∶1.0时,二元石蜡的相变温度为54.8 ℃,相变潜热为96.32 J/g;当二元石蜡与膨胀珍珠岩质量比为2.5∶1.0时,定形二元石蜡具有良好的热稳定性和分散性;随着定形二元石蜡体积分数的增大,复合材料的力学性能和导热系数均呈下降趋势;当定形二元石蜡体积分数为30%时,复合材料的热惯性显著提高.

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    • 高温与碳化对铝酸盐水泥水化产物氯离子结合稳定性的影响

      2022, 25(7):715-721. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.009

      摘要 (128) HTML (20) PDF 0.00 Byte (213) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对比4种铝酸盐水泥(CAC)常见水化产物CAH10、C2AH8、C3AH6、NO3-AFm与氯离子充分结合所得Fs样品在高温和碳化前后的氯离子结合量、浸泡液pH值、物相组成及微观形貌等,研究了温度和碳化作用对CAC水化产物与氯离子结合稳定性的影响.结果表明:高温仅影响CAC水化产物物理吸附氯离子的稳定性,对化学结合稳定性基本无影响;碳化作用导致Friedel's盐溶解,生成以方解石为主的CaCO3,使浆体中的自由氯离子浓度增加;相比之下,CAH10、C2AH8与氯离子结合后的Fs样品抗碳化能力较好.

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    • 三乙醇胺和三聚磷酸钠助磨剂对水泥颗粒表面性质的影响

      2022, 25(7):722-729. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.010

      摘要 (70) HTML (18) PDF 0.00 Byte (136) 评论 (0) 收藏

      摘要:以三乙醇胺(TEA)和三聚磷酸钠(STPP)为助磨剂,针对分别掺加2种助磨剂的硅酸盐水泥熟料和石膏混合体系进行粉磨,研究了所制备水泥的颗粒粒径和表面性质.结果表明:TEA和STPP均可改善水泥的粒径分布,使得粒径小于32 μm的颗粒占比明显增加;TEA通过酸碱作用力吸附在水泥熟料矿物相铝酸三钙(C3A)和铁铝酸四钙(C4AF)表面,降低了水泥颗粒的极性表面能及其总表面能占比;TEA通过范德华力吸附于水泥熟料矿物相硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)表面,降低了水泥颗粒的色散表面能和总表面能,从而阻止了粉磨过程中的颗粒团聚和断面愈合;STPP的3个同侧O原子与颗粒表面Ca2+、Al3+和Fe3+络合,剩余2个未饱和成键的O原子则伸向外部,显著增加了水泥颗粒的极性表面能及其总表面能占比,以及碱性常数,从而通过电性相斥作用促进了颗粒的破碎和分散;此外,STPP中游离的Na+进入水泥熟料矿物相的晶格孔穴中,或与晶格中的Ca2+发生置换,加剧了矿物相的晶格畸变和内部化学键的断裂.

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    • >研究简报
    • 3D打印细石混凝土调配及其可打印性和力学性能

      2022, 25(7):730-736. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.011

      摘要 (73) HTML (16) PDF 0.00 Byte (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了将细石混凝土(SAC)现场调配成3D打印油墨,探究了不同增稠材料对SAC工作性能和流变性的影响,研究了3D打印SAC 的早期力学性能,同时采用3D打印机制备了3D打印SAC 试件,并对其开展了28 d强度试验. 结果表明:SAC二次搅拌过程中,添加占胶凝材料用量0.10%的纤维素醚(HPMC)、1.50%的偏高岭土或5.00%的水泥能够满足3D打印SAC 对工作性能的要求;0.10%的HPMC能够显著提高二次搅拌后SAC的塑性黏度,对挤出力的增长影响较小,这有利于3D打印SAC 的挤出性和工作时间;3D打印SAC 的力学性能具有各向异性,与浇筑试件相比,其28 d抗压强度降低了20.03%~40.46%,抗折强度提高了17.23%~19.54%.

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    • 再生粗骨料混凝土界面参数研究

      2022, 25(7):737-743. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.012

      摘要 (66) HTML (15) PDF 0.00 Byte (277) 评论 (0) 收藏

      摘要:对不同再生粗骨料取代率和水灰比下9组混凝土的力学性能及耐久性能进行了测试;基于测试结果及分析,提出了长度界面参数、体积界面参数和广义界面参数的概念,并比较分析了3个界面参数与再生粗骨料取代率、水灰比、力学性能及耐久性能的关系.结果表明:再生粗骨料混凝土的力学性能及耐久性能与再生粗骨料取代率、水灰比紧密相关;广义界面参数可反映界面体积和新砂浆水灰比对混凝土性能的影响,较好揭示了再生粗骨料混凝土性能的劣化机理.

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    • 减缩剂和PVA纤维对超轻水泥复合材料收缩开裂行为的影响

      2022, 25(7):744-750. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.013

      摘要 (52) HTML (9) PDF 0.00 Byte (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了减缩剂和聚乙烯醇(PVA)纤维对超轻水泥复合材料(ULCC)收缩开裂行为的影响,测试了ULCC的基本力学性能、四点弯曲性能、自由收缩以及圆环约束条件下的开裂行为.结果表明:减缩剂可以明显降低ULCC的自由收缩,纤维对ULCC的自由收缩基本没有影响;由于纤维对裂纹的抑制作用,掺入PVA纤维可以比减缩剂更有效地控制ULCC的裂缝宽度,推迟首次开裂时间,其中以掺入6%减缩剂和长度12 mm细PVA纤维的效果最佳;弯曲试验中小挠度下的残余弯曲强度与纤维增强ULCC的早期最大裂缝宽度之间存在相关性.

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    • 盐渍土环境下钢筋混凝土恒电流加速锈蚀试验及可靠性分析

      2022, 25(7):751-759. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.014

      摘要 (67) HTML (8) PDF 0.00 Byte (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用恒电流加速锈蚀试验,结合石蜡层控制氯离子扩散路径的方法,将钢筋混凝土一维和二维试件作为研究对象,结合极化曲线(LPR)、氯离子含量分析、宏观形貌分析、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,研究了盐渍土环境下钢筋混凝土的恒电流加速锈蚀规律.建立了基于可靠性的恒电流加速锈蚀与氯离子扩散腐蚀双因素作用下钢筋混凝土的劣化模型.结果表明:劣化模型推导的一维和二维试件平均寿命分别为927、618 h,石蜡层能有效隔离腐蚀性离子,实现单加速因素控制试件劣化的试验目的;钢筋混凝土的劣化主要受恒电流加速锈蚀与氯离子扩散腐蚀双因素耦合作用的影响;钢筋混凝土在恶劣环境下服役,建议以“前防锈,后防渗”的研究思路探索,即正常服役期间重点关注由钢筋锈蚀引起的腐蚀劣化,裂缝出现后重点关注由氯离子扩散引起的腐蚀劣化.

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    • >实验技术
    • 惯性矩对DSR动态测试的影响及其替代方法

      2022, 25(7):760-766. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.07.015

      摘要 (42) HTML (9) PDF 0.00 Byte (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:以消除动态剪切流变仪(DSR)在动态测试中可能由于仪器惯性影响而失真的现象为目的,通过Arrhenius模型及Cox-Merz关系对DSR测试结果及布氏黏度(BV)测试结果进行替代性研究.结果表明:Arrhenius模型对沥青复数模量拟合效果较好;利用布氏黏度换算的稳态剪切模量来替代复数模量能有效消除沥青在黏弹性测试的高温区段里由于仪器惯性而产生的类似弹性影响的误差,并消除对材料黏弹性响应产生的误解.

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