2023, 26(11):1143-1150. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.001 CSTR:
摘要:从全球碳中和与可持续混凝土发展角度阐述了低碳混凝土的基本概念及全生命周期的减碳与碳汇核心技术理念.从原材料、混凝土设计、制备、施工、服役及再生利用等全生命周期过程提出了低碳混凝土的三大技术途径——直接减碳、间接减碳及碳汇技术,并分析了每个技术途径下的具体减碳技术路线.综述了混凝土的碳排放评价方法和准则,阐释了混凝土碳排放的生命周期评价方法.提出了低碳混凝土未来的重点研究方向——开发新型胶凝材料以及碳汇技术.
2023, 26(11):1151-1157. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.002 CSTR:
摘要:为解决机制砂生产过程产生的废弃石粉(WSP)处置难题,本文提出了将废弃石粉用作混凝土矿物掺合料的利用新途径,研究了废弃石粉的特征及其对混凝土抗压强度与孔结构的影响,并基于生命周期评价方法分析了利用废弃石粉带来的碳减排效益.结果表明:废弃石粉虽较磨细石粉(GSP)具有更高的亚甲蓝值,但对砂浆流动度的影响较小;相比于磨细石粉和粉煤灰,废弃石粉会降低低强度等级混凝土的抗压强度,但对高强度等级混凝土的抗压强度影响较小;废弃石粉作为矿物掺合料可有效降低混凝土的生产碳排放,内掺20%废弃石粉的混凝土碳排放总量降低了近20%.
2023, 26(11):1158-1165. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.003 CSTR:
摘要:采用试验和三维随机骨料细观模型,研究了全珊瑚海水混凝土(CASC)在高温前后的静动态力学性能、抗侵彻和防爆性能. 结果表明:添加剑麻纤维能有效改善CASC的脆性;随着温度的提高,CASC的残余抗压强度先增后减;经历高温后CASC的静动态力学性能明显降低,温度越高,高温弱化效应越明显. 提出了描述CASC高温后受压应力-应变关系的两段式方程.建立了一种适用于CASC的三维随机骨料细观模型,数值模拟结果与试验结果较为吻合.
2023, 26(11):1166-1172. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.004 CSTR:
摘要:通过抗折强度、抗压强度、界面弯拉强度、体积变形以及红外光谱测试,研究了苎麻纤维(RF)掺量对硫铝酸盐水泥基材料力学性能与体积变形的影响.结果表明:随着RF掺量(体积分数,下同)的增加,硫铝酸盐水泥净浆的抗折强度和抗压强度均呈现先增加后减小的趋势,并且在纤维掺量为0.50%时同时达到峰值;在约束条件下,掺入RF对硫铝酸盐水泥净浆界面弯拉强度的提升幅度较大,纤维掺量为0.75%试样的28 d界面弯拉强度较无约束条件下提高了31.82%;RF的掺入显著增加了硫铝酸盐水泥净浆的膨胀量,其自生变形和干燥变形均随着RF掺量的增加逐渐增大;改性后的RF可以在硫铝酸盐水泥基材料的碱性环境中稳定发挥作用,提高试样的整体强度.
2023, 26(11):1173-1182. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.005 CSTR:
摘要:研究了“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土在Mg2+、SO
2023, 26(11):1183-1191. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.006 CSTR:
摘要:通过混凝土抗冻性快冻法试验,研究了氧化石墨烯再生粗骨料混凝土(GO-RAC)在冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的耐久性能,测试分析了GO-RAC的相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度及氯离子侵蚀情况.结果表明:冻融循环与氯盐侵蚀的耦合作用加速了再生粗骨料混凝土(RAC)的劣化损伤,经历72次冻融循环后不同GO掺量GO-RAC的相对动弹性模量均降至其初始值的60%以下,宏观劣化程度较普通RAC有不同程度的降低;由于耦合初期侵蚀产物的填充致密效应,GO-RAC的抗压强度呈现先增大后减小的趋势;GO-RAC在冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的Cl⁻分布符合Fick第二定律,表面的Cl⁻质量比随着耦合次数的增加呈指数形式增大,扩散系数随着耦合次数的增加先减小后增大.
2023, 26(11):1192-1199. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.007 CSTR:
摘要:基于新疆若羌盐渍土环境,对水胶比为0.32、0.35和0.38的混凝土试件,进行硫酸盐溶液浸泡腐蚀(标准养护28 d)、盐渍土腐蚀(标准养护28 d)、盐渍土腐蚀(标准养护3 d)这3种腐蚀制度下的耐久性试验,分析腐蚀制度与水胶比交互作用下混凝土动弹性模量经时演变规律与作用机制.并基于混凝土动弹性模量动态变化过程,通过Wiener过程理论,建立了盐渍土环境下混凝土服役寿命预测模型,以定量表征混凝土损伤劣化规律.结果表明:在各腐蚀制度下,随腐蚀龄期增加,混凝土损伤度均出现先减小后增大的规律;在腐蚀终期,混凝土水胶比与其损伤度呈负相关;在相同水胶比下,硫酸盐溶液浸泡腐蚀(标准养护28 d)、盐渍土腐蚀(标准养护28 d)、盐渍土腐蚀(标准养护3 d)对混凝土损伤程度的影响依次增加;由Wiener过程理论建立的混凝土服役寿命预测模型可知,混凝土预测寿命退化呈3阶段变化趋势,其趋势与试验中混凝土劣化过程保持一致.
2023, 26(11):1200-1206. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.008 CSTR:
摘要:基于纤维改性沥青混凝土路用性能强化提升需求,提出了采用木质素纤维(CF)/玻璃纤维(GF)复合改性沥青混凝土路用性能的方法,研究了复合纤维组成对沥青混凝土路用性能的影响机理.结果表明:CF/GF复合改性有效提升了沥青混凝土的高温稳定性,并具有良好的水稳定性和低温性能;当CF/GF以质量比1∶3掺入时,沥青混凝土动稳定度为单掺CF组的2.2倍;试件低温破坏时,最大弯拉应变提升13.3%.复合纤维具有吸附、加筋及阻滞裂纹的作用,强化了沥青混凝土在温度变化、水损及应力作用下的稳定性,从而提高了其路用耐久性能.
2023, 26(11):1207-1213. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.009 CSTR:
摘要:利用CO2气体碳化处理再生微粉替代水泥制备砂浆试样,探究了不同替代率下再生微粉对砂浆水化和性能的影响规律.结果表明:当替代率为20%时,与未经处理的再生微粉相比,碳化再生微粉砂浆的1、3 d抗压强度分别提高了66.7%、17.6%;碳化再生微粉主要成分是CaCO3和无定形硅胶,二者在水泥水化早期可与水泥水化产物反应从而发挥火山灰效应,再生微粉中的微细石英砂粉则发挥成核效应,均加速水泥的早期水化进程,显著提升其早期力学性能;在加速碳化处理过程中,再生微粉的固碳量可达自身质量的10.0%;制备砂浆后,其平均单位抗压强度最高可减少18%的CO2排放.
2023, 26(11):1214-1219. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.010 CSTR:
摘要:系统研究了以NaOH、水玻璃以及NaOH复掺Na2CO3为激发剂,激发矿渣、粉煤灰、矿渣/粉煤灰和矿渣/水泥4种胶凝体系的凝结时间和7 d抗压强度变化规律,获得了凝结时间与掺量变化公式及早期抗压强度预测公式.结果表明:单一NaOH或水玻璃激发矿渣条件下,掺入少量粉煤灰、水泥对改善复掺体系凝结时间的效果不显著,并且均会降低早期抗压强度;采用NaOH/Na2CO3复合激发剂后,能够有效延长体系凝结时间,在一定程度上提高体系抗压强度.针对NaOH/Na2CO3复掺激发矿渣/水泥体系凝结时间和抗压强度出现“不增却减”的现象,深入讨论了掺NaOH/Na2CO3复合激发剂的作用机理.
2023, 26(11):1220-1228. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.011 CSTR:
摘要:采用超高性能混凝土(UHPC)修复普通混凝土(NSC)基体时可以获得优异的界面黏结强度,其值甚至高于基体强度,导致界面性能测试时容易发生基体失效,从而不能准确评价界面性能及其影响因素.针对上述问题,提出了基体约束加强的方法,将失效位置控制在修复界面,测得了真实的UHPC-NSC界面黏结强度,分析了基体强度和修复面粗糙度对界面性能的影响与机理,克服了传统测试方法的评价结果过于保守且难以反映粗糙度等影响因素的不足.UHPC-NSC界面较NSC-NSC界面更加致密,界面过渡区的钙硅比更低,宽度和孔隙率分别降低了91%和70%.
2023, 26(11):1229-1236. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.11.012 CSTR:
摘要:基于压入法原理,提出了1种混凝土超早期弹性模量的测试方法. 采用数值分析方法设计试件尺寸,选用30°球锥形压头作为混凝土超早期弹性模量的测试压头,优化压入深度为5 mm. 通过改变混凝土的水胶比和粉煤灰掺量,并与超声波法相对比,对该方法进行验证. 以初凝时刻的弹性模量0值为起点,传统应力-应变方法最早测得的弹性模量为终点,用这2点之间的连线预测混凝土超早期弹性模量.该预测法与压入法试验结果相比,误差均在30%以内.