2024, 27(7):611-619.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.07.006
摘要:基于改进的竖向膨胀率(εv)测试方法,获得了高强风电灌浆料0~24 h、1~7 d的εv发展全曲线;并研究了掺合料比例及组合膨胀剂比例对灌浆料εv、流动度、力学强度的影响.结果表明:灌浆料0~24 h竖向膨胀率曲线呈“四阶段”特征;在0%~20%掺量范围内提高硅灰掺量,灌浆料流动度下降,0~24 h内εv曲线峰值先增大后减小;塑性膨胀剂(PEA)对24 h内εv发展起主导作用,复掺氧化钙-硫铝酸钙双源膨胀剂(HP-CSA)后,εv峰值减小,24 h εv下降、3 h εv增大,有利于控制24 h与3 h的εv差值;在1~7 d内,0.03%掺量的PEA即可促进HP-CSA膨胀效能的发挥,6%以上掺量的HP-CSA可较好补偿竖向自收缩变形而获得净膨胀灌浆料;PEA与HP-CSA组合,可发挥时间上接力、效果上协同的膨胀调控作用,可分阶段、按需设计,从而实现对灌浆料7 d内竖向膨胀率的精细调控;随组合膨胀剂掺量增加,灌浆料初始和30 min流动度无明显变化,28 d抗压强度先增大后减小;在本文研究范围内,0.06%PEA+6%HP-CSA是最优掺量组合.
2023, 26(5):524-529.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.05.010
摘要:在模拟实际工程变温条件下,对掺MgO膨胀剂混凝土的长期变形性能及微观形貌进行了跟踪监测,并表征了其在80 ℃高温养护下的变形性能.结果表明:在经历早期变温历程及后期常温养护条件下,MgO膨胀剂在混凝土中的补偿收缩性能随着MgO掺量的增加而增大,活性值高的MgO对混凝土的补偿收缩效能更为显著;当常温养护3.0 a时,掺MgO膨胀剂混凝土的变形基本稳定;在80 ℃高温密封养护条件下,3.5 a龄期以上的掺MgO膨胀剂混凝土相较基准混凝土未出现膨胀现象,甚至略有收缩;随着养护龄期的延长,混凝土中MgO颗粒与周围水泥浆体间的分界面呈现逐步融合的特征,MgO颗粒内部O、Mg原子比呈现逐渐上升的趋势.
2023, 26(6):604-611.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.06.005
摘要:为在等抗压强度前提下调控混凝土的早期收缩开裂,以膨胀剂(HP-CSA)和由高吸水树脂(SAP)引入的内养护水占胶凝材料相同比例进行组合,设计了各自的内掺量均为0%、4.5%、6.0%、9.0%共4种混凝土配合比,研究了其对混凝土早期收缩的调控规律,并分析了混凝土收缩、力学强度、内部相对湿度和干燥失水率之间的关系.结果表明:混凝土早期收缩和内部相对湿度发展均呈2阶段规律;随“HP-CSA+SAP”组合掺量增加,其对混凝土早期收缩的调控作用逐渐增强,且在阶段I的调控作用更为显著,但28 d时仍不能根除混凝土的净干燥收缩;组合掺量对混凝土早期内部湿度发展的整体影响较小;混凝土28 d内的净干燥收缩与干燥失水率之间基本呈线性正相关.从调控收缩、强度保持和经济性等方面综合考虑,6.0%为最优调控组合掺量.
2022, 25(3):256-262.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.03.006
摘要:研究了自制CaO和MgO膨胀剂的掺加对C60自密实混凝土力学、变形性能及基本徐变的影响,并将徐变测试结果与fib 2010模型计算结果进行了对比.结果表明:6% CaO膨胀剂、6% (CaO+MgO)膨胀剂和10% (CaO+MgO)膨胀剂的掺加对C60自密实混凝土的抗压强度和弹性模量影响较小,但会显著降低混凝土自收缩,并增大其基本徐变变形;混凝土的徐变度和徐变系数基本随着膨胀剂总掺量或CaO膨胀组分掺量的提高而增大;当CaO膨胀剂掺量较低时,混凝土徐变度实测结果与fib 2010模型计算结果吻合度较好,CaO膨胀剂掺量较高时,混凝土徐变发展趋势明显高于模型计算结果,复合掺加MgO膨胀剂后,随着持荷时间的延长,混凝土徐变进一步增加.对于CaO膨胀剂掺量较高以及复合掺加MgO膨胀剂的混凝土,有必要研究膨胀对徐变随时间发展系数的影响,进而对模型进行修正.
2022, 25(3):307-313.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.03.013
摘要:研究了不同种类及掺量的膨胀剂对水泥基灌浆料早期收缩、流动度、硬化后强度等性能的影响.结果表明:硫铝酸盐膨胀剂掺入后,水泥基灌浆料后期膨胀效果较好,但其早期膨胀效果不理想;氧化钙膨胀剂掺入后,水泥基灌浆料早期与后期膨胀效果均较好,但对其流动度与强度有明显不利的影响;塑性膨胀剂能够显著提高浆体塑性阶段的竖向膨胀率,但对水泥基灌浆料早期强度影响较大;在掺有塑性膨胀剂的水泥基灌浆料中掺入消泡剂,在保证膨胀性的前提下,可有效细化水泥基灌浆料的孔隙,改善其孔隙结构,同时对其强度提升作用明显,具有较好的综合技术效果.
2022, 25(11):1177-1184.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.11.010
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.
2021, 24(3):466-472.DOI: 103969/j.issn.1007 9629202103004
摘要:为降低大体积混凝土收缩现象,将焙烧菱镁尾矿制成MgO膨胀剂,掺入水泥砂浆中,研究了焙烧温度对MgO膨胀剂矿物组成、晶粒尺寸及活性等的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、热分析仪等分析了内掺MgO膨胀剂水泥砂浆的矿物组成、水化进程、热稳定性和微观形貌.结果表明:在菱镁尾矿完全分解的条件(焙烧温度1000℃以上,保温1h)下,随着焙烧温度的提高,MgO晶粒尺寸由276nm增至138.0nm,其活性从708%降至33%,MgO水化速率减慢,晶粒尺寸与其反应活性之间存在线性关系;MgO的活性影响水泥砂浆的膨胀限制率,水泥砂浆试样MC1000的限制膨胀率最大,在水养20℃条件下,其7、28、120d的限制膨胀率分别为0022%、0037%和0062%.此外,体系中的水化产物Mg(OH)2在基体中呈片层状生长.
2020, 23(4):778-782.DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004006
摘要:采用热重差示扫描量热(TGDSC)、X射线衍射(XRD)、微量热和测长法等测试方法对经碳酸化改性的氧化钙硫铝酸钙(CaOC4A3S)膨胀剂熟料的矿物组成、水化历程及膨胀特性进行分析.结果表明:800℃以下的高温碳酸化改性,使得膨胀剂熟料颗粒表层中的游离氧化钙(fCaO)转变成碳酸钙,且碳酸化率随着反应温度的升高而增大,对其他矿物组成无影响.改性膨胀剂熟料的水化历程与碳酸化率相关,低碳酸化率可显著降低膨胀剂熟料的放热速率峰值,但不改变累计放热曲线形状;高碳酸化率不仅降低膨胀剂熟料的放热速率峰值,还大幅延缓放热峰值出现时间,并改变累计放热曲线的形状,使早期放热量大幅降低.碳酸化改性对膨胀剂熟料膨胀历程的影响与对水化放热历程的影响趋势基本一致,低碳酸化率条件下,改性主要增加膨胀剂熟料5d前的膨胀量,5d后的膨胀历程与改性前基本一致;高碳酸化率条件下,改性降低膨胀剂熟料3d前的膨胀量,但3~7d间膨胀量迅速增加,7~14d仍有显著膨胀,28d限制膨胀率较改性前提升16倍.碳酸化改性显著提高了CaOC4A3S膨胀剂熟料在水泥基材料硬化阶段的膨胀效能.
2019, 22(4):632-637.DOI: 103969/j.issn.1007 9629201904019
摘要:研究了钢纤维体积分数、膨胀剂种类及掺量对不同尺寸的超高性能混凝土(UHPC)试件28d抗压强度及自成型27h后至180d收缩特性的影响.结果表明:以40mm立方体试件抗压强度为基准,不掺膨胀剂时100mm立方体试件的抗压强度换算系数为075~080,而掺有膨胀剂的100mm立方体试件抗压强度换算系数为074~080;UHPC的收缩形式以自收缩为主,约占其总收缩量的870%~927%,掺加钢纤维能够有效降低其收缩量;试验选用的EA1膨胀剂因水化速率过快,在UHPC收缩测试前已基本完全水化,造成试件内部自干燥作用加强,因此增大了UHPC的收缩量;选用的EA2膨胀剂能与空气中的水蒸气及试件内部的水分发生反应并产生持续的膨胀效果,因此在实际应用时应注意控制其掺量,以保证UHPC的体积稳定性.
2019, 22(4):656-666.DOI: 103969/j.issn.1007 9629201904023
摘要:提出了自膨胀高强预压锚固技术,研究了其施工性能和长期稳定性.结果表明:锚固材料能提高水泥浆体流动度,延长浆体初凝时间,缩短浆体初、终凝时间差,利于施工.基于CT扫描试验,对比了锚固材料密实度及分圈层压力从外环区域到内环区域的变化规律,研究了其径向、环向的受力机制.在环向约束长期干燥条件下,间隔551d,锚固体CT数变化仅05%,表明其在该技术条件下的密实度能长期保持稳定;在长期浸水条件下,锚固体膨胀压力和锚杆极限抗拔力的变化均较小,膨胀剂掺量为15%的锚固体锚杆极限抗拔力的变化仅09%,表明该技术条件下的极限抗拔力能长期保持稳定.