为找出满足混凝土不同抗冻性要求的水泥用量,设计了掺与不掺引气剂的混凝土各6组进行冻融循环试验.结果表明:在水胶比相同的情况下,随着水泥用量的增加,混凝土抗冻性能提高;粉煤灰及引气剂能明显改善混凝土的抗冻性能.针对不同情况,分别给出了混凝土中水泥用量值.基于石灰激发淤泥中SiO2和Al2O3活性组分以产生胶凝产物的原理,在蒸养条件下制备了免烧淤泥砖.系统研究了不同掺量(质量分数)的粉煤灰(10%～50%)和水泥(5%～20%)对石灰-淤泥胶凝体系力学性能的影响规律,并通过压法、扫描电镜、X射线衍射仪、超声波分析了免烧淤泥砖的微观结构和早期结构形成过程.结果表明:石灰的掺量为30%;水泥掺量为20%时坯体强度较纯坯体(不掺外掺料)提高约50%;单掺粉煤灰(掺量30%)可改善免烧淤泥砖坯体的力学性能、细化孔径,提高坯体密实度.通过对不同配比的9组复合固废轻质填料(简称轻质填料)试样在不同干湿循环次数下的单轴抗压强度试验,分析了干湿循环下各组分掺入比对轻质填料抗压强度的影响.结果表明:轻质填料经历8次干湿循环后仍有较好的力学性能,达到或超过水泥土的强度要求.随着水泥掺量的增加,轻质填料在早期干湿循环过程中强度提高,有助于后期抗干湿循环.适量掺入粉煤灰,有利于提高轻质填料的强度及抗干湿循环能力.聚苯颗粒超过1%(质量分数),会衰减轻质填料的强度和降低其抗干湿破坏的能力.提出了轻质填料的配比范围.开展了不同粒径骨料机制砂自密实混凝土构件的性能研究.结果表明:不同粒径骨料机制砂自密实混凝土工作性能良好,其抗压强度及密实度较大.相比普通粒径骨料机制砂自密实混凝土,超大粒径和大粒径骨料机制砂自密实混凝土内部温峰降低18~23℃,温峰出现时间延长4~9h,但是,其构件受弯极限载荷较低,且所受弯矩越大,超大粒径骨料的尺寸影响效应越明显.超大粒径及大粒径骨料的粒径、堆积程度、分布状态、界面黏结情况是影响机制砂自密实混凝土构件受力性能,尤其是抗弯拉性能的关键因素.为研究石灰石粉细度对水泥浆体流变特性的影响,选用旋转黏度计测定了水泥-石灰石粉浆体流变性能,采用Herschel-Bulkley模型对浆体流变曲线进行拟合得到相关流变参数.结果表明:随石灰石粉细度增加,水泥浆体结构新建能和稠度减小,动态屈服应力增大;增加石灰石粉细度会减小水泥浆体的触变性,延缓水泥浆体触变性的发展,促进水泥浆体瞬时结构恢复能力;随测试时间增加,水泥-石灰石粉浆体结构新建能减小,稠度和动态屈服应力增大.研究了补偿收缩复合胶凝材料的膨胀性能以及水化过程、水化产物及微观结构等.结果表明:硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂早期膨胀量大、膨胀速度快,更适用于配制高强度等级的补偿收缩混凝土;用水量充足时,该类膨胀剂与水泥在水化早期相互促进,用水量不足时,两者的水化转变为相互;膨胀剂的水化速度快于水泥,在低水胶比情况下也能生成大量膨胀性产物钙矾石,产生理想的膨胀量;在膨胀剂掺量一定的情况下,膨胀剂膨胀效能的发挥与材料内部微观结构的致密程度密切相关.以合新70号沥青为基质沥青、多层共挤膜废料(r-MCEFS)和SBS为改性剂、POE-g-GMA为相容剂,通过熔融共混法制备r-MCEFS/SBS复合改性沥青,并探讨r-MCEFS外掺量对复合改性沥青的常规性能、流变性能和微观结构的影响.结果表明:随着r-MCEFS外掺量的增加,复合改性沥青的车辙因子逐渐增加;当r-MCEFS外掺量为基质沥青质量的3%时,r-MCEFS/SBS复合改性沥青的针入度和软化点指标达到聚合物改性沥青SBS类(Ⅰ类)的I-D级别,且体系性回复能力.试验研究了不同强度等级的石灰岩骨料混凝土的抗压强度、性模量随龄期发展规律,并与砂岩骨料混凝土进行了比较.通过数值模拟,建立了石灰岩骨料混凝土的抗压强度、性模量与龄期之间的相互关系模型.结果表明:不同强度等级的石灰岩骨料混凝土性模量发展比抗压强度快,且比砂岩骨料混凝土高;不同强度等级、不同岩性骨料混凝土的性模量与抗压强度平方根均呈线性关系,随强度等级的增大,石灰岩骨料混凝土性模量增长减缓,砂岩骨料混凝土则与之相反.采用正交试验对硅灰-氧化铝地质聚合物进行了力学性能试验研究.结果表明:影响硅灰-氧化铝地质聚合物强度的因素依次为碱激发剂浓度、硅铝比（n（SiO2）/n（Al2O3））、碱激发剂种类.配制硅灰-氧化铝地质聚合物的碱激发剂为KOH,其浓度为3.0mol/L,硅铝比为4.当KOH浓度为3.6mol/L,硅铝比为4时,硅灰-氧化铝地质聚合物的抗折强度可达7.17MPa,抗压强度可达17.15MPa.利用TONI差分量热仪,测量了石灰石粉掺量分别为0,30%,50%(质量分数,下同)以及粉煤灰掺量为50%的水泥基材料水化放热速率和水化放热量曲线.运用动力学进行分析,得到了反应速率常数K,水化度α,反应级数N等动力学参数,并依此评价了石灰石粉对水泥基材料水化机理和水化过程的影响.结果表明,石灰石粉对水泥基材料的早期水化有促进作用,特别是当石灰石粉掺量为50%时,水化迅速由NG过程向I过程转变,影响尤为明显.
采用分布式光纤传感技术(BOTDA)和时间序列分析相结合的,对钢筋混凝土锈胀开裂程度进行测和预测,并通过通电加速锈蚀试验对该进行有效性验证.结果表明:分布式光纤传感技术可稳定、准确地获取混凝土的锈胀信息,同时结合时间序列分析可有效预测混凝土锈裂时间和位置.采用电化学阻抗谱(EIS)研究了由4种常用底漆、云铁中间漆和聚氨酯面漆复合而成的12种涂层体系的电化学腐蚀行为,考察了4种底漆的EIS在NaCl溶液浸泡过程中的演化,并以此比较底漆的防护性能,考察了2层复合涂层体系的阻抗大小以及3层复合涂层体系在浸泡不同周期后的EIS.结果表明:3层复合涂层体系的防护性能,2层复合涂层体系次之,单涂层体系差,其中以防锈漆3层复合涂层体系的防护性能;面漆和中间漆在涂层体系中起到了隔绝外界介质和保护底漆的作用;EIS可用于研究涂装体系的防腐性能.通过热解并酶解玉米淀粉,制备了一种水泥水化热调控材料(HHRM),并使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了表征.结果表明:HHRM为结晶度较高的多孔结构,当HHRM以固体粉末状态掺入时,可降低水泥水化放热速率峰值约55%,以溶解状态掺入时则仅仅延长了水泥水化诱导期.通过试验推测,HHRM是通过缓慢释放糖链到水泥颗粒上而起到了降低水泥水化放热速率峰值的作用.分析了郑州商城遗址出土的一批距今约3 500a,时代为商代早期的陶质板瓦,讨论了这些板瓦的制作工艺和性能.对板瓦尺寸的测量表明,虽然板瓦的大小差异很大,其弦长和弧长却呈正相关.结合板瓦的外部特征,推断这些板瓦先由泥条盘筑法筑成泥圈,并经慢轮修整制成圆筒状坯体,然后经切割而成瓦坯,后入窑焙烧而成.水率、抗折强度和烧成温度的分析表明,这些板瓦具有良好的工艺性能,完全符合一般意义上瓦的标准,表明在商代早期已经可以制作工艺性能较好的建筑用瓦.采用灰色系统理论,对不同水灰比及粉煤灰掺量混凝土的碳化方程进行灰色建模.分别对不同灰色预测模型进行比较分析,依据预测模型精度变化规律,给出了建立混凝土碳化深度灰色预测模型的基本.经实例验证,灰色预测模型针对性好、模拟精度高,并可采纳新信息进行新陈代谢,是一种可行、实用、应用范围的.利用落锤冲击系统研究了玄武岩纤维束在不同应变速率和不同温度下的拉伸力学性能.结果表明:玄武岩纤维束的力学性能与应变速率和温度具有相关性.在相同的温度下,玄武岩纤维束的性模量和拉伸强度都随着应变速率的增加而增大,其应变与韧性呈先增后减的趋势;在相同的应变速率下,随着温度的增加,其性模量减小,应变和韧性增大,拉伸强度呈先减后增的趋势.先研究了混凝土在自由水条件下的饱和度演化规律,然后对5种湿度状态下的混凝土进行了5种抗压加载速率下的单轴压缩试验和5种劈裂抗拉加载速率下的劈裂抗拉试验,后建立了不同饱和度混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度随加载速率变化的预测公式,并分解了自由水与加载速率的独立效应.结果表明:相同加载速率下混凝土试件的抗压强度与劈裂抗拉强度均随饱和度的增加而降低;相同饱和度下混凝土试件的抗压强度与劈裂抗拉强度均随加载速率的提高呈近似指数关系增长;相同饱和度下混凝土劈裂抗拉强度随加载速率的变化幅度较抗压强度更为.采用电化学测试结合表面分析,研究了再碱化条件下钢筋表面锈层发生还原的可能性,同时采用粉末微电极法研究了铁锈在碱性环境中的阴极过程.结果表明:钢筋及其氧化层在碱性环境中的电极过程都表现出良好的氧化还原性,铁锈的阳极过程表现出2个阶段,但无锈钢筋的阳极过程却表现出3个阶段,锈层氧化物经过电化学再碱化后能够发生不同程度的还原,同时其体积也会相应缩小,再碱化只使腐蚀电位有所正移,但并未使腐蚀电流密度明显降低.以铜尾渣替代粘土煅烧水泥熟料,研究了生料的易烧性,测定了熟料的f-CaO含量,采用X射线衍射(XRD),热重-差热分析(TG-DSC),扫描电子显微镜(SEM)和压仪(MIP)等手段,对水泥熟料的矿物组成、水泥净浆抗压强度、水化产物及孔隙率进行了分析研究,探讨了铜尾渣的作用机理.结果表明:铜尾渣对水泥熟料的烧成和矿物形成有较好的促进作用,掺入铜尾渣后,熟料fCaO含量降低,有效提高了生料的易烧性.掺铜尾渣熟料中C3S和C2S矿物含量多,结晶度好,制成的水泥净浆水化程度好,孔隙少,结构致密,抗压强度高.利用玉米秸秆纤维增强石膏胶凝材料,并采用聚醇对玉米秸秆纤维进行表面包覆改性,研究其对玉米秸秆纤维/石膏复合材料性能的影响.利用扫描电子显微镜对试样进行了微观分析,探讨了未改性玉米秸秆纤维/石膏复合材料防水性能较差的原因,提出了聚醇包覆改性秸秆纤维的示意模型.结果表明:掺加未改性玉米秸秆纤维可提高石膏胶凝材料的力学性能,但防水性能下降幅度较大;玉米秸秆纤维经改性后,改性秸秆纤维/石膏复合材料的力学性能进一步提高,防水性能改善.
