【摘 要】
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以过硫酸铵和N,N,N′,N′-四甲基乙二胺为氧化还原引发体系,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂引发丙烯酰胺在水泥净浆体系中进行常温原位交联聚合,制备了互穿网络结构的水泥基复合材料.利用傅里叶红外光光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和水泥水化热测试仪对该水泥基复合材料的结构形成机理进行研究,并进行抗压、抗折强度和凝结时间测试.结果表明:复合材料在形成初期,聚合物快速聚合形成网络结构,缩短了复合材料的凝结时间,并使复合材料的抗折强度显著增加.聚合物形成的网络结构对水泥颗粒的包裹,
【机 构】
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北京工业大学 材料科学与工程学院,北京100124
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以过硫酸铵和N,N,N′,N′-四甲基乙二胺为氧化还原引发体系,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂引发丙烯酰胺在水泥净浆体系中进行常温原位交联聚合,制备了互穿网络结构的水泥基复合材料.利用傅里叶红外光光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和水泥水化热测试仪对该水泥基复合材料的结构形成机理进行研究,并进行抗压、抗折强度和凝结时间测试.结果表明:复合材料在形成初期,聚合物快速聚合形成网络结构,缩短了复合材料的凝结时间,并使复合材料的抗折强度显著增加.聚合物形成的网络结构对水泥颗粒的包裹,延缓了水泥早期的水化进程,抑制水泥水化矿物的早期生成,但不改变水泥水化产物的种类.互穿网络结构高性能水泥基复合材料具有快速凝结、韧性好的特点,可在修补工程及喷射混凝土施工中使用.
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目前针对混凝土力学特性的研究多集中在硫酸盐侵蚀、氯离子侵蚀、酸侵蚀、冻融循环等,对经垃圾渗滤液侵蚀后的混凝土力学特性演化规律的研究还处于空白阶段.考虑到微纳米压痕试验是新兴起的一种测定材料细/微观力学行为的新方法,重点采用微米压痕试验研究了垃圾渗滤液对混凝土试样表面和不同侵蚀深度处的细观力学特性的影响.同时,通过单轴压缩试验研究了混凝土在垃圾渗滤液侵蚀下的宏观力学特性演化规律.相关试验可以为了解垃圾渗滤液侵蚀条件下混凝土结构宏/细观力学特性演化规律提供科学依据.
在吉林西部盐渍土地区,混凝土结构同时遭受冻融循环破坏及盐类侵蚀,严重影响了结构的服役性能.为了探究苏打盐渍土地区混凝土抗压性能劣化规律,对混凝土试件进行了5％Na2CO3溶液侵蚀试验及快速冻融循环试验.结果表明:在CO32-溶液侵蚀及冻融循环耦合作用下,会明显降低混凝土抗压强度,加剧混凝土损伤.建立了CO32-溶液侵蚀与冻融循环耦合作用下混凝土抗压强度的损伤演化方程,与试验结果吻合较好.
通过干湿循环试验模拟酸雨侵蚀环境,研究了再生骨料透水混凝土的抗酸雨侵蚀性能以及粉煤灰、硅灰掺加后对其抗酸雨侵蚀性能的改善效果.结果表明:再生骨料透水混凝土的抗压强度随酸雨侵蚀时间的增加而减小,透水性能随酸雨侵蚀时间的增加而增大;掺加粉煤灰或硅灰可以改善再生骨料透水混凝土的抗酸雨侵蚀性能且硅灰的改善效果优于粉煤灰;粉煤灰和硅灰双掺效果优于单掺;粉煤灰掺量5％、硅灰掺量10％时,再生骨料透水混凝土抗酸雨侵蚀性能较佳.
针对西北寒旱地区混凝土结构在服役过程中由于遭受温差、盐离子等因素的影响导致耐久性降低的问题,选取与研究对象具有相似服役环境和年限的参照建筑物,并构建具有相似配合比的混凝土试件进行室内快速冻融试验.建立室内外试验耐久性指标的衰减模型并对其衰变常数进行修正,进而完成对实际服役环境中混凝土结构寿命的评估和预测.结果表明:服役环境中渡槽近地面位置的损伤程度较大,危险系数更高,且排架对于槽身所遭受损伤较为严重,可直接制约渡槽整体使用寿命;盐冻循环中水灰比对混凝土影响较大,适量范围内水灰比越小混凝土的抗冻耐久性越好;
为研究硫酸盐强腐蚀地区水胶比与侵蚀方式对混凝土的影响及寿命判断,测试混凝土在不同水胶比及不同侵蚀方式下的性能变化,同时研究了硫酸根离子在混凝土内部的运输及扩散规律.研究结果表明:在新疆台特玛湖富硫酸盐环境中,水胶比是影响混凝土抗腐蚀性能的主要自身因素;侵蚀方式对混凝土试块的质量损失率影响较大,未经养护直接埋入含硫酸盐土壤中的试块质量损失率最大;混凝土的剩余使用寿命随着水胶比的增大而减小,硫酸根离子的侵入速率随着水胶比的增大而增大;未经养护直接埋入含硫酸盐土壤中混凝土剩余使用寿命最低,硫酸根离子侵入速率最快
采用硫酸盐干湿循环侵蚀法,从标准立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和弹性模量四个方面研究,玄武岩聚丙烯纤维在0.05％、0.1％、0.2％掺量以及1:1、1:2、2:1混杂比情况下纤维对混凝土基体抗硫酸盐侵蚀的作用.结果表明,经过10次干湿循环后,掺入适量纤维对标准立方体抗压强度最高提升约24％,对劈裂抗拉强度提升约64％,对轴心抗压强度和弹性模量提升约14％.故在混凝土中掺入适量的纤维能够提升混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力.
为了研究沙漠砂混凝土对框架梁柱边节点抗震性能的影响,利用ABAQUS有限元软件建立了沙漠砂混凝土框架梁柱节点有限元分析模型,并以轴压比和配筋率为参数,对6个梁柱边节点试件进行了拟静力有限元分析.研究结果表明:沙漠砂混凝土框架边节点的破坏现象与普通混凝土框架边节点相似;轴压比和配筋率均对沙漠砂混凝土框架边节点的耗能能力影响不显著;沙漠砂混凝土框架边节点的抗震性能略低于普通混凝土框架边节点,但是延性系数均大于3,仍然可在实际工程中仅有应用.
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11月15日,“2021年上海市建设行业职业技能竞赛暨2021年长三角区域百万城乡建设职工职业技能竞赛”拉开大幕.同时,作为“长三角区域装配式建筑职业技能竞赛上海地区选拔赛”的首个比赛项目,“练定杯”预制混凝土构件制作竞赛率先在上海练定新材料科技有限公司的奉贤厂区内开赛.
采用快速碳化与氯盐浸泡干湿循环制度模拟沿海城市人防工程实际服役情况,研究二者共同作用下的相互影响.试验表明:碳化作用加速了混凝土内部对流区内的自由氯离子扩散,提高了自由氯离子含量;经过氯离子侵蚀后的混凝土抗碳化能力有所提高,氯离子浓度越高,抗碳化性能越好.对比发现酚酞法测得的混凝土碳化深度位置与化学法测得的混凝土碳化深度位置有所区别.