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多壁碳纳米管对钢渣混凝土力学及耐久性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第8期54卷 3070-3078页

作者：康玉梅佟佳欣东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

多壁碳纳米管(MWCNTs)作为新兴纳米材料,能够改善混凝土材料的宏观性能及微观结构。本文研究MWCNTs对钢渣混凝土的力学性能及耐久性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)分析其增强机理。研究结果表明:MWCNTs掺量为0.08%时,钢渣混凝土的力学性... 详细信息

多壁碳纳米管(MWCNTs)作为新兴纳米材料,能够改善混凝土材料的宏观性能及微观结构。本文研究MWCNTs对钢渣混凝土的力学性能及耐久性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)分析其增强机理。研究结果表明:MWCNTs掺量为0.08%时,钢渣混凝土的力学性能及耐久性能显著提高,28 d标准养护条件下,钢渣掺量为15%时,与未掺加MWCNTs的钢渣混凝土相比,抗压强度和抗折强度分别提高了13.2%和14.6%;28 d氯离子扩散深度和氯离子扩散系数分别降低了29.8%和27.4%;200次冻融循环过程中,掺入MWCNTs的钢渣混凝土质量损失率及相对动弹性模量变化率偏低,材料抗冻性能增强。MWCNTs通过桥联和拔出效应,可抑制微裂缝的产生和扩展,有效改善骨料界面过渡区,从而提高混凝土材料的力学性能及抗冻、抗氯离子侵蚀性能。

关键词：多壁碳纳米管钢渣混凝土力学性能耐久性能微观结构

C60细石自密实混凝土耐久性能影响因素试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第12期50卷 92-101页

作者：何越骁黄维蓉唐喜陈义林汪子淇重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学材料科学与工程学院重庆400074

为满足相关工程外包混凝土要求,制备了C60细石自密实混凝土(SCC),研究了水胶比、抗裂剂对细石SCC工作性能、力学性能、体积变形性能以及抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透、抗冻融、抗碳化等耐久性能的影响机制,探讨了细石混凝土性能变化规律.... 详细信息

为满足相关工程外包混凝土要求,制备了C60细石自密实混凝土(SCC),研究了水胶比、抗裂剂对细石SCC工作性能、力学性能、体积变形性能以及抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透、抗冻融、抗碳化等耐久性能的影响机制,探讨了细石混凝土性能变化规律.经SEM、NMR等试验探究了不同因素对混凝土的微观结构影响,并与宏观性能进行对比分析.结果表明:水胶比对细石混凝土性能影响机制与普通混凝土类似;抗裂剂存在最佳掺量点,适量抗裂剂可生成Mg(OH)_2填充基体孔隙,与絮状水化硅酸钙(C-S-H)、针状钙矾石(AFt)交错生长,改善孔结构,提高细石混凝土力学性能及耐久性能,但掺量过多时复合侵蚀效应反而使SCC抗硫酸盐侵蚀性能下降,其最优掺量为8%.

关键词：自密实混凝土细石混凝土耐久性能抗裂剂

聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣修补材料的力学耐久性能和作用机理

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 498-512页

作者：刘志勇蒋金洋李洋石锦炎刘淦东南大学江苏省土木工程材料重点实验室南京211189 东南大学材料科学与工程学院南京211189

针对现有碱激发修补材料无法适应于海洋工程高湿、高盐环境下混凝土腐蚀修复的难题,通过掺加聚丙烯酸乳液(PAA)调控固结体的柔韧性,研制出一种高强低缩高耐久的PAA改性碱激发矿渣修补材料,并分析其性能形成机理。结果表明:当水玻璃模数... 详细信息

针对现有碱激发修补材料无法适应于海洋工程高湿、高盐环境下混凝土腐蚀修复的难题,通过掺加聚丙烯酸乳液(PAA)调控固结体的柔韧性,研制出一种高强低缩高耐久的PAA改性碱激发矿渣修补材料,并分析其性能形成机理。结果表明:当水玻璃模数大于1.2时,碱激发矿渣修补材料的力学性能与水玻璃掺量呈正相关。水玻璃模数1.2、掺量15%是矿渣修补材料的最佳激发配比。PAA填充在碱激发矿渣修补材料无定形胶凝物质的间隙,显著增强其力学性能、粘结性能、体积稳定性能和抗硫酸盐性能。

关键词：碱激发材料聚合物改性粘结强度体积稳定性能耐久性能

基于热力学模拟的碱激发材料物相演变与耐久性能研究进展

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 725-736页

作者：左义兵廖宜顺杨英姿叶光华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室武汉科技大学武汉430081 武汉科技大学城市建设学院武汉430065 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 代尔夫特理工大学土木与地球科学学院荷兰代尔夫特2628CN

热力学模拟是研究碱激发材料化学反应的有效方法,对于深入研究和探明碱激发材料物相演变规律与耐久性能具有重要意义。本文从热力学模拟的基本原理出发,介绍了碱激发材料的热力学数据库以及热力学模拟方法,分析和总结了热力学模拟在碱... 详细信息

热力学模拟是研究碱激发材料化学反应的有效方法,对于深入研究和探明碱激发材料物相演变规律与耐久性能具有重要意义。本文从热力学模拟的基本原理出发,介绍了碱激发材料的热力学数据库以及热力学模拟方法,分析和总结了热力学模拟在碱激发材料反应机理、侵蚀性介质作用下物相演变规律、耐久性能和原材料组成设计等研究中的应用进展,指出了现阶段碱激发材料领域热力学模拟研究存在的不足并提出了展望,为基于热力学模拟的碱激发材料研究提供理论指导。

关键词：碱激发材料物相演变耐久性能热力学数据库热力学模拟

离子固化剂对水泥稳定煤矸石结合料耐久性能的影响

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煤炭学报 2022年第9期47卷 3472-3482页

作者：张建俊姚柏聪孙源骏刘晓龙王宝强梁世纪林增华刘静辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 辽宁科技大学土木工程学院辽宁鞍山114051 辽宁省地质矿产研究院有限责任公司辽宁沈阳110032

水泥稳定煤矸石结合料用于寒区道路工程极易发生冻害,适量添加固化剂是增强其路用耐久性能的重要途径。通过7 d无侧限抗压强度试验、温缩试验、渗水试验、抗冲刷试验、冻融试验,分别研究离子型煤矸石固化剂(ICG)掺量(0,0.005%,0.010%,0.... 详细信息

水泥稳定煤矸石结合料用于寒区道路工程极易发生冻害,适量添加固化剂是增强其路用耐久性能的重要途径。通过7 d无侧限抗压强度试验、温缩试验、渗水试验、抗冲刷试验、冻融试验,分别研究离子型煤矸石固化剂(ICG)掺量(0,0.005%,0.010%,0.015%,0.020%)对水泥稳定煤矸石结合料(CS)的强度与耐久性的影响,通过压汞试验(MIP)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及热重-微商热重联合法(TG-DTG),分析ICG对CS的孔隙结构与水化产物的影响,并对作用机理进行了探究。此外,基于压汞试验数据,研究了ICG固化C_(S)孔隙结构的分形特征,构建了分形维数D_(s)与CS耐久性之间的联系。结果表明:CS掺入ICG后,弱结合水转变为自由水,同时水溶液中Ca^(2+)浓度增加,促进了水化产物的生成,孔隙结构复杂化,D_(s)增大,孔隙体积缩小,孔隙率降低,CS孔隙结构密闭性增加,进而提高了CS的抗压强度、抗温缩性能、抗渗性能、抗冲刷性能及抗冻性能,从而提高CS的耐久性能,当ICG掺量为0.010%时,ICG的固化效果最显著。此外,分形维数D_(s)与CS的耐久性参数之间存在线性关系,因此Ds可以作为评价水泥稳定煤矸石结合料耐久性的一个新参数。研究成果可为离子固化剂应用于水泥稳定煤矸石结合料中提供一定的参考。

关键词：离子固化剂水泥稳定煤矸石结合料耐久性能孔隙特征分形维数水化产物

矿粉改性高性能混凝土的力学性能和耐久性能研究

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功能材料 2024年第2期55卷 2187-2192页

作者：卢重阳王佳兰州工业学院土木工程学院兰州730050

以S115矿粉为掺和料,制备了矿粉改性高性能混凝土,通过XRD、SEM、复合盐溶液干湿循环测试等手段,分析了矿粉取代率对混凝土的晶格结构、微观形貌、力学性能和耐久性能的影响。结果表明,适量矿粉的掺入能够加速水泥的水化反应速率,增加... 详细信息

以S115矿粉为掺和料,制备了矿粉改性高性能混凝土,通过XRD、SEM、复合盐溶液干湿循环测试等手段,分析了矿粉取代率对混凝土的晶格结构、微观形貌、力学性能和耐久性能的影响。结果表明,适量矿粉的掺入能够加速水泥的水化反应速率,增加网格结构的致密度,从而改善混凝土的微观形貌,提高混凝土的强度。矿粉取代率的增大会降低水泥石前期的强度,显著提高水泥石后期的强度。当矿粉取代率为50%时,养护28 d的混凝土的抗压强度和抗折强度均达到了最大值,分别为52.5和7.4 MPa。矿粉取代水泥后,混凝土在复合盐溶液的侵蚀下相对动弹性模量和质量损失率的下降趋势变得平缓,在30次干湿循环后,矿粉取代率50%的混凝土的相对动弹性模量最高为88%,质量损失率最小为1.6%,抗盐溶液侵蚀性能最佳。混凝土的腐蚀产物主要是针状结构的钙矾石和块状的石膏,这些产物存在于混凝土的孔隙和裂纹中,多次干湿循环后体积膨胀产生了内部应力,生成了深裂纹,最终撑裂混凝土,使混凝土失效。综合可知,矿粉的最佳取代率为50%。

关键词：矿粉混凝土力学性能耐久性能干湿循环

镁质胶凝材料制备与分类、水化机理及耐久性能

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矿业科学学报 2023年第6期8卷 856-867页

作者：胡捷王艳张少辉常天风孙琳琳西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055 西部绿色建筑国家重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

镁质胶凝材料是基于活性MgO的一种新型胶凝材料,具有快凝、早强、耐火等特性,在修补、抢修等工程中具有显著优势。本文按照MgO煅烧温度及调和液种类,将镁质胶凝材料分为氯氧镁水泥、硫氧镁水泥和磷酸镁水泥,详细讨论并总结了它们的水化... 详细信息

镁质胶凝材料是基于活性MgO的一种新型胶凝材料,具有快凝、早强、耐火等特性,在修补、抢修等工程中具有显著优势。本文按照MgO煅烧温度及调和液种类,将镁质胶凝材料分为氯氧镁水泥、硫氧镁水泥和磷酸镁水泥,详细讨论并总结了它们的水化机理及耐久性能。氯氧镁水泥的水化实质是MgO、MgCl_(2)和H_(2)O三元体系水化;硫氧镁水泥水化过程由于游离MgSO4的存在导致硬化体系的强度较低;磷酸镁水泥由于MgO溶解放热及与磷酸盐之间剧烈反应放热的重叠导致水泥水化过快及放热过于集中。碳化会收缩镁质胶凝材料硬化基体中的毛细孔、优化内部孔结构,提高其强度及耐久性。镁质胶凝材料耐水性都较差,氯氧镁水泥耐水性差的原因目前并没有统一的认识;硫氧镁水泥耐水性差是因为未反应的MgO与水反应生成Mg(OH)_(2),引起体积膨胀、硬化基体开裂;磷酸镁水泥耐水性差是因为磷酸盐会导致水化产物及未反应的MgO溶解。

关键词：镁质胶凝材料氯氧镁水泥硫氧镁水泥磷酸镁水泥水化机理耐久性能

振动成型设计下AC-16沥青混合料的耐久性能

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吉林大学学报(工学版) 2023年

作者：蒋应军苏洪建李明杰何岩白雅伟王鹏飞鲍豫豪蔡敏锋河南省交通基本建设质量检测站长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室中交二公局东萌有限公司金华市交通投资集团有限公司许昌市公路事业发展中心

为论证垂直振动法（VTM）设计沥青混合料在光照环境与荷载反复作用环境下的耐久性能，分析垂直振动压实方法成型沥青混合料技术优势，本文首先对VTM法、马歇尔法（Marshall）和旋转压实法（GTM）成型的AC-16混合料力学性能进行对比，并... 详细信息

为论证垂直振动法（VTM）设计沥青混合料在光照环境与荷载反复作用环境下的耐久性能，分析垂直振动压实方法成型沥青混合料技术优势，本文首先对VTM法、马歇尔法（Marshall）和旋转压实法（GTM）成型的AC-16混合料力学性能进行对比，并深入分析VTM、Marshall两种设计方法的抗老化性能和耐疲劳特性，应用Weibull分布建立疲劳方程，对疲劳寿命进行对比。结果表明：VTM成型试件具有密实度高，空隙率和矿料间隙率低的特点；GTM、VTM沥青混合料力学性能较Marshall至少提高35%；GTM法、VTM法、Marshall法与现场相关性分别为94%、92%和72%；老化后两种方法设计沥青混合料低温性能相当；短期老化后VTM设计沥青混合料回收沥青性能变化比Marshall的大；长期老化后VTM设计沥青混合料回收沥青性能变化比Marshall的小；建立的Weibull模型呈现良好的线性相关性；不同失效概率下，基于VTM设计的沥青混合料耐疲劳性能优于Marshall法。

关键词：道路与铁道工程垂直振动法马歇尔法耐久性能

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户外用层板胶合木湿热老化耐久性能研究

林产工业 2022年第6期59卷 1-6页

作者：杨茹元吴岳虹张晓凤孙友富翟伟南京工业大学艺术设计学院江苏南京211816 南京工业大学土木工程学院江苏南京211800 南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037

为保证结构安全,提高材料使用寿命,对胶合木耐久性能进行研究。以未经防腐处理与经过CCA防腐处理的2种樟子松制备的胶合木为研究对象,探究湿热沸水老化处理对其耐久性能的影响。研究结果表明:湿热沸水老化处理对CCA防腐樟子松-单组分聚... 详细信息

为保证结构安全,提高材料使用寿命,对胶合木耐久性能进行研究。以未经防腐处理与经过CCA防腐处理的2种樟子松制备的胶合木为研究对象,探究湿热沸水老化处理对其耐久性能的影响。研究结果表明:湿热沸水老化处理对CCA防腐樟子松-单组分聚氨酯试件吸水厚度膨胀率的影响更为显著;经老化处理后,樟子松试件的静曲强度、弹性模量和胶层剪切强度较老化处理前均大幅下降,未防腐处理樟子松试件分别下降了45.07%、30.01%和45.07%,CCA防腐樟子松试件分别下降了43.59%、30.35%和50.08%;CCA防腐樟子松试件2次循环剥离总剥离率最高达39.49%,因此不建议使用CCA防腐处理樟子松与单组分聚氨酯胶合生产层板胶合木;SPSS方差分析表明,老化时间和材料种类对试件的上述3种力学性能均具有显著性影响。

关键词：胶合木 CCA防腐处理湿热老化耐久性能剪切强度