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钢纤维砂浆抗裂性能的定量评价与机理

硅酸盐学报 2011年第3期39卷 531-536页

作者：李长风刘加平刘建忠吕进阳知乾高性能土木工程材料国家重点实验室江苏省建筑科学研究院有限公司南京210008

基于图像分析技术,定量评价了钢纤维掺量、直径及形状对砂浆塑性开裂性能的影响规律。测试了相应条件下砂浆开裂时的塑性抗拉强度及随时间变化的水分蒸发速率,探讨了钢纤维的阻裂机理。结果表明:钢纤维掺量增加、直径减小,裂缝潜在参数P... 详细信息

基于图像分析技术,定量评价了钢纤维掺量、直径及形状对砂浆塑性开裂性能的影响规律。测试了相应条件下砂浆开裂时的塑性抗拉强度及随时间变化的水分蒸发速率,探讨了钢纤维的阻裂机理。结果表明:钢纤维掺量增加、直径减小,裂缝潜在参数Pcrack和尺度参数β降低,裂缝平均宽度降低,抗塑性开裂性能变好;波浪型钢纤维的抗塑性开裂性能优于平直型钢纤维;钢纤维对砂浆抗裂性能的改善主要归功于抗拉强度的提高,而与水分蒸发速率基本无关。

关键词：钢纤维抗裂性能图像分析砂浆

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聚合物涂层对混凝土碳化的影响及作用机理

东南大学学报（自然科学版） 2010年第A2期40卷 208-213页

作者：石亮刘建忠刘加平江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室南京210008

为了提升混凝土的抗碳化性能,在混凝土表面涂覆了一层聚合物防护材料.通过碳化试验,并采用热分析仪、图像分析技术及压汞法,对比研究了聚合物涂层涂覆后混凝土碳化性能的变化,分析了涂层材料的使用引起水泥石水化程度、表面微裂纹及毛... 详细信息

为了提升混凝土的抗碳化性能,在混凝土表面涂覆了一层聚合物防护材料.通过碳化试验,并采用热分析仪、图像分析技术及压汞法,对比研究了聚合物涂层涂覆后混凝土碳化性能的变化,分析了涂层材料的使用引起水泥石水化程度、表面微裂纹及毛细孔结构改变对碳化反应的影响.实验结果表明,涂覆聚合物涂层的混凝土试件7d碳化深度与基准组相比降低了20%.涂层材料的使用增加了水泥石中C-S-H凝胶及Ca(OH)2可碳化物质的量,但降低了单位时间内可碳化物质消耗量与生成总量的比值,从化学层面延缓了水泥石的碳化.聚合物涂层抑制水泥石表面裂缝的产生,减少大于100nm毛细孔数量并降低总体孔隙率,使水泥石抵御CO2气体侵入的能力提升,增强了水泥石的抗碳化能力.

关键词：聚合物涂层碳化水化程度微裂纹孔结构

轻烧氧化镁膨胀剂膨胀性能的温度敏感性及其机理分析

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东南大学学报（自然科学版） 2011年第2期41卷 359-364页

作者：刘加平王育江田倩张守治江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室南京211103

为了考察温度对轻烧氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响,选取了2种典型煅烧活性的轻烧氧化镁,研究了氧化镁水化速率及掺加氧化镁浆体变形性能的温度敏感性,并从氧化镁水化动力学角度对其机理进行分析.试验结果表明:低活性轻烧氧化镁的水化及膨... 详细信息

为了考察温度对轻烧氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响,选取了2种典型煅烧活性的轻烧氧化镁,研究了氧化镁水化速率及掺加氧化镁浆体变形性能的温度敏感性,并从氧化镁水化动力学角度对其机理进行分析.试验结果表明:低活性轻烧氧化镁的水化及膨胀速率显著依赖反应温度,表现出较强的温度敏感性;轻烧氧化镁的水化过程同样可以划分为和硅酸盐水泥相近的5个阶段,试验所采用的2种氧化镁在水化反应诱导期及加速期的活化能(分别为75.9和149.8 kJ/mol)差异最为显著.氧化镁膨胀剂自身膨胀效能及水化反应动力学参数的差异是造成温度敏感性差异的主要原因.

关键词：氧化镁膨胀剂水化动力学水化活性温度敏感性

基于Dinger-Funk方程的活性粉末混凝土配合比设计

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东南大学学报（自然科学版） 2010年第A2期40卷 15-19页

作者：崔巩刘建忠姚婷林玮江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室南京210008

为了提高活性粉末混凝土(RPC)的密实度,用最紧密堆积理论对RPC进行配合比设计.基于最紧密堆积理论,运用Matlab与Excel Solver Tool进行编程,实现RPC复合体系的静态密实堆积的理论计算,并变换配合比参数,对理论计算配合比进行验证.试验... 详细信息

为了提高活性粉末混凝土(RPC)的密实度,用最紧密堆积理论对RPC进行配合比设计.基于最紧密堆积理论,运用Matlab与Excel Solver Tool进行编程,实现RPC复合体系的静态密实堆积的理论计算,并变换配合比参数,对理论计算配合比进行验证.试验结果表明:按照理论计算配合比所配制的RPC抗压强度高达186.6MPa,抗折强度25.6MPa,且工作性能良好,相对于其他配合比,理论计算出的RPC配合比的工作性与力学性能综合为最优.可将基于Dinger-funk方程的最紧密堆积模型科学地应用于RPC配合比设计.

关键词：活性粉末混凝土配合比设计力学性能

钢纤维分布的表征及对水泥基材料拉伸行为的影响

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东南大学学报（自然科学版） 2010年第A2期40卷 84-88页

作者：李长风刘加平刘建忠江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室南京210008

采用单轴拉伸法,研究了4种钢纤维分布状态对水泥基材料拉伸行为的影响.采用图像分析技术,对断裂后试样中钢纤维的真实分布进行了表征,阐明了钢纤维分布状态与水泥基材料拉伸行为的关系.结果表明:推导出的钢纤维分散系数和取向系数可以... 详细信息

采用单轴拉伸法,研究了4种钢纤维分布状态对水泥基材料拉伸行为的影响.采用图像分析技术,对断裂后试样中钢纤维的真实分布进行了表征,阐明了钢纤维分布状态与水泥基材料拉伸行为的关系.结果表明:推导出的钢纤维分散系数和取向系数可以有效地描述出钢纤维的分布状态;试样的断裂位置受钢纤维分散性的影响,往往在分散系数最小的区域断裂;4种钢纤维分布状态所对应的在拉伸方向上的取向系数分别为0.365,0.614,0.664和0.758,所对应的14d抗拉强度分别为8.59,9.11,9.64和10.24MPa,两者呈现了较好的相关性.

关键词：钢纤维分布抗拉强度分散系数取向系数图像分析

用多层次二元复合法则计算高强型CA砂浆弹性的模量

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硅酸盐学报 2014年第2期42卷 198-202页

作者：万赟刘加平洪锦祥高性能土木工程材料国家重点实验室江苏省建筑科学研究院有限公司南京210008

根据细观力学模型,将水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)分解成多个层次的二元复合体系。通过借鉴二元复合体弹性模量计算模型逐层进行计算,建立了通过配合比参数计算CA砂浆弹性模量的方法,并对不同配合比的水泥沥青砂浆的弹性模量进行了计算,并... 详细信息

根据细观力学模型,将水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)分解成多个层次的二元复合体系。通过借鉴二元复合体弹性模量计算模型逐层进行计算,建立了通过配合比参数计算CA砂浆弹性模量的方法,并对不同配合比的水泥沥青砂浆的弹性模量进行了计算,并与实验结果进行了比对,有较好的一致性,验证了该计算方法的合理性与有效性。

关键词：水泥乳化沥青砂浆弹性模量多层次二元复合体配合比参数

模拟混凝土孔溶液中有机阻锈剂对钢筋的保护作用

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东南大学学报（自然科学版） 2010年第A2期40卷 187-191页

作者：缪昌文周伟玲陈翠翠江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室南京210008

为了更好地量化和表征钢筋混凝土阻锈剂的作用效果及机理,对模拟混凝土孔溶液中钢筋电极的电化学行为及表面元素分布进行了研究.通过线性极化、电化学阻抗谱等测试对羧酸铵作为混凝土中钢筋阻锈剂的效果进行了评价,并通过X射线光电子能... 详细信息

为了更好地量化和表征钢筋混凝土阻锈剂的作用效果及机理,对模拟混凝土孔溶液中钢筋电极的电化学行为及表面元素分布进行了研究.通过线性极化、电化学阻抗谱等测试对羧酸铵作为混凝土中钢筋阻锈剂的效果进行了评价,并通过X射线光电子能谱(XPS)测试分析了不同溶液中钢筋表面元素组成的差异,分析了阻锈剂分子对钢筋保护的作用机理.研究表明,钢筋电极在含阻锈剂及仅含NaC l的模拟混凝土孔溶液中相比,电荷转移电阻显著提高,表面裸露零价铁的含量也有明显减少.这证明羧酸铵能显著减少碱性环境中氯盐对钢筋钝化膜的破坏,从而对钢筋混凝土的提高起到良好的保护作用.

关键词：混凝土阻锈剂线性极化电化学阻抗谱 X射线光电子能谱

氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土变形特性的影响

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东南大学学报（自然科学版） 2010年第A2期40卷 150-154页

作者：刘加平张守治田倩郭飞王育江江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室南京210008

从氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土安定性能和力学性能的影响规律出发,系统研究了该新型氧化镁复合膨胀剂在不同养护方式下对高性能混凝土变形特性的影响规律.结果表明:在确保安定性的前提下,氧化镁复合膨胀剂在高性能混凝土适宜掺量为... 详细信息

从氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土安定性能和力学性能的影响规律出发,系统研究了该新型氧化镁复合膨胀剂在不同养护方式下对高性能混凝土变形特性的影响规律.结果表明:在确保安定性的前提下,氧化镁复合膨胀剂在高性能混凝土适宜掺量为不超过8%.内掺8%的氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土力学性能影响不大,但对高性能混凝土的变形特性有显著影响.在饱水养护条件下,氧化镁复合膨胀剂既具有较大的早期膨胀性能,又具有一定的持续微膨胀性能;在密封养护条件下,氧化镁复合膨胀剂的掺入能完全消除高性能混凝土的早期自收缩,产生自膨胀;在干燥养护条件下,氧化镁复合膨胀剂的掺入对高性能混凝土的干燥收缩也表现出明显的抑制效果,至120d测试龄期时干燥收缩的减缩率仍然高达50.2%.

关键词：氧化镁复合膨胀剂膨胀特性自生体积变形干燥收缩高性能混凝土

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化学沉积法改善纤维-水泥基体的界面性能

建筑材料学报 2013年第4期16卷 699-705页

作者：阳知乾刘建忠刘加平李长风周华新江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室江苏南京210008

为了改善合成纤维-水泥基体界面黏结性质,通过化学沉积纳米二氧化硅,制备了一系列的改性纤维.使用X射线能谱仪(EDS)确认二氧化硅的存在,采用扫描电镜(SEM)观察纳米颗粒在纤维表面的分布,从而评价化学沉积时间对沉积效果的影响,并通过单... 详细信息

为了改善合成纤维-水泥基体界面黏结性质,通过化学沉积纳米二氧化硅,制备了一系列的改性纤维.使用X射线能谱仪(EDS)确认二氧化硅的存在,采用扫描电镜(SEM)观察纳米颗粒在纤维表面的分布,从而评价化学沉积时间对沉积效果的影响,并通过单丝纤维拔出行为和塑性抗裂性能试验证实改性纤维的优势.结果表明:对聚丙烯(PP)纤维而言,合适的化学沉积时间为60min,此时纳米二氧化硅粒子的平均粒径为300nm;聚乙烯醇(PVA)纤维表面具有的亲水性质,使纳米二氧化硅在其上的分布形态与在PP纤维上明显不同;改性纤维的界面黏结强度显著提高,表现出优良的抗裂性能,其原因可能是由于二氧化硅的水化活性,水化产物在单丝拔出及塑性抗裂时起到了物理锚固及化学键合的双重作用.

关键词：改性纤维二氧化硅溶胶-凝胶化学沉积界面黏结拔出抗裂