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超高性能水泥基复合材料早期自收缩特性研究

建筑材料学报 2014年第1期17卷 19-23页

作者：张云升张国荣李司晨东南大学江苏省土木工程材料重点实验室江苏南京211189

采用新型高精度全自动自收缩测量仪，研究了加入粗集料、不同水胶比（mw／mB=0．16，0．20，0．24）和不同钢纤维体积分数（φf=0％，1％，2％，3％）对超高性能水泥基复合材料（ultra—highperformancecementitouscomposite，UHPCC）... 详细信息

采用新型高精度全自动自收缩测量仪，研究了加入粗集料、不同水胶比（mw／mB=0．16，0．20，0．24）和不同钢纤维体积分数（φf=0％，1％，2％，3％）对超高性能水泥基复合材料（ultra—highperformancecementitouscomposite，UHPCC）自加水起33h内自收缩特性的影响．结果表明：UHPCC早期自收缩随龄期的发展具有明显的双阶段特征，即初始快速发展阶段和后期缓慢发展阶段；UHPCC早期自收缩随着水胶比的降低而增加，当水胶比从0．24分别减小到0．20，0．16时，0～20h内其自收缩值分别增加了34．09／6和63．8％；粗集料和钢纤维对UHPCC早期自收缩有明显的抑制作用，钢纤维体积分数从0％分别增至1％，2％和3％时，0～33h内其自收缩值分别降低了23．9％，60．5％，86．5％；UHPCC在33h时的自收缩值与水胶比（≤0．24）、钢纤维体积分数（0％～3％）这两者的关系均近似呈线性相关．

关键词：超高性能水泥基复合材料早期自收缩水胶比钢纤维体积分数

碳酸化改性对CaO-C4A3S膨胀剂熟料矿物组成及水化历程的影响

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建筑材料学报 2020年第4期23卷 778-781,800页

作者：李华陆安群王育江田倩江苏苏博特新材料股份有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室江苏南京211103

采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)、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(CaO-C4A3S)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... 详细信息

采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)、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(CaO-C4A3S)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(f-CaO)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1.6倍.碳酸化改性显著提高了CaO-C4A3S膨胀剂熟料在水泥基材料硬化阶段的膨胀效能.

关键词：氧化钙硫铝酸钙膨胀剂熟料碳酸化改性水化热膨胀历程

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超高强水泥基灌浆材料疲劳性能研究综述

材料导报 2021年第11期35卷 11013-11026页

作者：沙建芳夏中升刘建忠郭飞徐海源高性能土木工程材料国家重点实验室南京210008 江苏苏博特新材料股份有限公司南京211103

海上风电是未来清洁能源发展的一个重要组成部分,风机基础是海上风电场建设的重点之一。海上风机基础多采用灌浆连接,通过在内外钢筒内灌注超高强水泥基灌浆料,使上下两部分形成受力结构。在风机漫长服役期内,灌浆连接段会承受多达109... 详细信息

海上风电是未来清洁能源发展的一个重要组成部分,风机基础是海上风电场建设的重点之一。海上风机基础多采用灌浆连接,通过在内外钢筒内灌注超高强水泥基灌浆料,使上下两部分形成受力结构。在风机漫长服役期内,灌浆连接段会承受多达109次轴向及弯矩荷载效应,疲劳问题较为突出。而灌浆料作为灌浆连接段重要的组成部分,其疲劳性能是评价灌浆连接段结构承载能力的重要指标。超高强灌浆料与高强混凝土同属于水泥基材料范畴,它们在疲劳损伤机理等方面具有共通之处。单轴等幅疲劳作用荷载下水泥基材料的疲劳损伤、极限破坏机理是该领域研究的热点。而超高强灌浆材料作为新型建筑材料,受制于研发制备水平,疲劳性能试验方面的研究相对较少。近年来,业内材料研发单位开展了旗下相关产品的疲劳强度与疲劳寿命之间作用关系的研究工作,而相关高校基于业内品牌产品相继开展了不同结构形式灌浆连接段静力与疲劳性能研究,也取得了一些成果,但关于超高强灌浆料疲劳性能的影响因素以及损伤机制等尚属空白。针对工程中大量应用的混凝土材料,科研人员开展了比较完整的疲劳性能研究,包括反复荷载作用下的疲劳损伤、极限破坏机理,单轴、多轴受压以及拉伸、弯拉、复合荷载作用的疲劳性能的测试方法以及影响因素与作用机制等。由于受试验设备、条件、环境等因素的影响,结果呈现出多样性和离散性。而在超高强灌浆料方面,研究者侧重于超高强灌浆料不同服役环境下疲劳性能获取、性能预测以及灌浆连接段疲劳性能的研究,并形成海上风电场灌浆料疲劳性能计算的相关规范。本文通过梳理混凝土和灌浆料疲劳性能、损伤机理等方面的相关进展,汲取混凝土疲劳性能研究中的经验,以期对超高强灌浆料疲劳性能研究提供指导和参考;阐述了常用的混凝土疲劳寿命预测模型,对DNV-GL系列规范中关于海上风电场灌浆料疲劳计算模型进行参数解读与适应性分析,使相关从业人员和科研人员对超高强灌浆料疲劳性能有更深入的认识。

关键词：海上风电场灌浆料受压疲劳疲劳寿命预测

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膨润土对炉底渣轻质保温砂浆性能的影响

建筑材料学报 2010年第3期13卷 418-420页

作者：秦鸿根眭斌郭伟东南大学江苏省土木工程材料重点实验室江苏南京211189

采用炉底渣作轻砂,普通水泥和Ⅱ级粉煤灰作胶凝材料,膨润土和复合外加剂作改性剂配制轻质保温砂浆.研究了膨润土掺量对炉底渣保温砂浆的和易性、密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明：掺入一定量的膨润土能明显改善砂浆的和易性,... 详细信息

采用炉底渣作轻砂,普通水泥和Ⅱ级粉煤灰作胶凝材料,膨润土和复合外加剂作改性剂配制轻质保温砂浆.研究了膨润土掺量对炉底渣保温砂浆的和易性、密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明：掺入一定量的膨润土能明显改善砂浆的和易性,提高砂浆的抗压强度,而砂浆表观密度和导热系数变化不大.综合考虑保温砂浆的工作性、强度和导热系数等方面因素,较为合适的膨润土掺量为5.0%~7.5%（质量分数）.

关键词：膨润土轻质保温砂浆炉底渣工作性抗压强度导热系数

基于碳酸盐定量分析的水泥石抗碳化性能测试方法

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功能材料 2011年第4期42卷 671-674页

作者：陈璐圆钱春香东南大学材料学院江苏省土木工程材料重点实验室江苏南京211189

针对目前各种碳化深度测量方法的弊端,结合所发明的检测装置,形成了一套新型抗碳化性能测试方法-碳酸盐含量法。试验结果表明,这是一种更加精确的碳化测试方法,不仅能划分完全碳化区和碳化进行区,还不会因受到其它水泥石中性化因素的干... 详细信息

针对目前各种碳化深度测量方法的弊端,结合所发明的检测装置,形成了一套新型抗碳化性能测试方法-碳酸盐含量法。试验结果表明,这是一种更加精确的碳化测试方法,不仅能划分完全碳化区和碳化进行区,还不会因受到其它水泥石中性化因素的干扰而影响测量结果。基于试验结果,对比酚酞喷涂法,说明该方法更具有优势,不但原理简单,而且可以测得试件碳化部分全部的碳化产物含量。

关键词：碳化深度粉煤灰碳酸钙含量完全碳化区碳化反应区

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缓凝剂对氧化钙膨胀剂效能的影响

硅酸盐学报 2014年第2期42卷 184-189页

作者：徐文李华田倩刘加平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 江苏博特新材料有限公司南京210008

用变形测试、热重分析和化学滴定方法,系统研究了葡萄糖酸钠和柠檬酸钠2种缓凝剂对掺有CaO膨胀剂水泥净浆不同龄期自由自生体积变形、限制自生体积变形,以及CaO膨胀熟料水化速率、水化进程等方面的影响。结果表明:缓凝剂的使用延缓了Ca... 详细信息

用变形测试、热重分析和化学滴定方法,系统研究了葡萄糖酸钠和柠檬酸钠2种缓凝剂对掺有CaO膨胀剂水泥净浆不同龄期自由自生体积变形、限制自生体积变形,以及CaO膨胀熟料水化速率、水化进程等方面的影响。结果表明:缓凝剂的使用延缓了CaO膨胀剂水化进程,0.08%掺量下纯水中11h和水泥净浆中7d水化程度分别降低了15%和25%以上;增大了水泥净浆自由自生体积变形,0.08%掺量下28d较基准提高了50%以上;减小了约束状态下的限制自生体积变形,0.08%掺量下最大膨胀率降低了超过90%以上,从而抑制了CaO膨胀剂的膨胀指数和膨胀效能。绝大多数实际情况下有约束存在时,不利于对水泥基材料收缩的补偿。

关键词：膨胀剂缓凝剂自生体积变形膨胀指数水化进程

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浆体新拌性能与透水混凝土硬化性能的相关性

建筑材料学报 2018年第1期21卷 20-25页

作者：姜骞刘建忠周华新崔巩蔡景顺江苏苏博特新材料股份有限公司江苏南京211103 高性能土木工程材料国家重点实验室江苏南京210008

使用减水剂和增稠剂配制了不同新拌状态的透水混凝土,考察了透水混凝土浆体新拌性能(流动性、黏聚性)与其硬化性能(抗压强度、透水系数、孔隙率)之间的相关性,并深入分析浆体新拌性能与其流变参数之间的关系.结果表明:随着浆体流动度的... 详细信息

使用减水剂和增稠剂配制了不同新拌状态的透水混凝土,考察了透水混凝土浆体新拌性能(流动性、黏聚性)与其硬化性能(抗压强度、透水系数、孔隙率)之间的相关性,并深入分析浆体新拌性能与其流变参数之间的关系.结果表明:随着浆体流动度的提高,浆体易向下流动,透水混凝土沿竖直方向的孔隙率递减,造成其透水性能下降;提高浆体黏聚性有助于其稳定包裹骨料,从而改善透水混凝土孔隙结构均匀性;使用减水剂和增稠剂能够同时提高浆体的流动性和黏聚性,使其在较低的屈服应力下获得较高的塑性黏度,可以增加透水混凝土浆体流动过程中的阻力,降低流速,既使透水混凝土具有良好的工作性能,又使浆体能够良好地与骨料粘结,不发生沉底堵孔现象.

关键词：透水混凝土工作性能抗压强度透水系数增稠剂流变

复合活化剂对高掺量矿渣胶凝材料性能及其作用机理的影响

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硅酸盐学报 2016年第8期44卷 1147-1153页

作者：姜骞穆松刘建忠石亮江苏苏博特新材料股份有限公司南京211103 高性能土木工程材料国家重点实验室南京210008

针对水泥-高掺量矿渣胶凝材料早期强度发展缓慢的现象,自行设计开发了一种用于激发矿渣早期水化活性的复合活化剂,对比研究了复合活化剂与纯硫酸盐对水泥-矿渣胶凝材料性能以及水化机理的影响。结果表明:复合活化剂与纯硫酸盐均能在水化... 详细信息

针对水泥-高掺量矿渣胶凝材料早期强度发展缓慢的现象,自行设计开发了一种用于激发矿渣早期水化活性的复合活化剂,对比研究了复合活化剂与纯硫酸盐对水泥-矿渣胶凝材料性能以及水化机理的影响。结果表明:复合活化剂与纯硫酸盐均能在水化1 d内提高水泥熟料和矿渣的反应程度,促进矿渣产物形态提前由外部水化产物向内部水化产物过渡,提升胶凝材料早期宏观性能;然而使用纯硫酸盐激发的胶凝材料后期性能下降,可能是由于生成过量钙矾石所造成;复合活化剂则通过促进水泥熟料水化、加速矿渣溶解、反应以及改善微观结构性能等提高胶凝材料早期强度提升,对后期性能无副作用。

关键词：高掺量矿渣胶凝材料复合活化剂水化机理

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纳米二氧化硅透水混凝土新拌流变及硬化性能

建筑材料学报 2019年第6期22卷 866-871页

作者：姜骞谢德擎江苏苏博特新材料股份有限公司江苏南京211103 高性能土木工程材料国家重点实验室江苏南京210008

针对传统透水混凝土工作性能不佳和强度偏低的问题,研究了纳米二氧化硅改性透水混凝土的新拌流变性能与硬化性能.结果表明:纳米二氧化硅能够改善新拌透水混凝土中浆体的黏聚性并减少振动时浆体的向下流动,当纳米二氧化硅质量分数达到1.... 详细信息

针对传统透水混凝土工作性能不佳和强度偏低的问题,研究了纳米二氧化硅改性透水混凝土的新拌流变性能与硬化性能.结果表明:纳米二氧化硅能够改善新拌透水混凝土中浆体的黏聚性并减少振动时浆体的向下流动,当纳米二氧化硅质量分数达到1.00%时,透水混凝土中浆体的塑性黏度和触变环面积分别提高了64.74%和235.96%;纳米二氧化硅能够通过提高浆体强度来改善透水混凝土的抗压强度,当纳米二氧化硅质量分数超过0.50%后,其对透水混凝土抗压强度的增强效果不再明显;纳米二氧化硅还可以略微提高透水混凝土的透水性能,推测与纳米二氧化硅使得透水混凝土在竖直方向上的孔隙均匀分布有关.

关键词：透水混凝土纳米二氧化硅工作性能抗压强度透水系数