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利用自行研制的粗集料形态特征研究系统(MASCA),采用数字图像处理技术,提出了以轴向系数与圆度这2个指标来表征粗集料的二维形状特征.研究表明:随着集料粒径的增大,其轴向系数呈下降趋势,岩性特征与集料的轴向系数间并无密切关联.卵石颗粒的圆度显著地接近于1,石灰岩、花岗岩、玄武岩和安山岩这4种集料的岩性特征对其圆度影响不大.

混凝土科学理论与技术的进步是现代工程技术革新的基础.可持续发展是现代社会、经济与环境发展的必由之路.改革开放30多年来,基础设施建设经历了快速发展,社会经济水平显著提高,在这其中混凝土材料作出了巨大贡献.作为宗的建筑材料和人造材料,混凝土也应遵循绿色、低碳、节能、环境友好、可持续的发展原则.尤其是在,截止2015年商品混凝土产量已超过16亿m3,水泥产量近25亿t,混凝土的可持续发展对可持续发展事业
将板岩废弃物粉磨后以不同比例替代水泥制成胶砂试件,并测试了其抗折强度、抗压强度、毛细管水量和干缩性能.结果表明,当废弃板岩石粉等质量替代水泥不超过20%(质量分数)时,试件28 d抗压强度与纯水泥胶砂强度基本持平,超过21%,表明废弃板岩石粉有一定的火山灰活性;在废弃板岩石粉替代量不大的情况下,试件的毛细管水量和干缩性能良好;用废弃板岩石粉作为水泥掺和料具有很高的经济价值和环保价值.

为了研究影响聚合物颗粒在水泥表面附行为的因素,测试了掺液前后新拌浆体zeta电位随时间的变化,并研究了液类型及聚灰比(mL/mC)对水泥粒子附液中聚合物颗粒(简称液颗粒)的影响.结果表明:水泥粒子会附液颗粒,阴离子型液颗粒较非离子型液颗粒更易被水泥粒子附;随聚灰比的增加,水泥粒子对液颗粒的附量有一个值,且液颗粒在水泥表面的附是单层的.
用卡波姆凝胶配制与流变混凝土浆体流变性能等效的透明浆体,通过可视化物模试验模拟得到流变混凝土骨料的运动规律.基于真实与模拟介质流动图像、振动骨料分布实时一致性原则,分析了拌和物流动过程形变、振动骨料沉降特点及其形成机理.结果表明:流变混凝土基于等效流变性能的可视化模拟方法独特可行,可直观获取骨料沉降运动规律以及速度场、位移场等运动形态参数,为进一步研究流变混凝土的本构关系及颗粒接触模型提供基础.
在研制玻璃纤维增强造纸污泥纤维板的基础上,分析了偶联剂施加量和玻璃纤维长度对该板材物理力学性能的影响,并研究了这种板材的复合机理.结果表明:随着偶联剂施加量的增大,玻璃纤维长度的增加,玻璃纤维增强造纸污泥纤维板的各项性能均有所提高,当玻璃纤维长度为4cm,偶联剂施加量≥0.5%(质量分数)时,其各项力学性能均可达到家标准.红外光谱分析发现,偶联剂可改善玻璃纤维表面极性,使其与酚醛树脂胶形成共价连接.扫描电镜观察发现偶联剂能增加玻璃纤维表面粗糙度,这可进一步改善玻璃纤维表面的润湿性,有利于胶合.

在进行减缩剂减缩机理的研究中,以Laplace方程为理论依据,分析了温度、碱度对减缩剂降低孔溶液表面张力的影响,评价了掺减缩剂孔溶液与水泥石毛细孔壁的接触性质,并对以γcosθ表征的减缩机理有效性进行了评价.结果表明:温度和碱度的提高增强了减缩剂降低溶液表面张力的能力;减缩剂将孔溶液与水泥石的接触性质由润湿转变为半润湿状态;建立的以γcosθ表征的减缩机理能较准确地预测水泥石收缩的发展趋势.
为了满足对活性粉末混凝土(RPC)结构进行非线性分析和设计的需要,通过试验研究了RPC试件在双轴受压状态下的强度和变形特性,分析了RPC的破坏形态、双轴抗压极限强度、峰值应变、应力-应变曲线等变化规律,给出了RPC的二轴峰值应力包络图与峰值应变包络图,建立了主应力空间下RPC的双轴破坏准则,为RPC按多轴强度理论进行设计提供了试验依据.
研究了钢渣粉及不同粒径范围钢渣砂对水泥砂浆早期干燥收缩性能和孔结构的影响.结果表明:在一定掺量范围内,单掺钢渣粉或钢渣砂均能明显降低水泥砂浆的早期干燥收缩率,当掺量(质量分数)为30%时,改善效果尤为显著;钢渣砂粒径范围不同,对水泥砂浆早期干燥收缩率的影响有所不同,粒径小于2.5mm的钢渣砂具有明显改善作用.主要原因在于钢渣粉或钢渣砂能降低水泥砂浆的孔隙率,优化孔结构,提高密实度;相比于钢渣砂,钢渣粉对水泥砂浆早期干燥收缩性能和孔结构的改善效果更加显著,但二者复掺的改善效果并不明显.
研究了SAP(水树脂)内养护剂对膨胀混凝土力学性能、变形开裂性能和耐久性能的影响,然后通过MIP,SEM,XRD等手段对其养护机理进行了微观分析.结果表明:掺加SAP可显著提高膨胀混凝土的早期膨胀值和限制膨胀率,降低膨胀与收缩变形的差值,且对强度、渗透性无不利影响.由于SAP具有水-释水功能,因此掺加SAP将有利于钙矾石的生成和水泥水化程度的提高,并能有效改善膨胀混凝土的孔结构分布.