4,水泥 四川大学锦城学院 肖栋天 20120317 COLLEGE TWO XIA

合集下载

水泥混凝土路面固化翘曲试验研究

水泥混凝土路面固化翘曲试验研究
第 1 6卷第 5 期 2 0 1 3 年 1 O月


材ห้องสมุดไป่ตู้



Vo 1 .1 6, NO. 5
J OURNAL OF BUI L DI N 『 G M ATE RI ALS
Oc t ., 2 01 3
文章 编 号 : 1 0 0 7 — 9 6 2 9 ( 2 O 1 3 ) O 5 一 O 8 1 2 一 O 5
or d i na r y c ur i n g a nd pl a s t i c s he e t c o v e r c ur i n g r e s pe c t i ve l y.The c o mp a r i s on o f t he t e mp e r a t u r e f i e l ds o f t he s l a bs wi t h di f f e r e nt c u r i ng me t ho ds a t e a r l y a g e i nd i c a t e t ha t a l t ho ug h t he y ha ve a bo u t t he s a me c h a ng e r ul e,t h e d i f f e r e n c e s t i l l e x i s t s .And t he di f f e r e nc e s a r e ma i nl y du e t o t h e t he r ma l p a r a me t e r s o f t he c ur i ng
n a l s e t t i n g s h o ws t h a t t h e i n t e r n a l t e mp e r a t u r e g r a d i e n t o f 7 . 1 a n d 6 . 5℃ / 2 6 c m a r e b u i l t i n t h e s l a b s wi t h

基于核磁共振技术分析骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响

基于核磁共振技术分析骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响

第42卷第12期2023年12月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol.42㊀No.12December,2023基于核磁共振技术分析骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响李㊀贤1,宁㊀麟2,陈亮亮1,李㊀炀2,邓小江2(1.云南省交通规划设计研究院股份有限公司,昆明㊀650011;2.贵州大学土木工程学院,贵阳㊀550025)摘要:为研究骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响,采用核磁共振(NMR)设备和BRS-Ⅱ型脉冲孔渗测定仪测试了骨料分别为标准砂和机制砂(粒径分别为1.25~2.50mm㊁2.50~5.00mm㊁5.00~10.00mm)的标准柱状水泥砂浆试件的T2谱㊁核磁共振成像硬脉冲一维频率编码技术(GR序列)和渗透率,探究了骨料粒径对水泥砂浆试件孔径分布㊁渗透率㊁孔隙度㊁迂曲度㊁孔隙结构分形特征以及孔隙空间分布均匀程度的影响㊂研究结果表明:标准砂试件的等效平均孔隙半径及孔隙度最小,等效平均孔隙半径随骨料粒径的增大先减小后增大,而骨料粒径与迂曲度呈负相关关系,与渗透率㊁孔隙度以及毛细孔分形维数呈正相关关系㊂另外,随着骨料粒径增加,试件孔隙空间分布不均匀程度显著增大,骨料粒径对水泥砂浆孔隙空间分布影响明显㊂关键词:水泥砂浆;微观结构;骨料粒径;渗透率;迂曲度;孔隙结构分形特征;孔隙空间分布均匀程度中图分类号:TQ172㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)12-4216-08 Study on Effect of Aggregate Particle Size on Microstructure ofCement Mortar Based on Nuclear Magnetic Resonance TechnologyLI Xian1,NING Lin2,CHEN Liangliang1,LI Yang2,DENG Xiaojiang2(1.Broadvision Engineering Consultants,Kunming650011,China;2.College of Civil Engineering,Guizhou University,Guiyang550025,China)Abstract:In order to study the effect of aggregate particle size on the microstructure of cement mortar,the T2spectra, nuclear magnetic resonance(NMR)imaging hard pulse one-dimensional frequency coding technique(GR sequence)and permeability of standard cylindrical cement mortar samples with aggregates of standard sand and mechanized sand(particle sizes of1.25~2.50mm,2.50~5.00mm,and5.00~10.00mm,respectively)were measured by using a NMR device and the BRS-II impulse pore permeability detector.The effect of aggregate particle size on the pore size distribution, permeability,porosity,tortuosity,fractal characteristics of pore structure,and the uniformity of pore space distribution of cement mortar samples were investigated.The results show that the equivalent average pore radius and porosity of standard sand sample are the smallest.The equivalent average pore radius decreases first and then increases with the increase of aggregate particle size,while the aggregate particle size is negatively correlated with the tortuosity,and positively correlated with the permeability,porosity and fractal dimension of the capillary pores.In addition,with the increase of aggregate particle size,the unevenness of pore space distribution of sample increases significantly,and the aggregate particle size obviously affects the pore space distribution of cement mortar.Key words:cement mortar;microstructure;aggregate particle size;permeability;tortuosity;fractal characteristic of pore structure;uniformity of pore space distribution收稿日期:2023-07-29;修订日期:2023-09-18基金项目:云南省科技厅重点研发计划(202103AA080013);国家自然科学基金(52164001)作者简介:李㊀贤(1984 ),男,博士,高级工程师㊂主要从事岩土工程㊁可利用岩土材料㊁地质灾害防治等方面的研究㊂E-mail:lee-22@ 通信作者:宁㊀麟,博士研究生㊂E-mail:linning0323@㊀第12期李㊀贤等:基于核磁共振技术分析骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响4217 0㊀引㊀言混凝土作为现代建构筑物的基本材料,其性能关乎建构筑物的使用性能及寿命㊂骨料作为混凝土结构中的重要组成部分,起到填充和支撑作用,其基本特征很大程度上决定了混凝土的力学性能[1]㊂同时,混凝土是骨料㊁砂浆以及界面过渡区(interface transition zone,ITZ)组成的三相复合体[2],ITZ存在于骨料表面,厚度达到15~30μm[1],该区域孔隙发育丰富,其孔隙度远大于水泥基体[3]㊂并且粒径分布是影响水泥砂浆孔隙度及孔径分布的主要参数[4],骨料粒径减小,骨料比表面积(surface-to-volume ratio,SVR)增大,试件内部ITZ区域总体积增大,从而影响试件孔隙度[5-6]㊂另外,根据K-C方程[7]可知试件渗透率与迂曲度㊁孔隙度以及孔隙半径等试件微观性能密切相关㊂因此,骨料粒径及分布对试件的微观结构有明显的影响,研究骨料粒径对混凝土微观结构的影响有重要意义㊂众多学者研究了骨料对混凝土性能的影响,如骨料特征对混凝土强度及变形的影响[1],骨料粒径对水化过程[8]㊁动态压缩强度[9]㊁抗拉强度[10]的影响,还有骨料含量[11]㊁形状[12-13]㊁空间分布[14]对力学性能的影响等㊂而随着科学技术飞速发展,混凝土试件微观结构研究手段也是多种多样,如计算机断层扫描(CT)[15]㊁核磁共振(NMR)技术[8]㊁压汞法(MIP)[16-17]㊁X射线断层扫描(XCT)[16,18]及低压N2/CO2吸附[19]等㊂这些方法不仅丰富了人们的研究内容,也有效促进了人们更好地了解及改进混凝土性能㊂NMR技术具有快速㊁无损的优点,被广泛运用于水泥基材料微观结构的研究[20-22]㊂本文运用低场NMR设备和BRS-Ⅱ型脉冲孔渗测定仪检测了骨料分别为标准砂和机制砂(粒径分别为1.25~2.50mm㊁2.50~5.00mm和5.00~10.00mm)的标准柱状水泥砂浆试件的T2谱和核磁共振成像硬脉冲一维频率编码技术(GR序列)及渗透率,通过T2谱获得试件的孔径分布和孔隙结构分形特征,并用GR序列信号幅值标准差来表征试件孔隙空间分布均匀程度,根据试件的孔径分布㊁孔隙结构分形特征㊁渗透率㊁迂曲度及孔隙空间分布均匀程度等参数探究了骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料及设备本文浇筑了水胶比相同,而细骨料粒径不同的标准柱状水泥砂浆试件,试件直径为50mm,高度为100mm㊂原材料主要包括水泥㊁标准砂和机制砂㊂水泥为P㊃W42.5级旋窖白色硅酸盐水泥,主要成分为CaO(68.89%,质量分数,下同)㊁SiO2(23.15%)㊁Al2O3(2.96%)㊁MgO(0.85%)㊁Fe2O3(0.30%)㊁K2O(0.22%)等[20-22],标准砂产自厦门艾斯欧标准砂有限公司,不同粒径机制砂的粒径分布见表1,水为自来水,试件配合比如表1所示㊂水泥砂浆试件按照表1配合比依据‘混凝土物理力学性能试验方法标准“(GB/T50081 2019)要求进行拌制,装入模具振荡密实,凝固24h后拆模并放入养护室进行标准养护㊂试件T2谱㊁GR序列采用苏州纽迈公司生产的MacroMR-150H-I型低场NMR设备测试得到,该低场NMR设备磁场强度为(0.3ʃ0.05)T,基本测试参数为:模拟增益10,数字增益1,等待时间2500ms,回波时间0.2ms,累加次数8次㊂饱水和称重都是采用NMR配套设备,渗透率采用BRS-Ⅱ型脉冲孔渗测定仪进行测定㊂表1㊀试件配合比及粒径组成Table1㊀Sample mix proportion and particle size compositionSample number Mix proportion(mass ratio)Cement Water Aggregate Aggregate type(particle size distribution/mm) B110.452Standard sandB210.452Manufactured sand(1.25~2.50)B310.452Manufactured sand(2.50~5.00)B410.452Manufactured sand(5.00~10.00)1.2㊀试验过程试件标准养护28.0d后,按以下程序开展试验:1)将试件两端打磨光滑,保证其满足后期试验要求,随后放入DHG-9036A型电热恒温鼓风干燥箱中以105ħ烘干不少于24h,使试件基本处于完全干燥状态,称4218㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷重并记录试件干燥质量,随后自然冷却至室温;2)采用BRS-Ⅱ型脉冲孔渗测定仪测量试件渗透率;3)使用低场NMR设备配套的NM-V真空加压饱和装置进行饱水,先以-0.1MPa的压力抽真空6h,随后注水加压饱和,水压为15MPa,饱水时间不少于24h;4)饱水完成后采用低场NMR设备测试试件的T2谱及GR序列㊂设备及试验过程示意图如图1所示㊂图1㊀设备及试验过程示意图Fig.1㊀Equipment and schematic diagram of test process2㊀结果与讨论2.1㊀孔径分布通过NMR T2谱可获得试件的孔径分布,孔隙半径r(单位为nm)和横向弛豫时间T2(单位为ms)满足式(1)[23]㊂r=CT2(1)式中:C为转换系数,取24nm/ms[23]㊂同时,参照Lan等[24-25]研究将孔隙分为三类,依次为胶凝孔(<10nm)㊁毛细孔(10~1000nm)和气孔或裂隙(>1000nm)㊂将孔径范围代入式(1)可得胶凝孔㊁毛细孔和气孔或裂隙对应的横向弛豫时间,分别为<0.4ms㊁0.4~40ms㊁>40ms㊂试件完全饱水后的T2谱和孔径分布分别如图2和图3所示,从图中可知, T2谱呈三峰分布,第一个峰对应的峰面积明显大于其他两个峰,峰面积由小到大依次为试件B1㊁B2㊁B4㊁B3,第一个峰包括所有胶凝孔及绝大部分的毛细孔,第二个峰包含部分毛细孔和部分气孔或裂隙,第三个峰全部为气孔或裂隙㊂同时,也统计了试件的孔隙占比(如图4所示),毛细孔占比最大,其次是胶凝孔,气孔或裂隙占比最小㊂为更好地表征骨料粒径对水泥砂浆孔隙结构的影响,并便于后文中渗透率及迂曲度等参数的计算,引入等效平均孔隙半径,将试件孔隙半径进行归一化处理[26]㊂r=ðS i r iðSˑ100%(2)i式中: r为等效平均孔隙半径,r i为孔隙半径,S i为孔径r i的孔隙体积与总孔隙体积比值㊂试件的NMR T2谱峰面积与含水量呈线性关系,而由式(1)可知孔隙半径与横向弛豫时间同样呈线性关系,那么,对于完全饱水状态下的试件,可将式(1)和(2)结合得到试件等效平均孔隙半径㊂r=CðA i T2iðAˑ100%(3)i第12期李㊀贤等:基于核磁共振技术分析骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响4219㊀式中:T 2i 为孔隙半径r i 对应的横向弛豫时间,A i 为横向弛豫时间T 2i 对应的信号强度与总信号强度之比㊂根据式(1)~(3)计算得到试件等效平均孔隙半径,并根据称重法计算得到试件孔隙度,如图5所示㊂从图5中可知,试件B1的等效平均孔隙半径和孔隙度均最小,随着骨料粒径增加,等效平均孔隙半径先增大再减小(但均大于试件B1),最后又增大(试件B4最大),而孔隙度则是稳步增大㊂可见,骨料粒径与孔隙度呈正相关关系,标准砂可减小试件的等效平均孔隙半径,随着骨料粒径增加,等效平均孔隙半径先减小后增大㊂图2㊀饱水试件的T 2谱Fig.2㊀T 2spectra of water-saturated samples 图3㊀饱水试件孔径分布及累计占比Fig.3㊀Pore size distribution and cumulative proportion of water-saturated samples图4㊀试件孔隙占比Fig.4㊀Proportion of pores in samples 图5㊀试件等效平均孔隙半径和孔隙度Fig.5㊀Equivalent average pore radius and porosity of samples 2.2㊀渗透率及迂曲度骨料渗透率与胶凝材料渗透率相差较大,骨料周围存在ITZ,随着骨料粒径增大,SVR 减小,ITZ 区域总体积减小,导致试件孔隙体积分数减小[5-6],因此骨料粒径可影响试件内ITZ 区域总体积,进而间接影响试件孔隙含量及空间分布㊂而孔隙含量及空间分布与试件渗透率及孔隙迂曲度相关㊂Brace 等[27]在1968年首先引入瞬态脉冲压力法来估计岩石渗透率,对三轴夹持器中的岩样注入测试气体使其饱和并处于平衡状态后,通过增加上游气室中的压力来引入压力脉冲,使气体从上游气室流过样品,流到下游气室,直到达到新的压力平衡状态㊂通过记录上下游压力的变化,结合式(4)和(5)可计算出试件渗透率[28]㊂K =αμβL (1/V u +1/V d )A (4)式中:K 为渗透率(渗透系数);μ为流体动力黏度,本文试验中,上游气室平均压力为1.7MPa,室温为25ħ,故μ=1.8035ˑ10-5Pa㊃s;β为流体压缩系数,β=0.588ˑ10-6Pa -1;L 为试件长度;V u 和V d 分别为上下游气室体积,为试验设备基本参数,分别为2.199ˑ10-5和2.102ˑ10-5m -3;A 为流体通过试件端面面积;α为衰4220㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷减系数,可通过上下游压力差计算,即α=-1t ln P u (t )-P d (t )P u (0)-P d (0)=-1t ln ΔP (t )ΔP (0)(5)式中:t 为渗透时间,P u (t )和P d (t )分别对应t 时刻上下游压力值(t =0对应初始时刻),ΔP (t )为不同时刻(t =0对应初始时刻)上下游压力差㊂为探究表征孔隙弯曲程度,引入平均迂曲度,并按式(6)计算[29]㊂ζ=1-F ln ϕ(6)式中:ζ为平均迂曲度;F 为经验常数,取0.41(球形)㊁0.60(最佳拟合)和0.63(立方体),本文中取0.60进行计算[29];ϕ为试件孔隙度㊂试件渗透率及迂曲度如图6所示㊂由图6可知,随着骨料粒径增大,试件的渗透率快速增大,而迂曲度则快速减小㊂但试件B1渗透率略大于试件B2,原因为试件B1骨料是由多种粒径组成的标准砂,在较大骨料间充填部分较小粒径孔隙,因此骨料空间分布上较为密实㊂虽然试件B1的孔隙度及等效平均孔隙半径最小,但其迂曲度最大,由K-C 方程[7](式(7))可得,渗透率与迂曲度的平方成反比,因此试件B1的渗透率比试件B2大㊂K =R 28ϕζ2(7)式中:R 为水力半径,为计算简便,在此处视为试件等效平均孔隙半径㊂总之,骨料粒径及分布对试件的渗透率及迂曲度有影响,骨料粒径越大,其SVR 越小,故试件内部的ITZ 区域越少,孔隙迂曲度越小,而试件渗透率越大,可见渗透率与骨料粒径呈正相关关系㊂图6㊀试件渗透率及迂曲度Fig.6㊀Permeability and tortuosity of samples 图7㊀试件孔隙结构分形维数Fig.7㊀Fractal dimension of pore structure in samples 2.3㊀孔隙结构分形特征孔隙结构分形维数D f 可反映多孔介质孔隙结构的复杂程度㊂当D f =2时,表示孔隙极为光滑;当D f =3时,表明孔隙结构变得极为复杂;当2<D f <3时,D f 越大则表明孔隙结构越复杂㊂孔隙结构分形维数按照式(8)计算[8]㊂ln S v =(3-D f )ln T 2-(3-D f )ln T 2max(8)式中:S v 为孔径小于r 对应的累积孔隙分数,即S v =V (<r )V s =r 3-D f -r 3-D f min r 3-D f max -r 3-D f min (9)式中:V (<r )为孔隙半径小于r 的累计体积,V s 为孔隙总体积㊂事实上,最小孔径r min 远小于最大孔径r max ,因此可将忽略不计,则式(9)可改写为S v =r 3-D f r 3-D f max =T 3-D f 2T 3-D f 2max (10)图7为试件三种孔隙对应的分形维数,胶凝孔分形维数为负数,不具有分形特征,不进行深入讨论㊂毛第12期李㊀贤等:基于核磁共振技术分析骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响4221㊀细孔及气孔或裂隙具有分形特征,其中试件B1气孔或裂隙的分形维数最小,随着骨料粒径增加,分形维数先增大后保持(试件B2和B3分形维数相等,但比试件B1大),最后稍微减小(试件B4分形维数小于试件B3),但气孔或裂隙分形维数整体变化趋势不大㊂另外,毛细孔分形维数随骨料粒径变化幅度最大,试件B1毛细孔分形维数最大,而试件B2最小㊂随着骨料粒径增大,毛细孔分形维数逐渐增大,但始终小于试件B1㊂出现该现象的原因为:试件B1的骨料为标准砂,含有一定比例的石粉,该部分细骨料在水化过程中填充在毛细孔表面,而其他试件骨料为单一粒径的机制砂,几乎不含石粉,因此试件B1毛细孔分形维数最大㊂同时,骨料粒径越大,骨料与骨料间的间隙越大,胶凝材料分布越集中,在水化过程中可提供越多的自由水支持水化反应,反应生成的水化产物附着在毛细孔表面,使孔隙表面结构更加复杂,故随着骨料粒径增加,毛细孔的分形维护逐渐增大㊂可见,试件毛细孔分形维数与骨料级配组成及粒径密切相关,骨料粒径越大,毛细孔分形维数越大,毛细孔结构越复杂,而骨料级配组成对孔隙结构的影响远大于骨料粒径的影响㊂2.4㊀孔隙空间分布均匀程度骨料周围存在ITZ,试件内部骨料粒径及骨料空间分布同样会对孔隙空间分布均匀程度造成一定的影响㊂试件在某一点的信号强度S 可表示为[30]S =a 1-exp -T R T 1()[]exp -T E T 2()(11)式中:a 为对应位置的质子密度,T R 为重复时间(两个90ʎ脉冲之间的间隔),T E 为回波时间(90ʎ脉冲与回波峰之间的间隔),T 1为纵向弛豫时间㊂饱水试件中NMR 检测到的是氢质子信号,由式(11)可知,对应位置的质子密度就是氢质子密度,即含水量㊂因此,GR 序列可表征试件不同位置的含水量(如图8所示),含水量越高,对应位置的信号强度越大,即信号量与试件对应位置含水量成正比㊂从图8中可知,每个试件不同位置信号量并不是均匀分布的,而且随着骨料粒径的增加,相邻位置间信号量变化幅度更加明显㊂为了定量表征试件中孔隙空间分布特征以及探究骨料粒径对试件中孔隙空间分布特征的影响,用GR 序列对应的信号幅值变化来定量表征试件内部孔隙空间分布的均匀性,用试件GR 序列信号幅值的平均值来表征不同试件中的总体孔隙含量,并通过信号幅值的标准差来评估试件中孔隙分布的均匀性,计算式为D =ðn 1(y i - y )2n (12)式中:y i 为GR 序列中对应位置的信号量, y 为信号量的平均值,n 为GR 序列中信号量数据的数量,D 为标准差,在本文中用来表示孔隙空间分布均匀程度,标准差越大,则孔隙分布的均匀性越差㊂试件孔隙空间分布均匀程度如图9所示㊂由图9可知,与标准砂相比,随着机制砂粒径增大,试件GR 序列信号幅值的平均值和标准差都先减小,试件B2最小,然后又增大㊂但是标准差在试件B3到试件B4之间变化最明显,而平均值的变化则较小㊂可见,随着骨料粒径增大,试件内部孔隙分布更加不均匀,但骨料间的空隙越大,胶凝材料分布越集中,试件中的ITZ 相对减少,而且骨料的吸水能力明显低于胶凝材料及ITZ㊂故随着骨料粒径增加,试件信号幅值的平均值变化较小,标准差增大明显,不均匀性明显增大㊂图8㊀饱水试件GR 序列Fig.8㊀GR sequence of water-saturated samples 图9㊀试件孔隙空间分布均匀程度Fig.9㊀Uniformity of pore space distribution of samples4222㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷3㊀结㊀论1)骨料粒径及骨料组成对水泥砂浆试件等效平均孔隙半径及孔隙度有影响,标准砂可降低试件等效平均孔隙半径及孔隙度,随着骨料粒径增大,试件孔隙度增加,等效平均孔隙半径先增大后减小㊂2)骨料粒径与试件孔隙迂曲度呈负相关关系,与渗透率呈正相关关系㊂3)试件毛细孔分形维数与骨料级配组成及粒径密切相关,骨料粒径越大,毛细孔分形维数越大,毛细孔结构越复杂,而骨料组成对孔隙结构的影响远大于骨料粒径的影响㊂4)骨料粒径影响试件内部孔隙分布的均匀性㊂随着骨料粒径增加,试件信号幅值的平均值变化较小,标准差增大明显,不均匀程度明显增大㊂参考文献[1]㊀汪㊀凯,燕远岭,赵㊀哲,等.界面过渡区与骨料特征对混凝土强度及变形影响的数值模拟研究[J].硅酸盐通报,2023,42(4):1298-1308+1322.WANG K,YAN Y L,ZHAO Z,et al.Numerical simulation study on effects of interface transition zone and aggregate characteristics on strength and deformation of concrete[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2023,42(4):1298-1308+1322(in Chinese).[2]㊀金㊀浏,李㊀健,余文轩,等.考虑骨料粒径影响的混凝土拉伸强度尺寸效应律[J].北京工业大学学报,2021,47(4):311-320.JIN L,LI J,YU W X,et al.Size effect law of concrete tensile strength considering the influence of aggregate size[J].Journal of Beijing University of Technology,2021,47(4):311-320(in Chinese).[3]㊀SHEN Q Z,PAN G H,ZHAN H G.Effect of interfacial transition zone on the carbonation of cement-based materials[J].Journal of Materials inCivil Engineering,2017,29(7):1-9.[4]㊀SANTOS A R,VEIGA M,SANTOS SILVA A,et al.Microstructure as a critical factor of cement mortars'behaviour:the effect of aggregatesproperties[J].Cement&Concrete Composites,2020,111:103628.[5]㊀LYU K,GARBOCZI E J,GAO Y F,et al.Relationship between fine aggregate size and the air void system of six mortars:I.Air void contentand diameter distribution[J].Cement and Concrete Composites,2022,131:104599.[6]㊀JIANG Z L,HUANG Q H,XI Y P,et al.Experimental study of diffusivity of the interfacial transition zone between cement paste and aggregate[J].Journal of Materials in Civil Engineering,2016,28(10):1-8.[7]㊀COSTA A.Permeability-porosity relationship:a reexamination of the Kozeny-Carman equation based on a fractal pore-space geometry assumption[J].Geophysical Research Letters,2006,33(2):L02318.[8]㊀NING L,ZHAO Y,BI J,et al.Effect of aggregate size on water distribution and pore fractal characteristics during hydration of cement mortarbased on low-field NMR technology[J].Construction and Building Materials,2023,389:131670.[9]㊀王江波,丁俊升,王晓东,等.粗骨料粒径对混凝土动态压缩行为的影响研究[J].爆炸与冲击,2022,42(2):31-41.WANG J B,DING J S,WANG X D,et al.Effect of coarse aggregate size on the dynamic compression behavior of concrete[J].Explosion and Shock Waves,2022,42(2):31-41(in Chinese).[10]㊀杜㊀敏,陈凡红,王素莉.骨料粒径对混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应影响的试验研究[J].建筑结构,2022,52(13):128-132+127.DU M,CHEN F H,WANG S L.Experimental study on the effect of aggregate size on the size effect of concrete splitting tensile strength[J].Building Structure,2022,52(13):128-132+127(in Chinese).[11]㊀苏㊀捷,史才军,黄泽恩,等.粗骨料含量对超高性能混凝土抗压强度尺寸效应的影响[J].硅酸盐学报,2021,49(11):2416-2422.SU J,SHI C J,HUANG Z E,et al.Scale effect on cubic compressive strength on ultra-high performance concrete containing coarse aggregate[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2021,49(11):2416-2422(in Chinese).[12]㊀YAN P,ZHANG J H,FANG Q,et al.3D numerical modelling of solid particles with randomness in shape considering convexity and concavity[J].Powder Technology,2016,301:131-140.[13]㊀CHEN C H,BAI S L,HUANG Y,et al.3D random packing algorithm of ellipsoidal particles based on the Monte Carlo method[J].Magazineof Concrete Research,2021,73(7):343-355.[14]㊀WANG S F,ZHAI X L,GAO Y Y,et al.Establishment and application of stochastic mesoscopic concrete model[J].Advances in CivilEngineering,2022,2022:1-17.[15]㊀YAVUZ D,YAZICIŠ,AVCI M S,et al.A novel approach to estimate the tortuosity of pervious concretes using computed tomography[J].Materials and Structures,2023,56(4):74.[16]㊀ZHANG Y,WU K,YANG Z X,et al.A reappraisal of the ink-bottle effect and pore structure of cementitious materials using intrusion-extrusioncyclic mercury porosimetry[J].Cement and Concrete Research,2022,161:106942.[17]㊀ZHI F F,JIANG Y,GUO M Z,et al.Effect of polyacrylamide on the carbonation behavior of cement paste[J].Cement and Concrete Research,㊀第12期李㊀贤等:基于核磁共振技术分析骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响4223 2022,156:106756.[18]㊀MOHAN M K,RAHUL A V,VAN STAPPEN J F,et al.Assessment of pore structure characteristics and tortuosity of3D printed concrete usingmercury intrusion porosimetry and X-ray tomography[J].Cement and Concrete Composites,2023,140:105104.[19]㊀WENZEL O,SCHWOTZER M,MÜLLER E,et al.Investigating the pore structure of the calcium silicate hydrate phase[J].MaterialsCharacterization,2017,133:133-137.[20]㊀郝㊀坤,宁㊀麟,郭鸿雁,等.基于低场核磁共振技术高温水泥砂浆局部热损伤的研究[J].硅酸盐通报,2022,41(12):4163-4171.HAO K,NING L,GUO H Y,et al.Research on local thermal damage of high temperature cement mortar based on low field nuclear magnetic resonance[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2022,41(12):4163-4171(in Chinese).[21]㊀唐进才,宁㊀麟,张㊀增,等.基于低场核磁共振技术水泥砂浆反复高温热损伤的研究[J].硅酸盐通报,2022,41(10):3403-3412.TANG J C,NING L,ZHANG Z,et al.Repeated high temperature thermal damage of cement mortar based on low field nuclear magnetic resonance technology[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2022,41(10):3403-3412(in Chinese).[22]㊀何娅兰,宁㊀麟,李㊀炀,等.基于核磁共振技术对水泥砂浆高温后孔隙结构及水分迁移特征的研究[J].硅酸盐通报,2023,42(7):2336-2343.HE Y L,NING L,LI Y,et al.Study on pore structure and water migration characteristics of cement mortar after high temperature based on NMR technology[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2023,42(7):2336-2343(in Chinese).[23]㊀ZHAO H T,QIN X,LIU J P,et al.Pore structure characterization of early-age cement pastes blended with high-volume fly ash[J].Constructionand Building Materials,2018,189:934-946.[24]㊀ZHAO H T,DING J A,HUANG Y Y,et al.Experimental analysis on the relationship between pore structure and capillary water absorptioncharacteristics of cement-based materials[J].Structural Concrete,2019,20(5):1750-1762.[25]㊀LAN X L,ZENG X H,ZHU H S,et al.Experimental investigation on fractal characteristics of pores in air-entrained concrete at low atmosphericpressure[J].Cement and Concrete Composites,2022,130:104509.[26]㊀古启雄,黄㊀震,钟㊀文,等.高温循环后花岗岩孔隙结构与物理力学特性演化规律研究[J].岩石力学与工程学报,2023,42(6):1450-1465.GU Q X,HUANG Z,ZHONG W,et al.Study on the variations of pore structure and physico-mechanical properties of granite after high temperature cycling[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2023,42(6):1450-1465(in Chinese).[27]㊀BRACE W F,WALSH J B,FRANGOS W T.Permeability of granite under high pressure[J].Journal of Geophysical Research,1968,73(6):2225-2236.[28]㊀FENG R M.An optimized transient technique and flow modeling for laboratory permeability measurements of unconventional gas reservoirs withtight structure[J].Journal of Natural Gas Science and Engineering,2017,46:603-614.[29]㊀KONTOGEORGOS D A,FOUNTI M A.A generalized methodology for the definition of reactive porous materials physical properties:prediction ofgypsum board properties[J].Construction and Building Materials,2013,48:804-813.[30]㊀ZHAO H T,WU X A,HUANG Y Y,et al.Investigation of moisture transport in cement-based materials using low-field nuclear magneticresonance imaging[J].Magazine of Concrete Research,2021,73(5):252-270.。

2010数学建模湖北赛区成绩

2010数学建模湖北赛区成绩
A A
队 员 吴煜锋、董文娟、马 记 李 聪、胡 藤、贺雪晴 刘紫雄、丁情燕、肖 傲 王文斌、吴芬霞、刘 恒 胡 云、李 臻、陈冬梅 侯 利、胡志超、宋晓珍 唐柳华、卢家星、郭 乾 李胜鹏、吴永兵、郑文博 黄振华、周 群、郝红芳 吴生华、黎 旺、李 浩 王瑞浩、邓威彪、董杰田 钟晓鑫、邵 洋、王 昊 陶 飞、刘 洋、莫剑松 周 阳、李耀东、陈 滨 冯 炜、孙玉松、石 剑 刘伟斌、许晓川、王亚军 孙小帅、陈 渊、吴龙祥 李先成、屈东东、孙庆文 曹云波、徐海明、蔡存光 史海平、徐 捷、乔 龙 魏学融、都文文、李 林 张 坤、吴 龙、张玉婷 杨秋松、曾琦波、陈将浩 江 磊、周运金、赵羽飞 江 容、刘 为、刘 森 何方雨、卢 仕、肖时勇 孟祥龙、龚承启、向爱华 罗建伟、王欣欣、冯普超 肖 庆、潘 黎、耿雪健 李清梅、瞿宏升、殷 明
2010年全国大学生数学建模竞赛湖北赛区获奖名单(征求异议稿) 2010年全国大学生数学建模竞赛湖北赛区获奖名单(征求异议稿) 年全国大学生数学建模竞赛湖北赛区获奖名单
题号 序号 学 校 A 17 长江大学 A 103 长江大学 B 80 长江大学 B 83 长江大学工程技术学院 B 91 长江大学文理学院 C 2 鄂东职业技术学院 C 6 鄂东职业技术学院 D 2 鄂东职业技术学院 A 13 海军工程大学 A 31 海军工程大学 A 41 海军工程大学 A 45 海军工程大学 A 48 海军工程大学 A 64 海军工程大学 A 70 海军工程大学 A 85 海军工程大学 A 92 海军工程大学 A 108 海军工程大学 B 20 海军工程大学 B 50 海军工程大学 B 85 海军工程大学 A 57 湖北大学 A 95 湖北大学 A 129 湖北大学 B 17 湖北大学 B 31 湖北大学 B B B

四川大学22春“土木工程”《结构设计原理1643》期末考试高频考点版(带答案)试卷号1

四川大学22春“土木工程”《结构设计原理1643》期末考试高频考点版(带答案)试卷号1

四川大学22春“土木工程”《结构设计原理1643》期末考试高频考点版(带答案)一.综合考核(共50题)1.有一根钢筋混凝土单筋矩形截面受弯构件,其截面宽度为b,截面高度为h,截面有效高度为,纵向受拉钢筋采用HRB400级,混凝土强度等级为C30,其配筋量使混凝土受压区高度x=0.8,则其截面所能承受的弯矩为()。

A.B.C.D.参考答案:A2.钢筋混凝土梁的受拉区边缘混凝土达到下述哪一种情况时,开始出现裂缝?()A.达到混凝土实际的轴心抗拉强度B.达到混凝土轴心抗拉强度标准值C.达到混凝土轴心抗拉强度设计值D.达到混凝土弯曲受拉时的极限拉应变值参考答案:A3.截面尺寸和材料强度等级确定后,受弯构件正截面受弯承载力与受拉区纵向钢筋配筋率ρ之间的关系是()。

A.ρ愈大,正截面受弯承载力也愈大B.ρ愈大,正截面受弯承载力愈小C.当ρ时,ρ愈大,则正截面受弯承载力愈小D.当≤ρ≤时,ρ愈大,正截面受弯承载力也愈大4.在进行钢筋混凝土双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算时,要求受压区高度x≥2as的原因是()。

A.为了保证计算简图的简化B.为了保证不发生超筋破坏C.为了保证梁发生破坏时受压钢筋能够屈服D.为了保证梁发生破坏时受拉钢筋能够屈服参考答案:C5.确定砌体抗拉,抗弯和抗剪强度时与竖向灰缝密切相关。

()A.错误B.正确参考答案:A6.先张法预应力混凝土构件,在混凝土预压后(第二批)的损失为()。

A.B.C.D.参考答案:A7.《混凝土规范》规定,当矩形截面偏心受压构件的长细比()时,可以取η=1。

A.≤8B.≤17.5C.≤5D.≤68.若,则梁发生破坏时的受压区边缘混凝土纤维应变,同时受拉钢筋的拉应变恰好为,表明梁发生的破坏为界限破坏情况,与此相应的纵向受拉钢筋配筋率称为界限配筋率。

()A.错误B.正确参考答案:A9.偏拉构件的受剪承载力随着轴向力的增加而增加。

()A.错误B.正确参考答案:A10.钢筋混凝土大偏心受压构件承载力计算时,若验算时xA.错误B.正确参考答案:B11.全预应力混凝土在使用荷载作用下,构件截面混凝土()。

超高性能混凝土铺层提升钢桥面板疲劳性能试验研究

超高性能混凝土铺层提升钢桥面板疲劳性能试验研究

第49

卷第8期

2021年8月

Vol. 49 No. 8Aug. 2021同济大学学报(自然科学版)

JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY (

NATURAL SC'IENCE

)

文章编号:

0253-374X(2021 )08-1097-10

DOI: 10.11908/j.

issn.

0253-374x. 21164

超高性能混凝土铺层提升钢桥面板疲劳性能试验研究程斌I,田亮

2,孙斌

3,徐晨彳

(1.上海交通大学船舶海洋与建筑T.程学院,上海200240;2.天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加周重点实验室,天津300384;3.同

济大学土木工程学院,上海200092)

摘要:为明确超高性能混凝土

(UHPC)铺层对钢桥面板疲劳

性能的定量提升效果,考虑单轮和双轮两种加载模式,对正

交异性钢桥面板典型的U肋盖板-横隔板焊接节点在 UHPC铺装前后的疲劳性能开展试验研究。首先基于静载

试验得到焊接节点关键区域的热点应力分布.随后开展高周 常幅疲劳试验,得到节点试件的疲劳裂纹萌生及扩展过程、 疲劳破坏模式、刚度退化以及疲劳寿命等关键性能指标。结

果表明:

同等荷载作用下

,钢

UHPC组合节点焊趾处热点应

力值显著降低.最大降幅达58 %;与无UHPC铺层节点相 比,钢-UHPC组合节点的疲劳裂纹数量减少,裂纹扩展速率 和刚度退化速度得到了有效抑制,特征疲劳寿命也得到了大

幅提高。国际焊接协会疲劳设计指南中的FAT 90.FAT100

级S-N(应力幅疲劳寿命)曲线可适用于UHPC铺装前后钢

桥面板的疲劳寿命评估。

关键词:正交异性钢桥面板;疲劳性能;超高性能混凝土

(UHPC);热点应力;疲劳寿命;裂纹扩展

中图分类号:

U443. 32

文献标志码:

A

Experimental Study of Fatigue

Behaviors of

Orthotropic

Steel

Bridge

Decks Enhanced by the Ultra-High

全国社会综合实践调查报告获奖名单

全国社会综合实践调查报告获奖名单

专 业




一等奖

指导教师姓名 毕凌岚、冯月、于洋 陈彦光、吕斌、汪芳




陈岚、杨祖贵、成受明、 孙音、陈鸿、陈春华

佳作奖
院校名称 作品名称 学生姓名 指导教师姓名 江西师范 假如爱有天意——南昌市培智学校智障儿童生活状况调 虞振亚、越飞、衷国圆、 曾艳、刘丽 大学 查 李琴 林心怡、邱白嫣、陈文 福州大学 榕城脉动——福州内河整治后市民使用综合评价调查 赵立珍、樊海强 静、刘桂云 青岛理工 刘龙、王龙、李硕、姚 青岛固定献血点分布调研 刘一光、祈丽艳 大学 凯 北京林业 廉冰洁、田琳琳、高丹、 李翅、曹珊、达婷、 共享&共赢——北京市馆际互借发展状况调查 大学 丁欣荣 刘东云、钱云 大连理工 赵中杰、葛梦莹、张贲、 李健、沈娜 城市伪名片——大连市俄罗斯风情街现状调研 姚斌 大学 车行有阻,路在何方——长沙市南阳街社区自行车租用 余磊、陈程、袁洲、吴 张妲、邹芳、李洪 霜 长沙理工 试点现状调查 大学 储函霖、潘志斌、周陈 从蓝图到现实——湖南某大学新建校区使用后情况调研 王浩钰 斌、杨小伟 马道城功——呼和浩特市锡林郭勒北路慢行空间调研 王芳芳、张洺铭 郭丽霞、董秀明 内蒙古工 公“援”效应——呼和浩特市满都海公园防灾避难功能 王宝音、李晓庆、张国 业大学 郭丽霞、白洁 调研 华、吴一凡 牛焕强、李春聚、姜 河北建筑 何去何从的被遗忘村落——水源地保护与村落发展的调 崔琳、王秋实、刘晓倩、 唐晓乐 乖妮 工程学院 查 湖南城市 重拾童年的伊甸园——益阳市住区儿童游憩活动空间的 童妙、单晓艳、谭春艳、 陈国平、李秋莲、谭 文伟龙 学院 调查报告 健妹周莎莎 “林厕智比”——公共厕所“如厕难”问题调研与解决 凌梦芷、梁国杰、张嘉 广州大学 姜浩、骆尔褆、漆平 策略 颖、张鸿阳

成都锦城学院2022年C语言期末考试题

成都锦城学院2022年C语言期末考试题1. 不属于程序设计语言发展历程的选项是() [单选题] *A.机器语言B.汇编语言C.高级语言D.自然语言(正确答案)2.在C语言中,下列定义的变量不是整数类型的是() [单选题] *A.char(正确答案)B.shortC.intD.long3.C语言规定,每条语句末尾都必须还有一个结束符号() [单选题] *A./B.*C.;(正确答案)D.:4.已知变量a大于10小于20,变量b小于30,则用逻辑表达式() [单选题] *A.a<10||b>=35 && b<20B.a<10&& b>20|| b<=30C.a<=10 | | a>=3 || b<=55D.a>10 && a<20 && b<30(正确答案)5.C语言程序的最小组成单位是() [单选题] *A.函数(正确答案)B.结构C.变量D.数据6.以下关于函数的説法,正确的是() [单选题] *A.函数名字可以随意取B.函数的函数体用()括号起来C.函数可以有返回值(正确答案)D.一个程序中可以有多个主函数7.int a=50,b=4,则a/b的值是() [单选题] *A.12(正确答案)B.12.5C.2D.138.以下c语言变量名合法的是() [单选题] *A.a+b B.defineC.b1(正确答案)D.while9.以下程序输出的结果是() [单选题] *A.5050B.4900C.4950(正确答案)D.510010.下列C语言的变量名中,非法的是() [单选题] *A.B_25B.my_bagC.my-shoes(正确答案)D.abc12311.十进制数73转成二进制数是() [单选题] *A.1001110B.1101010C.1010001D.1001001(正确答案)12.以下字符串可以作为c语言函数名的是() [单选题] *A.2_a()B.a_1()(正确答案)C.float()D.1B()13.在c语言中以下程序输出的结果是() [单选题] *A.3B.5C.7(正确答案)D.814.在c语言中以下程序输出的结果是() [单选题] *A.1B.2C.3(正确答案)D.415.在c语言中,以下程序输出的结果是()。

四川大学2018水利水电学院硕士研究生专业目录_四川大学考研网

术在农业水土工程中的应用 03( 全日制)节水灌溉与
农田排水
04( 全日制)土地整理与 土壤修复
05( 全日制)水土资源规 划与管理
085214 水利工程
孙立成 鲍静静 孙立成鞠源自明张昌兵桂林刘超 李龙国 刘超
李龙国 刘超 李龙国 崔宁博 刘超 李龙国
01( 全日制)本领域不设
研究方向
与工学
硕士招生导
081400 土木工程
科学学位
01(全日制)岩土工程
谢和平 何江达 张建海 刘长武 邓建辉 何鹏 符文熹 陈群 刘恩龙 周成 谢红强 张茹 戴峰 王琛 刘建锋 高明忠 薛新华 徐奴文 赵涛 李焯芬 余海岁
①101 思想政治理论 ②201 英语一 ③301 数学一 ④875 土力学
02(全日制)结构工程
科学学位
①101 思想政治理论
复试科目:
②201 英语一
水工建筑物和水
③301 数学一
利工程施工
④840 结构力学或 876 水 学制:3 年
02( 全日制)水利土木系 统工程
03( 全日制)工程技术与 经济管理
04( 全日制)工程安全监 测
05( 全日制)工程结构与 材料
081504 水利水电工程 01( 全日制)电站水力学 及过渡过程控制与仿真
①101 思想政治理论
科学学位 复试科目:
02( 全日制)河流动力学 与河流工程
03( 全日制)环境与生态 水力学
04( 全日制)计算流体力 学
05(全日制)水信息学 081503 水工结构工程 01( 全日制)水工结构与 基础工程
王韦 刘善均 林鹏智 张建民 刁明军 曲景学 邓军 田忠 李连侠 王波
04( 全日制)项目评估与 风险管理

四川大学 土力学 课件 第1+2章


第二章
土的物理性质及工程分类
Chapter 2 Physical property and engineering classification of soil 第一节 概 述 Section 1 Introduction
1.土的形成历史(Formation history of soil)
(1)物理风化(Physical weathering) ——原生矿物(Original mineral) (2)化学风化(Chemical weathering) ——次生矿物(Secondary mineral ) (3)生物风化(Biological weathering) ——有机质(Organic matter )
Ms Ws = Gs = Vs ρ w Vs γ w
(2-4)
(3)测定方法——比重瓶法(Pyknometer method)
3.土的含水量(Water content)
(1)定义 土中水的质量(重量)与土粒的质量(重量)之比,称为土的相对 含水量,简称土的含水量,用w表示,常以百分数计。 (2)表达式
孔隙体积 Vv e= = 土粒体积 Vs
(2)孔隙率(Porosity)
第三节 土力学在水电工程中的地位
Section 3 Status of soil mechanics in hydropower engineering
1.水工建筑物设计和施工应满足的基本条件:
(1)使用要求(Using request) (2)强度和可靠性(Strength and reliability) (3)施工期限短,建筑物造价低 (Short construction time, low cost)
3.
土粒的级配(Grading)

四川大学水力学课件

2 2
3
垂直向上运动时, 解:1)容器以等加速度9.8m/s 垂直向上运动时,液体所 受到的质量力为重力和惯性力;取如图所示的坐标系, 受到的质量力为重力和惯性力;取如图所示的坐标系, 则单位质量力为: 则单位质量力为:X=0,Y=0,Z=-g-a=2g带入平衡微分 方程有: 方程有:
dp = ρ ( Xdx + Ydy + Zdz) = −2 ρgdz ⇓ integarating p = −2 ρgz + C 自由液面z = z 0 , p = 0 ∴ C = 2ρgz0 所以有:p = 2ρg(z0 − z) = 2ρgh 而容器底面积 = 1.5 ×1.2 = 1.8 m 2 A 容器底部的总压力 = p × A = 2 × 930 × 9.8 × 0.9 ×1.8 = 29.53KN P 方向向下
z
x
1-9 一圆柱形容器静止时盛水深度H=0.225m,筒深为 0.3m,内径D=0.1m,若把该圆筒绕中心轴作等角速度旋 转,试问: 试问: 不使水溢出容器,最大角速度为多少? (1)不使水溢出容器,最大角速度为多少? 为不使容器中心露底,最大角速度为多少? (2)为不使容器中心露底,最大角速度为多少?
解: 作用在液体质点上的单位质量力有重力和惯性力, 其合力为f , 且液面为等压面,所以f 必与倾斜的 液面垂直,因此有:
tg α = a = H − h g 1 L 2 a = 2 g (H − h) L 根据液体平衡微分方程 dp = ρ ( Xdx + Ydy + Zdz ) = ρ ( − adx − gdz ) r = − g ( adx + gdz ) 积分得 x=0 z = zo p = po
ω 2R 2 1 ω 2R 2 令Z0 = H'− ≥0⇒ ≤ 2H' = Zω 2 2g 2g
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

(二) 有害杂质含量
不溶物含量:Ⅰ型水泥≰0.5%
Ⅱ型水泥≰0.5%
若碱含量高,且用含活性SiO2的骨料配制 混凝土,会产生碱-骨料反应,导致混凝土 不均匀膨胀破坏。
(三)标准稠度及其用水量
23--31%左右
(四) 烧失量
• 水泥在一定烁烧温度和时间内,烧失的
量占原质量的百分数。
•用于判定其中规定:
(五) 复合硅酸盐水泥 2种或两种以上混合料,掺量为总质量的 15~50%,可较掺一混合料的水泥具有更好的 性能。 第一类+矿渣、火山灰、粉煤灰、石灰、 窑灰等;第二类+铁矿渣、精练铬铁渣、钛渣 混合材料性能互补,改变水泥微观结构, 早期强度与普通水泥相同 使用中,混和材料品种对其性能产生直接 影响。
酸与水泥石中的Ca(OH)2反应,生成水 和可溶解于水或体积膨胀的钙盐;使水泥石 溶解或破坏。
pH值越小,侵蚀越强烈。
碳酸侵蚀(可由空气中CO2在水中溶解产生)
1.碳与水泥石中的Ca(OH)2作用,生成难溶的 CaCO3
Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2O
2.碳酸可进一步与碳酸钙作用,生成易溶于 水的碳酸氢钙Ca(HCO3)2
§4.2 掺混合材的硅酸盐水泥
在硅酸盐水泥熟料中加入各种混合材料和适当 石膏共同磨细生产的水硬性胶凝材料。 混合材作用:
①改善水泥性能
②调节水泥强度等级
③综合利用工业废渣及地方资源
④增加水泥产量,降低生产成本
一、混合材料:
(一)活性混合材料: 火山灰性:磨细的矿物材料与水和成浆后, 单独不具水硬 性,但在常温下与石灰等一起拌 和后的浆体能形成具有水硬性化合物的性能, 如水淬矿渣、火山灰、粉煤灰等。 潜在水硬性:只需在少量外加剂的激发下即 可利用自身溶出的化学成分生成具有水硬性 的化合物。 能激发混合材潜在活性的物质称为激发 剂,氢氧化钙为碱性激发剂,石膏为硫酸盐 激发剂。
(二) 非活性混合材料
不具有(或微弱)潜在水硬性、不 起化学作用,只作为填充料、以降低标 号、增加产量、减少水化热等,如磨细 石英砂、石灰石料、磨细的块状高炉矿 渣、高硅质炉灰等。
二、 掺混合材料的硅酸盐水泥
(一)普通硅酸盐水泥 由水泥硅酸盐熟料 + 6%~15%混合料、石膏磨 的制成.性能与同标号硅酸盐水泥接近
但:硅酸盐水泥的水化热大、耐热性差、 耐蚀性差,不宜用于大体积混凝土、长 期受高温作用的环境(如工业窑炉)、 有腐蚀性介质的环境。
硅酸盐水泥的储存与使用
袋装<3月 超过6月应试验其强度
硅酸盐水泥适用于:
凝结快、早期强度高、冬季或严寒地区(反复 冻融)。
不适用于:
流动软水、有水压的工程、受海水和矿物水作用 的工程、大体积混凝土工程、耐热要求高的工程。
道路水泥
大坝水泥
砌筑水泥
特种水泥:具有比较突出的某种性能的水泥
快硬硅酸盐水泥
膨胀水泥
高铝水泥
白水泥
磷酸盐水泥
硫铝酸盐水泥
§4.1 硅酸盐水泥
定义:由硅酸盐水泥熟料、0%~5%石灰石或 粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性 胶凝材料,称为Portland Cement
P· Ⅰ:不掺加混合料
P· Ⅱ:掺加不超过水泥量5%的混合料 硅酸盐水泥标号:425R、525、525R、 625、625R、725R(GB175-1999)
普通硅酸盐水泥的强度要求(GB175-1999)
标号 325 425 425R 525 525R 625 625R 抗压强度(MPa) 3d 12.0 16.0 21.0 21.0 26.0 26.0 31.0 28d 32.5 42.5 42.5 52.5 52.5 62.5 62.5 抗折强度(MPa) 3d 2.5 3.5 4.0 4.0 5.0 5.0 5.5 28d 5.5 6.5 6.5 7.0 7.0 8.0 8.0
建筑材料
四川大学建筑与环境学院
陈孟诗
第四章 水泥
内容提要:重点介绍硅酸盐水泥的矿 物组成、水化硬化机理、影响水化的因 素;硅酸盐水泥的主要技术性质;水泥 石的腐蚀和防止;同时介绍了其他掺混 合材料的水泥、特殊用途水泥;达到正 确选择和使用水泥的目的。
水泥的起源
最早采具有水硬性胶凝材料制备混凝土的 是中国人,而不是多少年来一直误认为的古罗 马人。 据甘肃省考古研究所于1980年和1983年考 察,在该省秦安县的大地湾(黄河支流渭水之 畔,西安以西约600公里处)先后发掘出两个 大型住宅遗址,该遗址的地坪系用混凝土建造, 经测算距今已有5千年,相当于“新石器时 代”。从大地湾发掘出的混凝土是用水硬性的 水泥所制成。这种水泥以礓石——一种富含碳 酸钙的粘土为原料煅烧而成.
概念:
水硬性胶凝材料: 能在潮湿空气
和水中硬化,并形成具有强度的稳 定化合物的无机胶凝材料。
水泥是一种粉末状的水硬性胶 凝材料。
分类:
通用水泥 :用于一般建筑工程的水泥
专用水泥 :适应专门用途的水泥
特种水泥:具有比较突出的某能种性的水泥
通用水泥 :用于一般建筑工程的水泥
硅酸盐水泥
矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥等 专用水泥 :适应专门用途的水泥
主要是水泥中Ca(OH)2的溶出
在静水中,因局部饱和可使溶解中止
流体中,则可继续溶蚀,并导致其他反应而
使溶蚀深入其内部,使水泥石破坏。
硬水腐蚀(PH>7)
含一定量重碳酸盐的水中, Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3+H2O 难溶的CaCO3堵塞水泥石的毛细孔, 阻止水分侵入和Ca(OH)2溶出。
其中有代号R者为早强型水泥 细度:应大于300 m2/kg
国家标准规定:水泥 SO3 、MgO、细度、 (初)凝结时间、安定性能必须符合规定的
要求, 否则严禁在建筑工程中使用
硅酸盐水泥的特性与用途
硅酸盐水泥凝结硬化快、强度高,尤其早期强 度高,适宜配制高强混凝土、预应力混凝土、要 求早期强度高的混凝土、冬季施工。 硅酸盐水泥硬化水泥石较致密,抗冻性好、干 缩也较小,适用于严寒地区遭受反复冻融的混凝 土工程。 硅酸盐水泥硬化水泥石中含有较多的Ca(OH)2, 碱度高,抗碳化能力强,适用于CO2浓度高的区 域。 硅酸盐水泥耐磨性好,适合于道路、地面工程。
水泥强度是表征水泥力学性能的重 要指标。影响强度的因素主要有水泥的 矿物组成、水泥的细度、水灰比、龄期、 环境温度等。 标号依《水泥胶砂强度检验方法》 (Method of testing cementdetermination of strength )(GB/T 17671-1999)分为 42.5,42.5R,52.5, 52.5R,62.5,62.5R 六个标号
(四)影响水泥石结构的因素

水灰比(Water/Cement) 水化程度:与环境湿度、温度有关
水化时间(龄期)
石膏掺量
外加剂
①当水灰比相同时,水化程度越高,
则水泥石中水化物越多,毛细孔和 未水化的水泥量相对少,则水泥石 结构密实、强度高、耐久好。故应 保证充分水化、水量。 ②若水化程度相同,则水灰比大的浆 体,毛细孔所占比例相对增加,则 该水泥石的强度和耐久性下降。故 在保证水化前提下降低水灰比。
3CaO.Al2O3.6H2O+3(CaSO4.2H2O)+19H2O
→3CaO.Al2O3.31H2O MgCl2+Ca(OH)2 →CaCl2+Mg(OH)2 溶解性化学腐蚀
(三)酸类腐蚀
一般酸腐蚀 ——化学溶蚀,也有膨胀型 2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4.2H2O
(七)水泥的强度与标号
水泥标准稠度、标准养护,28天龄期强度的 保证值 以0.5水灰比将一份水泥、三份标准砂拌和均 匀,装入40mm×40mm×160mm的试模,振动成 型,在20℃湿气中带模养护24h后,
脱模放入20℃的水中养护,分别测定3d和 28d抗压强度和抗折强度。

3FL fv 0.0234 F 2bh
即形成保护层而不会进一步溶解
(二) 盐类腐蚀 硫酸盐腐蚀
4CaO.Al2O3.12H2O+3CaSO4+2H2O→
3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O+Ca(OH)2 膨胀性化学腐蚀,新生成物体积膨胀 (1.5 — 2倍)
镁盐腐蚀
MgSO4+Ca(OH)2+2H2O →CaSO4.2H2O+MgOH2
P.Ⅰ≯3.0%
P.Ⅱ≯3.5%
(五) 凝结时间
h
(六) 体积安定性

MgO )
体积安定性不良的检验
国家标准(GB1346)规定采用: 雷 氏 夹 f-MgO引起的 试饼沸煮法 f-CaO 引起的
压蒸法-f-CaO引起的 长期浸水法-石膏引起的
试件完成后湿气养护箱中养护24±2h,测量针尖端间距 离(A),30±5min内煮沸,恒沸3h±5min后再测量针 尖端间距离,两个试件煮后增加距离(C-A)平均值不大 于5.0mm,合格。 (C-A)差值。超过4mm,同一样品 重做一次试验
2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O
碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶,可使水泥石胀裂
水泥石受腐蚀原因: • 硅酸盐水泥石中含有较多易受腐蚀的成分, 如氢氧化钙与水化铝酸钙等。 • 水泥石不密实、含有大量的毛细孔隙。
• 腐蚀介质的存在、浓度。
• 温度、湿度。 防腐措施: 选择合理的水泥品种 提高水泥石密度
加保护层

硅酸盐水泥小结:
不宜用于大体积工程和海水工程中 I 型硅酸盐水泥 Ⅱ 型硅酸盐水泥
相关文档
最新文档