【摘 要】
：
超高性能混凝土(UHPC)是一种先进的水泥基材料,具有超高强度、韧性和耐久性,已被广泛应用于工程结构中.然而,在高温条件下,UH-PC致密的微观结构和极低的渗透性,使其极易发生爆裂剥落现象,进而影响构件的使用寿命.本工作采用钢纤维(ST)和聚丙烯(PP)纤维混杂的方式研究了UHPC早期力学性能和抗渗性能,并利用X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞(MlP)等测试方法研究了UHPC的早期抗高温爆裂剥落的机理.结果表明,掺加体积分数为0.4％的聚丙烯纤维可以有效抑制UH
【机 构】
：
东南大学材料科学与工程学院,南京211189;东南大学材料科学与工程学院,南京211189;江苏省土木工程材料重点实验室,南京211189;江苏省先进土木工程材料协同创新中心,南京211189
论文部分内容阅读
超高性能混凝土(UHPC)是一种先进的水泥基材料,具有超高强度、韧性和耐久性,已被广泛应用于工程结构中.然而,在高温条件下,UH-PC致密的微观结构和极低的渗透性,使其极易发生爆裂剥落现象,进而影响构件的使用寿命.本工作采用钢纤维(ST)和聚丙烯(PP)纤维混杂的方式研究了UHPC早期力学性能和抗渗性能,并利用X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞(MlP)等测试方法研究了UHPC的早期抗高温爆裂剥落的机理.结果表明,掺加体积分数为0.4％的聚丙烯纤维可以有效抑制UHPC在早期的高温(600℃)爆裂行为;高温加热后,蒸汽养护下的UHPC力学性能比标准养护下的表现更加优异,且相比于高温前,蒸汽养护下的抗压强度和弯曲强度损失量分别为15.1％和30.9％,而标准养护下的抗压强度和弯曲强度损失量分别为18.5％和26.9％;高温后的抗渗性能满足P5等级;蒸汽养护促进了UHPC早期内部水泥水化和矿物掺合料的火山灰反应,生成更多的水化产物,且消耗了更多的游离水;高温加热后的UHPC内部结构中,通过PP纤维熔化留下的孔道和基体中水化产物的收缩、分解引起的孔隙粗化可对水蒸汽进行泄压,从而避免UHPC在早期进行高温后发生爆裂的情况.
其他文献
当今,化石能源短缺和环境污染问题日益严峻,影响了人们的日常生活以及工业生产.世界各国都在寻找能够绿色高效地利用能源的新技术途径.在众多新技术途径中,热电转换技术因具有可以直接把热能转换成电能、不产生气体排放、不需要预先生产热能、仅靠工业生产和日常生活的废热即可发电等特点,受到工业界和学术界越来越广泛的关注.目前已经在深空探测、能源回收、空调制冷、芯片冷却等方面得到应用.半导体GeTe材料,是一种非常有前景的中温热电材料.在GeTe合成中,一般Ge不能完全参与反应而产生Ge空位,一个Ge空位会产生两个空穴,
由于粉煤灰的非均质性,很难直接预测粉煤灰的活性.本实验研究了不同粉煤灰在不同时间、温度和碱浓度条件下的浸出过程(先将粉煤灰在碱液中溶解,再将其残留物在酸溶液中解离).通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)和化学分析表明,温度、反应时间和碱浓度都会影响粉煤灰的溶解速率和浸出含量.粉煤灰中浸出的反应性n(Si)/n(Al)为2.3～2.7,粉煤灰中硅和铝的总浸出量与成型用其制备的地聚合物强度呈正相关.另外,可发现建立在硅酸盐水泥体系上的粉煤灰活性评价体系并不完全适用于地聚合物体系.通过XRD、FTIR和SE
为探究钢筋高延性混凝土(RHDC)梁裂缝开展机理,共设计四根钢筋高延性混凝土梁和一根普通钢筋混凝土(RC)梁,通过四点弯曲试验研究高延性混凝土极限拉应变和配筋率对构件裂缝宽度、裂缝间距以及裂缝发展高度的影响.研究表明:(1)与RC梁相比,RHDC梁的裂缝数量多且宽度小,加载过程中裂缝发展缓慢;(2)RHDC梁的裂缝宽度和裂缝高度随材料极限拉应变的增大而减小;(3)配筋率对RHDC梁裂缝宽度的影响与对RC梁的影响规律相同,随配筋率增大,RHDC梁裂缝宽度、裂缝高度以及平均裂缝间距均减小.基于试验和相关文献,
磷酸镁水泥(MPC)作为一种新型无机胶凝材料,具有早期强度高、干缩小、耐久性好等优良性能,在土木结构工程的快速修补和危废快速固化处理等领域有着极大优势.但磷酸镁水泥因强烈的放热反应,凝结速度过快,可施工操作性较低,所以其缓凝技术研究成为了该类材料规模化应用需解决的关键技术之一.缓凝剂的添加,可有效延缓磷酸镁水泥的凝结速度,改善其可施工操作性.本文基于国内外磷酸镁水泥缓凝剂研究,综述了几种常用的缓凝剂(硼砂(B)、硼酸(BA)和三聚磷酸钠(STP))对磷酸镁水泥性能(水化热、抗压强度、凝结特性)及其水化机制
以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,水热法制备介孔SnO2载体,以Adams法制备40％lrO2(质量分数)负载型催化剂,采用BET、XPS、XRD、TEM等手段对载体及催化剂结构与性能进行表征与分析;然后用Sb、Co掺杂SnO2载体并合成催化剂,探究其对载体及催化剂结构与性能的影响.结果表明:当水热反应时间为24 h时,获得的载体最有利于催化剂负载,并获得最优性能.掺杂有效改善了SnO2质子传递,当Sb掺杂SnO2时,其催化剂电化学循环性能不断增高,Sb掺杂量为20％(摩尔分数,下同)时,催化剂
Si3N4陶瓷具有高硬度、高耐磨以及高抗弯强度等优异特性,常常被应用于冶金、化工以及航空航天等现代化领域.Si3 N4的强共价键使其难以致密化,因此热压烧结和气压烧结是目前制备致密Si3 N4陶瓷最常见的方法.然而极高的烧结温度以及较大的N2压力需求等极其苛刻的制备条件限制了致密Si3 N4陶瓷的基础探索研究和工业化生产应用.因此,本工作提出设计以传统空气电炉作为烧结装置,通过埋碳低温制备致密Si3 N4陶瓷,研究该工艺条件下实验用坩埚、填埋Si3 N4粉体以及烧结试样的物相变化和微观结构,结果表明:(1
超材料因其结构可设计性和优异的物理性能成为近年来的研究热点.热学超材料因能针对性设计红外发射率和反射率等热性能而备受关注.近年来热学超材料朝着“智能化”和“多功能”的趋势发展,智能热调控超材料是实现高效热控的重要途径.以相变涂层为主的传统智能热控材料具有精度低、调控幅度小和可设计性差等局限性.超结构设计能使材料实现理想的电磁特性,并通过表面等离激元等不同的损耗机制实现特定波段的完美吸收.在此基础上,引入相变材料或可重构表面实现的智能热控超材料能够快速、精准地实现热性能的大幅调控.智能热控超材料可实现热场、
具有纳米尺寸的金属氧化物因其优异的催化性能而在电化学、生物医学和其他科学领域备受瞩目.目前,制备金属氧化物纳米颗粒的传统方法主要有水热法、溶剂热法、沉淀法、微乳液法、溶胶凝胶法和模板法等.然而,这些方法往往因成本偏高、存在有机溶剂残留等问题而限制了其进一步发展.为此,迫切需要开发一种制备金属氧化物纳米颗粒的新型技术来弥补传统方法的不足,促进金属氧化物纳米颗粒制备技术的发展.超临界流体是温度和压力处在物质的临界温度和临界压力之上的一种处于特殊状态的流体,其兼具气体和液体的某些性质,具有独特的溶剂化特征、近乎
随着陆地资源紧缺,水下建造成为工程开发的必经之路.现阶段水下混凝土的研究较为系统,尚无针对水下3D打印混凝土的研究见诸报道.水下智能建造可数字成型、免模施工,有利于推动深地深海工程的发展,3 D打印混凝土为其核心技术.目前面向水下混凝土和陆地3D打印混凝土的设计方法尚未综合考虑水下智能建造工艺和服役环境的特殊性.因此,本工作根据力学性能、可打印性能、水下工作性能建立了水下3D打印混凝土配合比优化设计流程,针对水胶比、矿粉掺量、砂胶比、细骨料级配、絮凝剂掺量、触变剂掺量等材料参数开展序列化试验设计和试验研究
研究在Zr-20Cu钎料基础上添加元素Nb对钎料及SiC陶瓷钎焊接头微观结构和力学性能的影响.结果表明:添加Nb后钎料的相组成物主要是α-Zr、β-Zr、β-Nb和CuZr2,且随着Nb含量增加,晶界处的大尺寸第二相CuZr2不断减少,从而提高了钎料的耐腐蚀性;添加Nb钎料可有效地填充SiC陶瓷之间的间隙,且钎焊接头中无孔隙和裂缝;钎焊接头处形成了一定厚度的界面反应层,生成物质主要有ZrC、Zr2 Si、Nb2 C和Nb5 Si3;Nb2 C和Nb5 Si3可降低钎焊接头的脆性,其与Nb的固溶强化共同作用