通过正交试验分析了胶砂比、胶材组成、速凝剂掺量、聚合物掺量对某种古建筑修复用的聚合物砂浆的抗压强度、压折强度比、收缩率和拉伸黏结强度等宏观性能的影响,并通过扫描电镜观察和压汞试验分析了该种聚合物砂浆的微观形貌和孔隙特征,得出了修复砂浆的优化配合比,验证了其总体性能的优越性。

以10%、20%、30%的珊瑚粉等质量取代水泥制备珊瑚-水泥复合胶凝材料,研究了珊瑚粉对水泥胶凝材料标准稠度用水量、凝结时间、水化放热量、胶砂强度、电阻率和吸波性能的影响,并用XRD、SEM方法分析了珊瑚-水泥复合胶凝材料的物相和微观形貌。结果表明:珊瑚粉会使水泥胶凝材料的凝结时间延长,水化放热量减少,对标准稠度用水量影响不明显;珊瑚粉对水泥胶凝材料的力学性能不利,但仍能满足工程建设要求;掺入珊瑚粉后,试件的电阻率下降、导电性能增加、吸波性能降低;珊瑚-水泥复合胶凝材料的主要水化产物与水泥胶凝材料类似,没有新产物生成。

通过强度试验,运用灰关联熵分析方法,以水压力、荷载、硫酸盐、氯盐与侵蚀时间作为影响因素,研究地下粉煤灰混凝土抗压强度变化情况及其关联程度,结合SEM、XRD分析了不同工况下混凝土内部结构的微观变化。结果表明:灰关联熵分析方法可以有效区分多种因素的主次关系,在选取的五种因素中,硫酸盐与混凝土强度退化灰关联熵值最大;无水压力时,Cl^-会先进入混凝土内部与水泥水化产物生成Friedel’s盐。有水压力时,水压力加速硫酸根离子侵蚀混凝土试块,Cl^-结合能力减弱并且多以自由离子形式存在于粉煤灰混凝土中;随着侵蚀时间增加,多因素作用下粉煤灰混凝土生成产物石膏越来越多,内部结构越来越稀疏,使得抗压强度下降速率大于单因素与双因素作用下粉煤灰混凝土抗压强度下降速率。

研究了大气等离子喷涂铸铁涂层微观结构随喷涂距离的形成规律及喷涂距离对涂层在H2SO4,NaCl溶液中耐蚀性的影响。分别在不同喷涂距离条件下,采用大气等离子喷涂制备铸铁涂层,利用场发射扫描电子显微镜观察两种涂层的微观结构,利用图像法分析涂层孔隙率的变化,并分析涂层层间结合的变化。利用电化学极化法测定涂层在0.5mol/LH2SO4溶液和3.5%NaCl溶液中的耐蚀性,分析两种涂层耐蚀性能的变化规律。两种涂层均呈现典型的层状结构特征。较70mm喷涂距离制备的涂层C1,100mm喷涂距离制备的涂层C2中含有较大、较多的孔隙和较多的粒子层间间隙,C1涂层和C2涂层的孔隙率分别为(1.53±0.48)%和(3.34±0.79)%。在两种溶液中两种涂层均发生钝化,C1涂层比C2涂层具有较正的腐蚀电位、较低的腐蚀电流密度和较高的极化电阻。在H2SO4溶液中,C1涂层的腐蚀电位、腐蚀电流密度和...

针对当前原状稻壳灰储量大,难以资源化利用的困境,研究了原状稻壳灰及其粉磨对水泥胶砂强度的影响,结合扫描电镜和氮吸附法分析其影响机理,同时比较其与粉煤灰对胶砂性能的影响。结果表明,原状稻壳灰显著降低了水泥胶砂强度,且随着其掺量的增加,其降低幅度越来越大;原状稻壳灰粉磨极大地增加了胶砂强度,与基准胶砂强度相近,大于粉煤灰胶砂;原状稻壳灰劣化了胶砂内部结构,且随着其掺量地增加,其内部结构越来越疏松多孔;原状稻壳灰粉磨有利于改善细化其内部孔结构。

为了研究玄武岩纤维(BF)对喷射混凝土力学性能和工作性的影响,对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)进行了立方体抗压性能试验及SEM试验,并进行了现场支护应用。结果表明,BF加入后,BFRS坍落度降低、力学性能提升。当BF掺量达到最佳的3 kg/m^3时,BFRS 28 d抗压、劈裂抗拉及抗弯强度较普通喷射混凝土分别提升了22.4%、14.3%和13.4%。通过SEM试验发现,BF在喷射混凝土基体内部均匀分布,形成稳定的三维网状承力结构,可以有效抑制界面薄弱区开裂,降低BFRS内部缺陷。进行井下支护应用发现,BFRS复合支护体系具有较好的支护稳定性,二次支护区段内,BFRS巷道80 d变形量相较普通喷射混凝土巷道降低约56%。

探讨了聚乙烯醇(PVA)及其掺量对水泥砂浆物理力学性能影响。结果表明,随着PVA掺量变化,水泥砂浆的抗压、抗折、轴压强度均呈现明显的低升高降变化规律。PVA掺量为0.6%时,砂浆具有最优的抗压、轴压强度,较之未掺PVA的空白砂浆提升了12.15%和23.19%。1.0%的PVA掺量对水泥砂浆抗折强度提升最为显著,提升幅度达到24.83%。此外,采用扫描电镜对不同PVA掺量的水泥砂浆微观结构观测表明,适量PVA的掺入,能与水化产物结合形成均匀分布的三维网膜结构,桥接水泥板块,阻止裂缝开展,提升砂浆的力学性能。而当PVA掺量过高时,将析出大量的片状聚合物薄膜包裹于水泥表面,抑制水化,并对砂浆宏观性能造成不利影响。

将硅烷偶联剂改性后的偏高岭土应用于水泥基材料中,研究了改性偏高岭土对混凝土工作性能、力学性能和渗透性的影响。并运用压汞和SEM等方法对其影响机理进行了探讨。结果表明,硅烷偶联剂改性偏高岭土能够有效改善混凝土的工作性能,提高混凝土的强度,还可以优化混凝土的孔结构和界面过渡区结构。

将经改性的高岭土尾矿与水晶废渣复合,等量取代水泥内掺到水泥基材料中,研究了掺入前后和不同掺量对水泥基材料的工作性、力学性能和体积稳定性的影响。并运用SEM等微观测试手段,探讨了其影响机理。结果表明,当改性高岭土尾矿和水晶废渣掺量为10%时,对水泥基材料的工作性影响不大,同时能够提高砂浆的强度和体积稳定性,优化水化产物和水泥基材料的孔结构。

通过强度和收缩率试验、SEM分析,研究了复合掺合料和聚合物对钢渣-碎石透水混凝土强度、收缩性和微观结构的影响。结果表明,掺30%复合掺合料(硅灰与矿渣微粉复合)提高了钢渣-碎石透水混凝土的抗压强度和抗折强度,并可达到C30的要求;掺5%聚合物乳液进一步提高了钢渣-碎石透水混凝土的28 d强度,并显著降低了收缩率;掺入聚合物乳液后,加强了硬化水泥浆体内水化产物之间的联结作用,减少了毛细孔隙,有效改善了微观结构。