跨江海隧道功能梯度混凝土管片性能与寿命预测

采用功能/结构一体化设计的功能梯度混凝土管片(Functionally Gradient Concrete Segment,简称FGCS)具有优异的力学性能、抗裂性能、抗渗性能和耐火性能,尤其是其抗离子渗透性能,生产的FGCS的Cl-扩散系数为4.9×10-23m2·s-1,根据考虑多种因素作用下的Cl-扩散理论模型,其预测使用寿命在280年以上.FGCS的性能研究表明:与传统的钢筋混凝土管片相比,FGCS的防水、抗渗、抗蚀、抗裂性能以及耐火极限和抗冲击能力得到了显著提高.     

水泥基发光材料的发光特性与微观形貌

以水泥为基体材料,利用稀土发光材料、反光材料制备出水泥基发光材料(Luminescent Cementitious Mate-rials,简称LCM),采用强度试验、荧光分光光度计、亮度计、ESEM等测试手段研究LCM的抗折和抗压强度、发光亮度和余辉时间以及微观形貌。结果表明,在发光粉掺量15%～45%、反光粉掺量0%～25%范围内,LCM的28d抗折强度和抗压强度分别在6.5～8.0MPa和40～55MPa之间;随着发光粉掺量的增加,LCM的发光亮度增大,特别是对初始发光亮度有较大影响,随着反光粉掺量的增加,LCM的的余辉时间延长;LCM在太阳光照1h后的初始发光亮度、余辉时间均比在40W日光灯照5h后的好;LCM中发光粉、反光粉均不参与水化反应,发光粉与水泥水化产物胶结,反光粉被水泥水化产物包裹,共同形成比较致密的结构。建议LCM中发光粉的掺量为15%～25%,反光粉的掺量为0～15%。     

一种超高耐久混凝土——梯度结构混凝土

分析超高耐久混凝土的研究现状,提出了一种高耐久、低成本的超高耐久混凝土--梯度结构混凝土(Gradient Structural Concrete,简称GSC),采用电量法和氯离子扩散系数法来评价梯度结构混凝土的抗氯离子渗透性能,最后进行梯度结构混凝土的寿命预测与成本分析.结果表明,高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)、无细观界面过渡区水泥基复合材料(Meso-interfacial transition zone-free cement-based materials,简称 MIF)和梯度结构混凝土MIF-HPC的6 h导电量和氯离子扩散系数的排列顺序均为:HPC>MIF-HPC>MIF,其抗氯离子渗透性能排列顺序为:MIF>MIF-HPC>HPC.梯度结构混凝土的成本会有所增加,但由于其氯离子渗透性能大幅降低,其使用寿命得到大幅延长,使得其年损耗费用大幅下降.     

环氧树脂AB胶对树脂导光水泥基材料界面性能的影响

为改善树脂导光水泥基材料(Resin light conductive cementitious materials,RLCCM)中水泥基体与透明树脂界面间的粘结性能,采用强度试验、X射线衍射仪和环境扫描电镜分别研究了环氧树脂AB胶对RLCCM整体抗压强度、界面处水化产物和微观结构的影响。结果表明:RLCCM的整体抗压强度比纯水泥砂浆体低,且强度大小与界面间的粘结性能有关,环氧树脂AB胶增强了RLCCM的整体力学性能;环氧树脂AB胶减少了界面处羟钙石的生成,提高了界面间粘结强度;环氧树脂AB胶还提高了界面的粗糙度,增强了界面间机械作用,改善了界面间粘结性能。 更多还原     

树脂导光水泥基材料的设计与制备表征

利用透光树脂作导光组分,进行树脂导光水泥基材料(resin light conductive cementitious materials,RLCCM)的设计,采用先预制透光树脂单元再将其植入水泥基体的方法来制备树脂导光水泥基材料,采用强度试验、耐老化性能试验、透明度测量仪分别研究了树脂导光水泥基材料的力学性能、耐老化性能、透明度。结果表明:树脂导光水泥基材料具有良好的力学性能和耐老化性能,同时也具有良好的透光性能,透明度≥22%,足以满足采光要求,可以起到透光显影、采光节能的作用。     

氯离子侵蚀环境下混凝土结构耐久性评估与寿命预测模型

在海洋或除冰盐的环境中,氯离子侵蚀是造成钢筋锈蚀的主要原因。主要分析了钢筋混凝土中氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀的机理,介绍了氯离子侵蚀环境下混凝土结构耐久性评估与寿命预测模型,其中详细阐述了基于Fick第二扩散定律的寿命预测模型,并对氯离子侵蚀环境下混凝土的使用寿命进行了实例分析。     

跨江海隧道功能梯度混凝土管片设计理论与技术

针对目前国内外缺乏成熟的管片高抗渗、长寿命的设计理论与技术的问题,建立了功能梯度混凝土管片(Functionally Gradient Concrete Segment,简称FGCS)的长寿命化以及界面过渡区、界面结合区增强的设计理论与设计方法,提出了功能/结构一体化设计的FGCS的设计方案及其关键制备技术,进一步完善了钢筋混凝土管片耐久性技术的设计理论与技术.     

紫外线对树脂-水泥界面特性的影响

为探究紫外线对树脂-水泥复合材料界面腐蚀特性的影响,本文以高压汞灯为光源,对树脂导光水泥基材料进行加速老化,采用斜剪粘结强度、表面外观特征变化的宏观测试手段探明树脂-水泥界面在紫外线辐射环境下的变化规律,通过ESEM-EDS的微观测试手段分析树脂-水泥界面在紫外线辐射环境下的劣化机理。结果表明:试件发生斜剪破坏时,均从树脂与水泥基体的界面处开始破坏;在紫外线作用下,界面斜剪粘结强度呈先升后降的趋势,并在24h左右达到最大值11.62MPa;树脂部分黄变随照射时间的延长不断加深,84h时色差值达到9.283;早期树脂部分发生后固化反应使结构强度增加,界面结合更为紧密,随着照射时间的延长,紫外线作用使树脂分子链断裂,羰基和酯基基团发生降解,削弱了树脂与水泥界面的粘结性能。