新型建筑功能材料

赖祺，李古

2022(2):198-204.

[摘要](54) [HTML](26) [PDF 825.73 K](1132)

摘要:
混凝土是土木工程中使用最为广泛的材料之一，当今普通混凝土已无法完全满足超限建筑业的需求，因此高性能纳米SiO₂改性混凝土应运而生。为更好地了解纳米SiO₂改性混凝土的各项性能，对其和易性、凝结时间、抗压强度和抗氯离子渗透性的研究进行了回顾和总结。相关研究表明：在混凝土中添加适量纳米SiO₂，可有效提高混凝土的抗压强度，且对早期抗压强度的影响大于后期的影响，但纳米SiO₂含量过高会使混凝土的抗压强度下降；适量的纳米SiO₂，还可以有效填充混凝土中的孔隙，改善其微观结构，提高混凝土的抗氯离子渗透性；然而，混凝土中掺入纳米SiO₂，会缩短其初凝时间和终凝时间，同时也会大幅影响混凝土的和易性，使之不利于长距离输送，增加施工难度。

2 粗骨料嵌锁型混凝土的细观断裂机理研究

张雨，李犇，余盈，张琛

2022(2):205-213.

[摘要](44) [HTML](17) [PDF 1.65 M](393)

摘要:
粗骨料形成的骨架对混凝土的宏观力学性能，特别是断裂性能有重要影响。基于细观力学和断裂力学，对粗骨料嵌锁型混凝土的力学性能和断裂特性进行了理论模拟和实验研究。通过理论计算，建立了粗骨料嵌锁型混凝土的断裂机理。同时，通过试验测试不同粗骨料增加率的嵌锁型混凝土的力学性能，并且结合压汞法测孔试验,分析粗骨料体积对嵌锁型混凝土力学性能和断裂特性的影响。最后，通过对比分析理论计算与实验结果之间的误差，建立了粗骨料嵌锁型混凝土的断裂机理。结果表明：混凝土的力学性能和断裂特性随着粗骨料体积的增大均呈现先增加后减小的趋势，当粗骨料体积增加一定量时，混凝土的抗压强度、抗折强度和断裂能得到显著提高。通过理论计算发现，当粗骨料增加率小于20%时，随着粗骨料体积的增大，抗压强度和弹性模量模拟结果与试验结果的计算误差逐渐趋于稳定，断裂能的模拟结果和试验结果具有相同的变化规律。故所提出的细观力学计算模型，对于预测粗骨料嵌锁型混凝土的断裂特性具有较高的精度。

3 低收缩地质聚合物混凝土的配制及在海堤工程中的应用研究

张芸齐，刘丹萍，雷羡盈，刘炳岳，唐昀超，杨永民

2022(2):214-221.

[摘要](130) [HTML](18) [PDF 1.34 M](610)

摘要:
为了研究如何应对海洋环境下建筑物的损伤问题，以广东省某海堤为研究对象，将菱镁石煅烧制备成三种不同活性的MgO，再将不同活性的MgO进行搭配，与地质聚合物胶凝材料均匀混合制备成低收缩地质聚合物混凝土。然后基于标准测试方法测量其不同龄期的自收缩，利用万能试验机获得其不同龄期的力学性能，重点关注了补偿收缩后的低收缩地质聚合物混凝土的服役性能、抗压强度、混凝土内部温升与应变等指标对施工效果的影响。研究结果表明：补偿体积收缩后，地质聚合物混凝土自收缩大幅降低；地质聚合物混凝土相对普通混凝土而言，快硬、早强的特点更适合处于潮汐水位海堤的快速施工；与普通水泥混凝土相比，地质聚合物混凝土温升和内外温差均较小，开裂风险较低。因此，将低收缩地质聚合物混凝土应用在海堤工程中有重要的研究价值，其可替代普通混凝土以达到更好的施工效果。

4 大体积膨胀混凝土水化热实验与数值模拟研究

杨智诚，杨永民，纪宪坤，徐可，王海龙

2022(2):222-227.

[摘要](108) [HTML](25) [PDF 1.77 M](750)

摘要:
针对某质子治疗中心项目的大体积膨胀混凝土水化热问题，以大体积膨胀混凝土为研究对象，通过模型实验和MIDAS/FEA有限元仿真，研究了大体积膨胀混凝土的水化热反应过程，得出混凝土浇筑后温度场和应变场情况。结果表明：在水化热反应过程中，混凝土终凝后温度变化分为急剧升温、缓慢升温和降温三个阶段，当混凝土入模温度为30 ℃以下时，混凝土浇注后的中心温度最高达到65.1 ℃；混凝土的应变变化为应变增长、应变降低和趋于稳定三个阶段，距离中心越远应变越低，最大应变达到370 μm，通过在混凝土中掺加SY-G型高性能膨胀抗裂剂补偿混凝土的收缩，避免了混凝土产生危害性裂缝，满足了工程抗裂要求；此外，有限元的水化热分析结果与实验结果非常吻合，表明有限元数值分析对大体积混凝土水化热反应的温度场变化有较好的预测效果，但应变结果与实验存在一定的误差，绝对误差为18.9%。

5 纳米二氧化硅对再生骨料混凝土性能影响的研究

刘俊辉，刘炳岳，欧思华，关淑鸿，冯万辉

2022(2):228-233.

[摘要](118) [HTML](17) [PDF 562.03 K](907)

摘要:
再生骨料混凝土是一种环保材料，然而由于再生骨料的固有缺陷，导致其很难在结构工程中推广应用。纳米二氧化硅作为一种混凝土辅助胶凝材料，已经在普通混凝土中得到了充分的研究，但其用于改性再生骨料混凝土的研究较少。利用万能试验机、扫描电镜及X射线衍射仪，从工作性能、抗压性能、抗拉性能和微观形貌等方面，分析了不同掺量纳米二氧化硅对再生骨料混凝土改性的影响，深入探讨了利用纳米二氧化硅对再生骨料混凝土进行改性的可行性。试验结果表明：纳米二氧化硅具有高活性和填充效应，促进了水泥的水化反应，对再生骨料混凝土早龄期抗压性能提升明显；此外，纳米二氧化硅由于其颗粒尺寸较小，填充了再生骨料的微裂纹和孔隙，降低了再生骨料混凝土的脆性，对再生骨料混凝土后龄期抗拉性能提升显著。值得注意的是，纳米二氧化硅具有团聚效应，需要采用减水剂和预拌的方法提升其工作性能，从而推广其适用性。