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      学术论文
    • 秦子豪,董烨民,胡传林

      2024,27(11):969-976, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.001

      Abstract:

      研究了水化铁硅酸钙/聚羧酸减水剂(C-F-S-H/PCE)纳米晶核对矿粉水泥水化和力学性能的影响.采用力学性能测试、等温量热分析、X射线衍射仪和压汞法测试了大矿粉掺量(50%、70%、90%)矿粉水泥的抗压强度、水化放热、水化产物和孔隙率.结果表明:C-F-S-H/PCE纳米晶核的掺入能够显著提升矿粉水泥的抗压强度,50%矿粉掺量的矿粉水泥1 d强度提升60%;C-F-S-H/PCE纳米晶核对矿粉水泥的水化反应具有调控作用,通过加速水泥的早期水化及氢氧化钙的形成激发了矿粉反应活性,从而推动了矿粉反应的持续进行.

    • 王晟,梅军鹏,谢佳诚,陈一纯,戴俊杰

      2024,27(11):977-985, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.002

      Abstract:

      通过抗压强度、水化热、压汞仪、X射线衍射仪、热重分析仪和扫描电镜等,研究了三异丙醇胺(TIPA)对钢渣水泥体系力学性能和水化特性的影响.结果表明:随着TIPA掺量(0.03%~0.09%)的增加,钢渣水泥体系的抗压强度提高,7、28 d抗压强度分别提升了35.1%~37.9%和23.8%~35.7%;掺加TIPA促进了钢渣水泥体系的水化反应和钢渣的火山灰反应,进而加速了水化硅酸钙凝胶、三硫型水化硫铝酸钙和单硫型水化硫铝酸钙等水化产物的形成;掺加TIPA降低了试件的孔隙率,0.06%掺量的TIPA使7、28 d龄期试件的总孔体积分别减少了44.58%和21.77%.

    • 彭彪,胡红松,吉云鹏

      2024,27(11):986-995, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.003

      Abstract:

      提出了一种新型高延性纤维混凝土(HDFRC)-钢管-混凝土(HDCSTC)叠合柱,研究了螺杆列数、螺杆强度和螺母类型对HDCSTC叠合柱轴压性能的影响.结果表明:增加螺杆列数能够有效改善试件的峰值后延性;螺杆强度增加,对1列螺杆试件的延性无显著影响,对2列螺杆试件的延性影响较大;吊环螺母能够与外侧高延性纤维混凝土建立有效拉结,改善试件的峰值后性能;HDCSTC叠合柱具有与钢筋混凝土柱同等优异的轴压性能,且施工方便无技术限制,值得推广使用.

    • 李蓓,张菊辉,何嘉成,迟琳,管仲国

      2024,27(11):996-1003, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.004

      Abstract:

      基于电化学方法分析了不同氯离子浓度混凝土模拟液中镀锌高强钢丝钝化膜的脱钝机理.结果表明:随着测试的进行,镀锌高强钢丝阴极出现越来越剧烈的析氢反应,其腐蚀速率在5%~7%NaCl模拟液中达到峰值;随着氯离子浓度的提高,镀锌高强钢丝的容抗弧半径呈现出先缓慢减小再急剧降低的变化趋势;钢丝发生点蚀后,生成的腐蚀产物将覆盖钢丝表面,抑制氯离子进一步侵入;钢丝脱钝机理表现为钢丝表面钝化膜受氯离子侵蚀破坏,以ZnCl2的形式扩散到钝化膜表面,与溶液中的OH-结合生成ZnCl2·4Zn(OH)2·H2O等腐蚀产物;引起钢丝锈蚀的临界NaCl质量分数为4%,超过此界限,将加速钢丝钝化膜的破裂,加快腐蚀的发生;根据不同氯离子浓度模拟液中镀锌高强钢丝阻抗特性建立的双时间常数等效电路模型(b)拟合数据与实测数据吻合较好.

    • 李浩嘉,左伟平,郭忠印,宋灿灿

      2024,27(11):1004-1010, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.005

      Abstract:

      为了定量表征冰雪天气沥青路面的抗滑性能,在气候实验室内模拟了结冰路面、积雪路面和积雪消融路面的状态,用摆式仪和T2GO摩擦系数测试仪分别测试了摆值(BPN)和摩擦系数,用维萨拉移动检测器检测了冰层、雪层和水膜的厚度;对于不同的冬季路面状态,基于引起抗滑性能衰变的主要因素提出了摩擦系数预测方法.结果表明:结冰路面的抗滑性能主要受冰层厚度的影响;积雪路面的抗滑性能受雪层内部层间滑动的影响;积雪消融过程中,雪层表面形成的薄冰层会使路面抗滑性能显著降低;结冰路面的摆值与摩擦系数存在较好的线性关系.

    • 专题综述
    • 徐晶,郭坤宇,陈庆,赵增丰

      2024,27(11):1011-1021, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.006

      Abstract:

      表面防护是提高混凝土耐久性的重要补充措施,然而传统表面防护存在界面相容性差和环境不友好等问题.近年来,利用微生物诱导碳酸钙沉积(MCIP)对混凝土进行表面覆膜防护的方案能有效突破传统表面防护方法的局限性,受到人们的广泛关注.本文从 应用于表面覆膜的MICP矿化机制出发,讨论了几种常见的表面覆膜方法及其对混凝土耐久性和力学性能的影响,分析了表面覆膜层的微观特性.最后,通过总结已有研究成果,对混凝土微生物表面覆膜的未来研究方向进行了讨论和展望.

    • 张伟平,邱俊澧,姜超

      2024,27(11):1022-1032, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.007

      Abstract:

      以混凝土结构中钢筋锈蚀特征的漏磁探测技术为主线,对相关研究进行综合回顾与分析.结果表明,基于漏磁探测技术能够准确识别混凝土结构中钢筋的锈蚀区域并定量评估钢筋锈蚀率.为进一步提升利用漏磁技术探测既有钢筋混凝土结构锈蚀特征的适用性和准确性,未来还需要充分考虑磁化强度随机分布引起的锈蚀率评估结果的概率分布特性,明确应力、疲劳、箍筋/相邻纵筋、锈蚀产物和混凝土的影响,推动基于漏磁成像的计算机视觉自动识别和融合多指标、多技术方法的应用.

    • 研究简报
    • 刘亚州,魏策策,王磊,唐洲洋,孔丽娟

      2024,27(11):1033-1038, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.008

      Abstract:

      通过后续水化试验,研究了不同养护制度和水中水化温度下水泥基材料的水分迁移规律,分析了水分迁移对水泥基材料后续水化与微结构的影响.结果表明:水泥基材料结合水量随试件深度增加呈减小趋势,后续水化35 d时,试件深度160 mm处的结合水量较深度0 mm处降低6.4%;试件深度80 mm处的后续水化结合水量(前期)随高温水浴养护时间延长呈减小趋势,随水中水化温度升高而增大;当水中水化温度过高(60 ℃)时,水泥基材料内部生成微裂缝,孔结构粗化,后续水化表现为损伤作用.

    • 徐迅,孙永涛,李莹江,王宗浩,游潘丽

      2024,27(11):1039-1046, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.009

      Abstract:

      使用碱式硫酸镁水泥(BMSC)作为基体材料,制备了树脂透光混凝土(RLTC),并利用界面剪切强度测试、超景深三维显微镜和扫描电镜(SEM)等分析了BMSC基体与树脂的界面黏结性能.结果表明:BMSC与树脂界面处裂纹较少且宽度较窄,在界面处观察到大量针状5·1·7相(5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O)结构,微米级5·1·7相晶须填充了BMSC基体与树脂的孔隙,增强了界面间的机械啮合作用;与使用普通硅酸盐水泥的RLTC相比,硬化后BMSC基体与树脂的界面黏结性能明显提高,其中28 d界面剪切强度提高了59.2%.

    • 许荣盛,汪浩然,杨仁和,孔凡辉,洪通

      2024,27(11):1047-1053, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.010

      Abstract:

      通过掺入聚醚型减缩剂(PSRA)改善碱激发矿渣-铜渣砂浆(CSM)的体积稳定性,研究了PSRA掺量对CSM凝结时间、抗压强度和干燥收缩率的影响,并采用等温量热仪、X射线衍射仪、扫描电镜-能谱仪、核磁共振和热重-差示量热分析仪等分析了PSRA对CSM水化进程和微观结构影响,探讨了PSRA的减缩机理.结果表明:PSRA的掺入延长了CSM净浆的凝结时间,延缓了体系的水化进程,且延缓作用随着PSRA掺量的增大而增强;PSRA掺量为0%~2.0%时,CSM的干燥收缩率和抗压强度均随着PSRA掺量的增大而逐渐减小;PSRA降低了孔溶液的表面张力,改变了孔结构,使得毛细管压力下降,进而起到减小CSM干燥收缩的效果.

    • 廖子墨,肖泽荣,郑祥增,江璇,季韬

      2024,27(11):1054-1059, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.011

      Abstract:

      采用X射线衍射、热重分析、核磁共振和压汞法,研究了饱和度对以水玻璃为激发剂的碱矿渣砂浆(ASm)抗碳化性能的影响.结果表明,随着饱和度的降低,水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)凝胶脱钙更严重,ASm总孔隙率增大,最可几孔径增加,碳化生成的亚稳态文石和球霰石增多,ASm抗碳化性能变差,抗压强度保留率降幅和碳化深度增幅降低.

    • 张艳荣,丁一,邹志龙,孔祥明,张雪松

      2024,27(11):1060-1070, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.11.012

      Abstract:

      通过四点弯曲强度、黏结强度、冻融循环及热重、压汞和扫描电镜等试验研究了乙烯-乙酸乙烯酯共聚乳液(EVA)和硅烷乳液对高韧性防水砂浆力学性能和抗冻性的影响规律及作用机理. 结果表明:EVA基本不影响砂浆后期弯曲性能,但显著提高其与基层的黏结强度;随EVA掺量增加,砂浆孔隙率先增大后减小,抗冻性先降低后提高;硅烷乳液的掺入显著降低了水化产物在聚乙烯醇(PVA)纤维表面的附着,导致砂浆弯曲性能下降;当硅烷乳液掺量较高时,PVA纤维与基体界面粗糙度明显增加,砂浆弯曲性能提高;内掺硅烷乳液增加了毛细孔含量,有助于缓解孔隙水结冰产生的膨胀应力,从而显著提高砂浆抗冻性.

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    • 国产G类膜材双轴力学性能及参数特征研究

      易钰奇, 高成军, 陈务军, 王玉梅

      Abstract:

      本文通过对9种国产G类膜材进行双轴拉伸试验,研究了双轴拉伸弹性模量与单轴极限抗拉强度以及各项技术参数之间的相关性. 结果表明,9种膜材的经向弹性模量均大于纬向,泊松比均大于0.5. 抗拉强度、纱线密度、基布面密度、膜面密度和厚度与弹性模量呈正相关,纤维直径与弹性模量呈负相关. 线性回归分析显示,单一因素并非能决定弹性模量,而是多因素相互作用的结果,为膜材多尺度分析和参数化设计提供科学依据.

      • 1
    • 无砂混凝土基层配合比优化与抗冲刷性能研究

      刘宏富, 谭方灵, 叶润鑫, 蔡军, 黄云涌

      Abstract:

      为了提升无砂混凝土基层材料的抗冲刷特性并揭示不同冲刷条件下强度、模量的衰减规律,以7天无侧限抗压强度、渗透系数和抗压回弹模量为评价指标,采用响应面法确定了无砂混凝土的最优配合比.开展了无砂混凝土冲刷试验,分析了冲刷时间、冲刷频率和冲击力对抗冲刷性能的影响,揭示了无砂混凝土经过不同冲刷条件后强度和模量的衰减规律. 结果表明:无砂混凝土最优配合比为级配 Ⅰ、水灰比0.35和目标孔隙率18%.相较于水泥稳定碎石而言,无砂混凝土具有更好的力学特性和抗冲刷性能.

      • 1
    • 温度及软水环境对铝酸盐水泥基材料的影响

      张宇, 刘婧涵, 左晓宝

      Abstract:

      研究了铝酸盐水泥(CAC)基材料在软水环境中的力学性能变化及温度对其影响的机理. 监测CAC砂浆抗压强度的同时,通过XRD、TG、EDTA滴定和SEM等方法分析净浆物相组成和微观结构的演变规律. 结果表明:在20℃软水环境中,CAC水化产物组成并未发生明显改变,且AH3凝胶的形成保证了材料长期性能的稳定. 而在60℃环境中,温度升高导致物相转变,软水的存在进一步增强了这一效应. 在温度和软水的共同影响下,产物相变以及部分产物的溶解均导致CAC浆体微结构遭到破坏,从而引起材料性能的降低.

      • 1
    • 陶瓷砖抛光微粉混凝土的性能研究

      胡众, 唐国旺, 袁荟凯

      Abstract:

      研究了陶瓷砖抛光微粉混凝土的力学性能和耐久性。结果表明陶瓷砖抛光微粉在混凝土中能发生火山灰反应,同时具有填充效应。这两种作用促进了孔隙的细化,在宏观上体现为后期力学性能的增长。陶瓷砖抛光微粉掺量10%和20%时,砂浆的90天强度活性指数分别为117.34%和114.01%;混凝土在90天龄期时的强度相对值分别达到100.31%和97.80%。此外,陶瓷砖抛光微粉能显著提高混凝土的抗氯离子渗透性。在90天时纯水泥混凝土为高渗透性;掺陶瓷砖抛光微粉后混凝土的渗透等级均降低。混凝土中陶瓷砖抛光微粉掺量10~20%时能获得可接受的力学性能和良好的耐久性。

      • 1
    • RTPF固化碳酸盐渍土的抗剪性能

      孙畅, 王凤池, 赵晗宇, 陈昊

      Abstract:

      基于增强碳酸盐渍土抗剪承载性能和提高废弃轮胎内聚合物纤维(RTPF)可持续利用的双需求,提出利用RTPF改良水泥固化碳酸盐渍土.通过三轴剪切试验和微观检测,探究了RTPF对固化碳酸盐渍土抗剪性能的影响规律及作用机理.结果表明:RTPF使固化碳酸盐渍土的抗剪强度先升高后降低,纤维束1%~2%和纤维丝0.1%~0.2%为最优掺量.RTPF可提高固化碳酸盐渍土的黏聚力和内摩擦角.纤维束的增韧作用高于纤维丝.分段函数可准确描述RTPF固化碳酸盐渍土的应力-应变关系.

      • 1
    • 煤矸石对煤基固废地聚物注浆材料性能的影响

      石起振, 周梅, 白金婷, 张凯, 李冬

      Abstract:

      为明确煤矸石(Mc)对地聚物材料的作用机理,以Mc等煤基固废制备的地聚物注浆材料(CGGM)为研究对象,系统研究了Mc掺量和粒径分布对CGGM流变、力学性能的影响,结合MIP、XRD、FTIR和SEM等微观测试手段分析了结石体的微观结构.结果表明,Mc能改善CGGM浆液的稳定性,浆液是典型的黏度时变性幂律型流体,CGGM的流动度、凝结时间及抗压强度均随Mc掺量的递增而减小,当Mc质量分数为50%(占前驱体)时,结石体3d、28d抗压强度分别为2.97MPa和8.89MPa.Mc早期主要起微集料效应及为C-S-H凝胶提供成核位点,后期发生聚合反应.结石体强度的形成主要来自AFt、C-S-H和C-(N)-A-S-H等晶体和凝胶体.

      • 1
    • 机制砂绿色制备工艺模拟及其参数优化研究

      张云升, 王习, 张文华, 张宇

      Abstract:

      为了实现机制砂绿色制备,提升机制砂品质. 进行了基于离散元的机制砂粗碎、中细碎、筛分及运输工艺数值模拟,优化了机制砂绿色制备关键参数,明确了其对机制砂品质的影响规律. 结果表明:机制砂制备粗碎与中细碎阶段可通过调节破碎设备排料口尺寸提高岩石破碎效率、降低破碎能耗、优化破碎后岩石粒径分布、减小岩石对设备的磨损;而筛分阶段振动筛筛网倾斜角度宜为10°~ 15°,运输阶段运输带布置角度宜为16°. 同时,研究在大型机制骨料生产企业进行了应用,为机制砂绿色高品质制备提供了科学支撑.

      • 1
    • 基于材料组成及约束的砂浆减裂方法研究

      王琼琼, 唐亮, 李国友, 王庆轩, 汪登

      Abstract:

      为使砂浆有效减裂,本文分析砂浆的开裂预测方程,从材料组成与约束层面确定了“减裂新方法”,并从理论与试验层面验证了减裂新方法在不同环境下的科学有效性;为提高减裂新方法的实用价值,探索了抹黄油润滑脂、铺塑料膜以及塑料膜间铺设3mm缓凝型净浆等减少约束的措施.结果表明:减小水胶比、减小约束度、增大砂灰比的减裂新方法可明显提升砂浆的抗裂性能;塑料膜间铺设3mm缓凝型净浆的方式可使砂浆的约束降低66%,减裂效果明显.

      • 1
    • 严寒区浮石混凝土分级评价与孔结构响应阈值

      王萧萧, 董培森, 闫长旺, 刘曙光, 张菊

      Abstract:

      为探究严寒区浮石混凝土养护阶段和冻融阶段的水化程度和损伤程度.基于浮石混凝土的孔隙率、孔径分布和分形维数计算增益系数(Ygp)、损伤系数(Cgp).利用阈值指标分类法得到水化程度、损伤程度的临界点,根据分级评价和宏观性能确定增益阈值与损伤阈值.结果表明:0.947

      • 1
    • 基于Stone-SAM的便携式粗集料级配智能检测

      张鸿, 杨俊雅, 刘可心, 张益鹏, 程雪聪, 王伟光

      Abstract:

      为实现精确的粗集料级配检测,本研究提出一种便携式粗集料级配智能检测方法.采用知识蒸馏的策略对视觉大模型SAM进行网络结构轻量化,嵌入神经网络分类器PP-HGNetV2为模型提供语义判断的能力,设计粗集料颗粒特征参数数学表征算法,开发移动端应用程序,实现粗集料级配高通量检测.对5种不同粗集料级配场景进行测试,结果表明本研究方法对于粗集料颗粒的分割精度高于原始SAM模型,并且能够精确去除背景信息,粗集料颗粒关键参数提取结果准确可靠.

      • 1
    • 碳/钢纤维对碱激发砂浆导电性的影响机理

      吕文芳, 查文华, 李杰莲, 许涛, 尹乾

      Abstract:

      采用碱激发煤矸石-矿渣(AACGS)与碳纤维(CF)和钢纤维(SF)制备CF-AACGS基和SF-AACGS基导电砂浆,分析了纤维种类和掺量对砂浆力学性能和电阻率的影响规律,并讨论了砂浆在不同含水量和环境温度下的导电性.结果表明,单掺0.45vol%CF或单掺2.0vol%SF时,砂浆28d的抗折强度分别提高了67.66%、80.78%,并且抗压强度也得到提升.单掺0.3vol%CF或单掺1.5vol%SF时,砂浆内部即形成空间导电网络并达到渗流阈值,致使电阻率显著减小,同时使含水量和环境温度对其导电性的影响显著降低.

      • 1
    • 钢渣稳定铁尾矿基层材料强度与干缩性能研究

      仇凯祥, 贾坚, 张洋, 卢晓磊, 程新

      Abstract:

      利用钢渣、脱硫石膏和矿渣等固废制备钢渣基胶凝材料(SSCM),并选取力学性能突出的SSCM稳定铁尾矿基层材料(SIBM),测试了SIBM的力学与耐久性能,并分析讨论了SSCM对SIBM补偿收缩机理。结果表明:SSCM最优配比的28 d抗压强度31.5 MPa。当SSCM灰剂量≥ 8%时,SIBM的无侧限抗压强度满足二级公路轻交通设计要求,且干缩性能优于水泥稳定铁尾矿基层材料(CIBM)。水化产物钙矾石(AFt)大量形成与孔结构的改善是SIBM的干缩减少的重要原因。

      • 1
    • 高温下高强钢丝的热力学性质

      刘志, 李国强, 郑华凯

      Abstract:

      材料热力学性质是结构抗火研究中的关键物理量,但国内外规范或文献中尚无高强钢丝的热力学性质模型。为研究高强钢丝在火灾高温下的热力学性质,针对名义屈服强度为1670、1860、1960和2160 MPa的高强钢丝,分别采用排酒精法、热流差示扫描量热法和激光闪射法,进行20~1200℃下材料质量密度、比热容和导热系数的试验研究。试验结果表明,高强钢丝的质量密度为7534 kg/m3,比热容随温度的变化规律与低碳钢和规范中的类似,但波峰出现在更高的温度,导热系数显著低于大部分低碳钢,但差异随温度升高而减小。根据试验结果,提出了比热容和导热系数的经验模型,为今后研究火灾下高强钢丝索的热学响应与力学行为确定了重要的材料热力学性质。

      • 1
    • 二灰改良黄河下游沉积泥沙的路用性能

      于姝慧, 刘燕, 张树明, 周祥, 杨帆

      Abstract:

      为探索黄河下游沉积泥沙在路基工程中的应用,以石灰和粉煤灰对其进行改良,结合回弹模量试验、直接剪切试验和极限承载能力计算,对改良黄河泥沙的路用性能进行分析.试验和计算结果表明:当粉煤灰掺和比大于40%时,改良黄河泥沙的回弹模量符合规范控制要求,但对抗剪强度指标的影响降低;当石灰掺和比大于4%时对回弹模量提升效果明显,对抗剪强度指标的影响降低;结合极限承载力计算,综合考虑时效性和经济性,可将4%石灰掺和比+40%粉煤灰掺和比+7d养护时间作为黄河下游沉积泥沙最佳改良方案.

      • 1
    • WER-SBR复合改性乳化沥青微表处性能及机理研究

      李光耀, 田小革, 高凯, 姚世林

      Abstract:

      为提升微表处混合料性能并控制成本,采用水性环氧树脂(WER)与丁苯橡胶(SBR)复配制备了高性能改性乳化沥青.对其传统物理性能、相容性以及微观改性机理进行研究,并对微表处混合料的耐久性展开探讨.结果表明:WER和SBR的协同效应提高了乳化沥青的传统物理性能,三者之间具有良好的相容性.基于荧光显微试验确定WER与SBR的最佳掺量分别为15%、3%.复合改性微表处混合料的抗水损、耐磨耗及抗剪性能均显著优于单一改性,说明WER协同SBR充分发挥了其互补增效的优势.WER、SBR与乳化沥青之间为物理共混,无化学反应.

      • 1
    • 基于腐蚀热力学的钢筋脱钝临界氯离子含量理论模型

      李辰治, 宋晓滨, 姜超

      Abstract:

      根据点蚀成核机理和钢筋极化原理分别建立了点蚀电位(Epit)和自腐蚀电位(Ecorr)理论模型。基于腐蚀热力学,将临界氯离子含量(Ccrit)定义为两种电位相等时的氯离子含量,提出了临界氯离子含量理论模型。结果表明,点蚀电位与氯离子含量的对数负线性相关;氯离子含量增加导致阳极极化曲线负移,从而导致自腐蚀电位降低。临界氯离子含量随着自腐蚀电位、点蚀电位、温度和pH值的变化呈指数型变化,因而离散性较大。对于温度为298 K,pH为13.5的工况,临界氯离子含量(表征为[Cl-]/[OH-])理论值为1.41。

      • 1
    • 渣土改良的新型复合降水剂制备及性能研究

      王杰, 郭腾, 姜瑜, 杨爱武

      Abstract:

      为解决吸水树脂在高含水率渣土改良中存在的材料成本高、适用性差、不环保等问题,本文提出添加稻壳灰、凹凸棒土和纳米二氧化钛对其进行改性的研究思路。结果表明,引入凹凸棒土扩大了材料的适用性,其表现出较好的耐盐性、耐酸碱性,可适用于复杂环境下渣土降水需求;引入稻壳灰和纳米二氧化钛提高了材料的降解率,材料重金属含量满足建设用地标准要求;材料在渣土中吸液倍率为100g/g,可显著降低渣土的流动度,10-15min可达到外运要求。

      • 1
    • 石灰石粉复合磷酸镁水泥高温性能及机理

      蒋晚晚, 朱金才, 孟晓凯, 王湘君

      Abstract:

      为扩大磷酸镁水泥(MPC)在高温环境的应用.本文研究高温作用后石灰石粉复合磷酸镁水泥(LP-MPC)性能及机理.结果表明:随着温度升高,LP-MPC的质量损失率逐渐增大,抗压强度随温度升高呈现先下降后平稳的趋势,孔结构特征趋于劣化.小于600℃时,主要以MgKPO4·6H2O脱水为主,LP对提高MPC的抗压强度有利;大于600℃时,主要CaCO3高温分解,质量损失率随着LP掺量增加而增大,抗压强度随LP掺量增加而减小,温度及LP掺量对孔隙结构的劣化影响显著.高温后LP-MPC相同分形区域下的孔隙结构随着温度升高复杂程度降低,其中有害孔与多害孔的分形维数与抗压强度的的相关性更高.

      • 1
    • FRP约束磷石膏基地聚物力学性能研究

      王永瑞, 陈兵

      Abstract:

      本研究以磷石膏和矿渣为主要原料,制备了FRP约束磷石膏基地聚物. 通过21组试件的抗压强度试验,探讨了FRP层数、碱激发剂掺量、磷石膏掺量、粉煤灰掺量及粉煤灰钙含量对试件抗压强度和应力应变关系的影响. 结果表明,一层约束试件的抗压强度约为未约束试件的6倍,二层约束试件的抗压强度约为一层的1.5倍. 约束试件强度大幅提高的原因除FRP良好的力学性能外,石膏的微膨胀特性同样有助于约束构件的强度提升. 外加约束还减少了地聚物的干湿循环和碳化,从而抑制了地聚物的泛碱问题,避免了地聚物强度损失. 此外,内填料中掺入少量高钙粉煤灰可进一步提高复合构件抗压强度. 本研究为磷石膏的再利用提供了一种新途径.

      • 1
    • Q355、Q460和Q690钢材火灾降温段力学性能对比

      楼国彪, 王梦洁, 李国强, 蒋彬辉

      Abstract:

      基于Q355、Q460和Q690三种钢材在火灾升温和降温全过程中的力学性能试验结果,对三种钢材火灾降温段的力学性能进行对比分析.结果表明,当最高受热温度在700 ℃以内时,Q460和Q690钢材的降温段弹性模量折减系数相近;三种钢材屈服强度f0.2折减系数相差较大,屈服强度f2.0折减系数相近;极限强度折减系数有一定差距.当最高受热温度为800 ℃或900 ℃时,三种钢材降温段弹性模量和屈服强度折减系数相差较大,而极限强度折减系数相差较小.此外,将现有规范推荐的钢材高温力学性能与三种钢材降温段力学性能进行对比,结果表明,现有规范针对钢材升温段力学性能提出的折减系数无法较好地预测钢材降温段力学性能.

      • 1
    全选
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    • 麻秀星, 钱觉时, 李苑, 邓成, 方云辉

      2011(6):829-833, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.021

      Abstract:

      采用离心喷雾干燥工艺对聚羧酸减水剂进行粉体制备研究,得到的减水剂粉体含固量可达到99%(质量分数,下同).通过红外光谱分析发现:聚羧酸减水剂分子结构中的羰基在干燥过程中发生了部分分解,但减水剂宏观性能仅受有限影响,粉体减水剂的性能与液态减水剂基本相当.通过单因素试验研究了干燥室进口风温、进料液温度、进料液含固量对喷雾干燥工艺及粉体性能的影响,确定了喷雾干燥工艺适宜的参数范围为干燥室进口风温180~220℃,进料液温度20~40℃,进料液含固量20%~60%.

    • 研究简报
    • 纪小平, 侯月琴, 许 辉, 郑南翔, 谭学章

      2013(2), DOI:

      Abstract:

      旨在运用动态表征模型评价沥青的老化过程,并采用多指标评价方法对比不同沥青的优劣。对4种沥青进行不同时间的RTFOT老化试验,采用动态表征模型拟合,得到沥青针入度、延度、软化点和粘度的老化参数和老化方程;采用灰色关联决策评价方法,以沥青针入度、延度、软化点和粘度的老化参数L和r为评价指标,综合对比不同沥青的抗老化性能。研究结果表明:沥青针入度、软化点、延度和粘度与老化时间存在非线性关系,在开始时刻,老化速率大,后期随着时间的推移,老化速率趋于缓慢,最后达到平衡;沥青的老化过程可用动态模型表征,参数L和r能很好地表征沥青老化过程的老化度和老化速率,不同沥青的不同指标的老化参数排序不一致;采用灰色关联决策评价四种沥青的抗老化性能排序为:室内制备改性沥青优于90号A级基质沥青优于成品改性沥青优于70号A级基质沥青。

    • 学术论文
    • 吴朝明,李春锦,胡堃,吴程航,任强

      2024,27(8):667-674, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.001

      Abstract:

      基于Dinger-Funk级配理论提出了机制骨料级配设计方法,通过修正Bolomey公式明确了适用于机制骨料混凝土的强度-水胶比关系;通过引入裹浆厚度概念建立了骨料与浆体之间的体积关系,并将机制砂中的石粉视作浆体组成,建立了机制骨料混凝土的配合比设计方法并进行了验证.结果表明:混凝土的工作性可以通过裹浆厚度来加以调控;混凝土的抗压强度和氯离子扩散系数与裹浆厚度无明显相关性,可以通过水胶比来加以调控;本文提出的配合比设计方法可以定量设计满足不同性能需求的机制骨料混凝土.

    • 实验技术
    • 郝贠洪,高炯,吴日根,宣姣羽,何晓雁

      2024,27(8):764-772, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.012

      Abstract:

      以内蒙古隆盛庄古建筑青砖砌体为研究对象,通过数字图像相关(DIC)技术,研究古建筑青砖在冻融循环作用下的损伤破坏规律,采用双因子——损伤程度因子和损伤局部化因子来表征古建筑青砖的单轴压缩损伤过程,并根据双因子损伤演化曲线建立了不同冻融循环次数下的损伤演化模型.结果表明:古建筑青砖在单轴压缩下的破坏过程可分为初始损伤闭合阶段、线弹性损伤阶段、弹塑性损伤阶段和塑性损伤阶段4个阶段;随着冻融循环次数的增加,青砖表面应变集中程度增大,使其承载能力降低;冻融循环会缩短双因子曲线的线弹性阶段,同时利用双因子建立的损伤演化模型能有效反映冻融循环作用下古建筑青砖材料的损伤演化过程.

    • 学术论文
    • 吴安利,刘坤,郝贠洪,吴日根,宣姣羽

      2024,27(8):701-710, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.005

      Abstract:

      研究了冻融循环作用下青砖的表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度及孔结构的变化规律,并结合分形理论建立了分形维数与抗压强度、孔隙率及抗冻性能的关系.结果表明:随着经历冻融循环次数的增加,青砖表面的小孔劣化为大孔,然后逐渐延伸形成裂缝,导致质量损失率不断增加,相对动弹性模量和抗压强度均呈下降趋势;经历冻融循环后青砖内部孔具有明显的分形特征,其分形维数在2.964 2~2.982 7之间;经历冻融循环后青砖的分形维数与抗压强度呈正相关,与孔隙率呈负相关,与抗冻性能具有高度的相关性;分形维数可用于评价青砖微观孔结构的变化,也可以反映经历冻融循环后孔结构对青砖宏观性能的影响;研究结果可以为寒冷地区古建筑青砖的保护及耐久性损伤研究提供理论依据.

    • 研究简报
    • 黄庭伟,刘瑾,朱旭芬,车文越,孙梦雅

      2024,27(8):744-756, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.010

      Abstract:

      为改善砂土的不良工程特性并可用于河道岸坡、地基与道路加固,本文提出了一种使用高聚物和纤维复合改良砂土的方法.通过无侧限抗压强度试验和数值模拟,分析了改良砂土的强度特性及变形破坏模式.结果表明:复合使用高聚物和纤维能够有效提高砂土的抗压强度,且改良砂土的抗压强度随着高聚物和纤维掺量的增加而提高;改良砂土的最大抗压强度为414.53 kPa,纤维和高娶物最佳建议掺量分别为0.6%和4.0%;纤维加入后,在砂土中形成了力链网络,因此增加了应力传递的路径,有效地延缓了砂土内部微裂纹的发育;高聚物加入后,形成的膜状物与纤维交织在一起,形成一种新的网状结构,这显著提升了砂土的抗变形能力.

    • 张君, 陈浩宇, 侯东伟

      2011(3):287-292, DOI:

      Abstract:

      采用早龄期混凝土变形与内部湿度测量装置,测量了水泥净浆、砂浆和混凝土的自由变形及内部湿度变化规律.结果显示:水泥净浆、砂浆和混凝土早期变形均具有先膨胀后收缩的特征,膨胀结束点之后的变形为有效变形;3种水泥基材料的早期收缩随龄期的发展遵循双阶段模式,即早期的快速发展期(阶段Ⅰ)和随后的缓慢发展期(阶段Ⅱ);在阶段Ⅰ,3种材料收缩差异不大,骨料对收缩变形的约束作用主要体现在阶段Ⅱ;最终混凝土收缩最小,砂浆次之,水泥净浆最大.从浇筑开始,材料内部湿度经历早期的水气饱和期(相对湿度RH=100%)和随后的湿度下降期,湿度下降的起始点基本与收缩发展阶段Ⅱ起始点相对应,表明阶段Ⅱ的收缩与内部湿度下降密切相关.收缩变形的双阶段模式及其与湿度发展的对应关系揭示了水泥基材料早期变形机制由化学减缩控制到湿度控制的转换过程

    • 学术论文
    • 井雪,宋学锋

      2024,27(8):685-690, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.003

      Abstract:

      采用焙烧还原法制备了亚硝酸根插层水滑石(NO2-LDH),并研究了其对减水剂吸附分散及增强效果的影响.结果表明:NO2-LDH的层间距和结晶度较原碳酸根型镁铝水滑石均略有降低;NO2-LDH与减水剂之间存在阴离子交换,降低了减水剂的吸附分散效果,且减水剂分散效果的降低程度随着NO2-LDH掺量的增加而增大;NO2-LDH对掺减水剂砂浆抗折强度的影响不明显,对抗压强度略有提升;NO2-LDH对萘系高效减水剂分散效果的影响大于对聚羧酸系减水剂的影响.

    • 李春锦,任强,张翼,杨振东,蒋正武

      2024,27(8):675-684, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.002

      Abstract:

      通过对比3D打印混凝土(3DPC)和浇筑混凝土在不同测试方向上的强度和耐久性差异,探究了3DPC硬化性能各向异性特征及其对间隔时间的依赖性.结果表明:3DPC的硬化性能存在一定的各向异性,相较于平行于打印层方向,在垂直于打印层方向上的力学性能与抗渗性更高,其各向异性的产生与打印层间的弱黏结界面以及混凝土基体内孔隙和缺陷的分布有关;延长打印间隔时间,3DPC层间界面黏结性能明显变弱;3DPC不同打印层的耐久性存在差异,相较于下层混凝土,上层混凝土密实度较低,侵蚀性介质的扩散速率更快.

    • 李浩,王选仓,曾国东,方杨,龙国鑫

      2024,27(8):711-719, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.006

      Abstract:

      基于沥青混合料动态模量主曲线的数学特征分析,构建了一套针对再生沥青混合料黏弹性的评价体系,并提出了表征其黏弹行为的物性参数.通过对比拉伸和压缩方向上的黏弹差异性,研究了再生沥青混合料在这2个方向上的疲劳特性,并建立了其疲劳性能与黏弹物性参数的关系. 结果表明:相比新沥青混合料,再生沥青混合料在压缩模式下“弹而不够黏弹,但够有效黏弹”,在拉伸模式下“弹而不黏”.在相同加载方式下(无论是压缩还是拉伸),再生沥青混合料的黏弹物性参数中仅有效弹性比Reve与疲劳寿命Nf的线性相关程度高;而当加载方式不相同时,再生沥青混合料的ReveNf无法建立线性关系.

    • 魏欢欢,汤轶群,张广才,陈晨

      2024,27(8):727-732, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.008

      Abstract:

      为研究海洋浪溅区环境下高强钢及焊缝连接的腐蚀形貌特征和时变效应,通过微观扫描测试Q690高强钢及焊缝连接表面粗糙度参数,得到表面峰最大高度(Sp)、表面谷最大深度(Sv)、表面轮廓偏斜度(Ssk)及表面轮廓峭度(Sku)随腐蚀时间的演化规律,并进行回归分析与对比.结果表明:通过分析粗糙度参数随腐蚀时间的变化过程,以及对比Q690高强钢母材与焊缝连接扫描区域的差异性,能准确地判断其腐蚀程度及特征,从而为海洋环境下国产高强钢损伤评估提供新的途径.

    • 研究简报
    • 李传习,司睹英胡,高有为

      2024,27(8):757-763, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.011

      Abstract:

      为掌握极端湿热环境下CFRP/钢界面性能的退化机理,用Sika-30胶黏剂制作了12个CFRP/钢双搭接试件,并在70 ℃的模拟海水中浸泡不同时间后进行拉伸剪切试验. 结果表明:CFRP/钢双搭接试件的破坏模式受浸泡时长的影响较小;CFRP/钢界面平均抗剪强度随浸泡时长呈先上升后下降趋势;浸泡90 d后,CFRP/钢界面平均抗剪强度较未浸泡试件下降了35.6%.

    • 巴明芳,马哲洋,纪璐鑫,崔嘉铭,柳俊哲

      2024,27(8):733-743, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.009

      Abstract:

      研究了原材料摩尔比(n(MgO)∶n(MgSO4)∶n(H2O))对改性硫氧镁(MMOS)水泥力学性能和变形行为的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及热重分析(TG)等测试技术对其机理进行分析.结果表明:MMOS水泥的抗压强度和抗折强度随着水硫比和氧硫比的提高均呈提升趋势.其中原材料摩尔比为10∶1∶12时,水泥力学性能最优.不同摩尔比MMOS水泥在56 d龄期内均呈膨胀变形,其中总变形随水硫比和氧硫比的提高呈减小趋势;自收缩变形随水硫比的提高而减小,随氧硫比的提高呈先增后减趋势.这主要是由于硬化后不同摩尔比MMOS水泥中的水化产物Mg(OH)2和5·1·7相(5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O)含量各有不同.当Mg(OH)2含量减少,而5·1·7相含量增加时,MMOS水泥的膨胀变形量降低,同时其抗折强度和抗压强度有所提升.

    • 文梓芸, 晏锦, 殷素红

      2011(6):723-729, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.001

      Abstract:

      采用旋转黏度计、流变仪研究了硅酸钠溶液模数、质量分数及温度对硅酸钠溶液及土聚新拌物流变性能的影响;探讨了硅酸钠溶液超声改性对土聚新拌物工作性能的改善效果.结果表明:常温(18~25℃)下,硅酸钠溶液黏度在其模数为2.2时出现最小值,但随着温度的升高,模数对溶液黏度的影响逐渐减弱.当硅酸钠溶液处于真溶液区域(模数<1.8)时,土聚新拌物黏度随硅酸钠溶液模数增大变化不大; 当硅酸钠溶液处于水玻璃SiO2聚合区域(模数>2.2)时,土聚新拌物黏度随硅酸钠溶液模数增大急剧增加.硅酸钠溶液质量分数越高,硅酸钠溶液和土聚新拌物的黏度均越大.在硅酸钠溶液温度为30℃时,土聚新拌物的黏度达到最低值.硅酸钠溶液超声改性可改善其黏度,增大土聚新拌物的扩展度,并提高土聚物的抗压强度.

    • 学术论文
    • 梁仕华,王杰,王羽心,冯德銮

      2024,27(8):691-700, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.004

      Abstract:

      采用硫铝酸盐水泥协同生活垃圾焚烧飞灰作为胶凝材料对渗滤液污泥进行固化,通过无侧限抗压强度试验、浸出毒性分析和微观测试,探索水泥与飞灰的复合固化效果和固化机理.结果表明:当水泥掺量不小于20%时,固化试样的28 d无侧限抗压强度满足填埋强度要求;飞灰是水泥固化渗滤液污泥的优良辅助固化剂,其对水泥固化试样无侧限抗压强度的增强效应存在最优掺量;10%的飞灰可替代10%的水泥而使固化试样达到更好的固化效果;复掺30%或40%水泥+15%飞灰的试样可同时满足填埋强度和浸出毒性的要求.

    • 崔世超,郭乃胜,张军,褚召阳

      2024,27(8):720-726, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.007

      Abstract:

      以天然植物基杜仲胶(EUG)为原料,制备了硫化杜仲胶改性沥青(VEUGMA),并对其微观结构和热解过程进行了研究.结果表明:与基质沥青相比,VEUGMA具有更小的针入度、更高的软化点、更大的延度和黏度,以及较好的高温抗变形和低温抗裂能力;与基质沥青相比,VEUGMA蜂型结构数量更多且尺寸更小,均方根粗糙度更小,黏附力更大,热解温度更高,以及CO2和CO释放量更小;在基质沥青中加入6%EUG和3.5%硫磺(以EUG质量计)取得的改性效果最佳.

    • 施惠生, 吴凯, 郭晓潞, 邓恺, R.TRETTIN, 张震

      2011(6):730-736, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.002

      Abstract:

      以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰)为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了硫铝酸盐水泥熟料.研究了硫铝酸盐水泥熟料的烧成过程、组成及其形貌特征,并分析掺加适量石膏的硫铝酸盐水泥水化及重金属浸出特性.结果表明:将焚烧飞灰作为主要原料可以煅烧出以C4A3S和C2S为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料,焚烧飞灰在生料中的掺量不宜超过30%(质量分数,下同);烧成熟料表面疏松多孔,显现多层且无规则、细小的晶体;制备硫铝酸盐水泥时,掺入5%~10%的无水石膏均能使所配制的产品具有优异的物理性能;硬化硫铝酸盐水泥浆体孔隙率和中值孔径随着水化龄期的延长而不断降低;硫铝酸盐水泥对重金属离子固化效果较好,水化各龄期Zn,Cu,Cd,Ni,Cr,Pb这6种重金属离子的浸出浓度均远低于标准规定的浓度限值.

    • 学术论文
    • 杜常博,朱明皓,易富,陶晗,孙迪

      2024,27(7):573-579, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.07.001

      Abstract:

      用偶联剂KH550与纳米SiO2协同改性玄武岩纤维(BF),研究了BF表面改性对玄武岩纤维混凝土(BFRC)力学性能的影响.结果表明:经KH550与纳米SiO2改性后,BF表面出现了C—H键,且Si—O—Si键对应的振动峰变强;当纳米SiO2用量为BF质量的3%时,BF形貌变化最为明显,此时改性BFRC的力学强度及抗裂性能均高于普通BFRC;在KH550的桥联作用下,纳米SiO2可有效增强纤维与混凝土基体的黏结强度,进而提高BFRC的力学强度和抗裂性能.

    • 韩宇栋,谢月,岳清瑞,杨峰,丁振跃

      2024,27(7):611-619, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.07.006

      Abstract:

      基于改进的竖向膨胀率(εv)测试方法,获得了高强风电灌浆料0~24 h、1~7 d的εv发展全曲线;并研究了掺合料比例及组合膨胀剂比例对灌浆料εv、流动度、力学强度的影响.结果表明:灌浆料0~24 h竖向膨胀率曲线呈“四阶段”特征;在0%~20%掺量范围内提高硅灰掺量,灌浆料流动度下降,0~24 h内εv曲线峰值先增大后减小;塑性膨胀剂(PEA)对24 h内εv发展起主导作用,复掺氧化钙-硫铝酸钙双源膨胀剂(HP-CSA)后,εv峰值减小,24 h εv下降、3 h εv增大,有利于控制24 h与3 h的εv差值;在1~7 d内,0.03%掺量的PEA即可促进HP-CSA膨胀效能的发挥,6%以上掺量的HP-CSA可较好补偿竖向自收缩变形而获得净膨胀灌浆料;PEA与HP-CSA组合,可发挥时间上接力、效果上协同的膨胀调控作用,可分阶段、按需设计,从而实现对灌浆料7 d内竖向膨胀率的精细调控;随组合膨胀剂掺量增加,灌浆料初始和30 min流动度无明显变化,28 d抗压强度先增大后减小;在本文研究范围内,0.06%PEA+6%HP-CSA是最优掺量组合.

    • 朱绘美,孙晓,马雨晴,李辉

      2024,27(7):604-610, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.07.005

      Abstract:

      改变高岭土中氧化硅、氧化铝和氧化钙的含量,制备了改性矿物吸附剂,分析其在900~1 450 ℃质量、形态及物相的转化规律.结果表明:900 ℃时矿物吸附剂以无定形硅铝酸盐为主;1 200 ℃时无定形硅铝酸盐向莫来石和方石英转变,增加氧化硅含量会抑制其转变,增加氧化铝含量会使其分解出刚玉相,氧化钙则与活性硅铝反应生成钙长石;超过1 200 ℃时,适当增加氧化硅含量可减轻矿物吸附剂的熔融烧结,降低其重金属Pb的挥发率,而增加氧化铝、氧化钙含量分别可消除、加剧矿物吸附剂的熔融烧结,对重金属Pb的挥发率影响不大.

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