• 2020年第23卷第2期文章目次
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    • 不同缓凝剂对高贝利特硫铝酸盐水泥性能的影响及机制

      2020, 23(2):239-247. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002001

      摘要 (772) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以凝结时间和流动度等宏观测试为基础,结合水化热、热分析(TGDTG)和X射线衍射(XRD)等微观测试,研究了硼酸、柠檬酸和葡萄糖酸钠对高贝利特硫铝酸盐水泥性能的影响以及影响机制.结果表明:3种缓凝剂对高贝利特硫铝酸盐水泥的缓凝作用和流动性均有积极的影响,硼酸主要通过阻碍水泥熟料溶解来延缓砂浆的凝结,柠檬酸和葡萄糖酸钠主要通过对水泥熟料溶出的Ca2+、Al3+等离子的络合和吸附作用来阻碍AFt晶体的形成,从而起到对砂浆的缓凝作用;3种缓凝剂通过影响AFt晶体的微观形貌和分布,对水泥石的力学性能产生了不同的影响.

    • 有机膦酸对水泥早期水化特征的影响

      2020, 23(2):247-254. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002002

      摘要 (627) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用离子螯合反应、水化热测试及电阻率测试等,研究了2膦酸基丁烷1,2,4三羧酸(PBTCA)、羟基亚乙基叉二膦酸(HEDP)和二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸(DTPMPA)这3种有机膦酸对水泥浆水化硬化特征的影响,并探讨了其影响机理.结果表明:有机膦酸对Ca2+具有很强的螯合作用,其中的单分子膦酸基团数量越多,对金属离子的螯合值越大,由强到弱依次为DTPMPA、HEDP、PBTCA;相同掺量条件下,有机膦酸的缓凝效力远大于葡萄糖酸钠,其对水泥浆的水化抑制能力随着膦羧基团数量的增大而增大;有机膦酸优先与Ca2+、Mg2+等形成稳定的螯合物,限制了Ca2+、Mg2+等参与水化产物的形成,延长了水化溶解期与诱导期;与空白样不同,有机膦酸的掺入使得水泥水化加速期的电阻率微分曲线上未出现1对波峰波谷,另外,电阻率微分曲线拐点与水泥浆凝结时间密切相关;适当掺量的有机膦酸对水泥28d抗压强度和抗折强度具有增强作用,但过量有机膦酸会导致水泥强度显著下降.

    • 镍铁渣基磷酸镁水泥的制备及其机理研究

      2020, 23(2):255-262. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002003

      摘要 (453) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现镍铁渣(FS)的综合利用,降低磷酸镁水泥的生产成本,提出利用高镁含量的FS与磷酸二氢铵(ADP)反应制备镍铁渣基磷酸镁水泥(FMPC).在50℃恒温水浴中反应8h的条件下,探讨FS与ADP质量比(mFS/mADP)、氧化镁掺量(wM)、水胶比(mW/mB)、硼酸掺量(wBA)对材料凝结时间和抗压强度的影响,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜能量弥散X射线谱(SEMEDS)分析FMPC水化产物的物相组成及微观形貌,探讨其水化反应机理.结果表明:当mFS/mADP=4、wM=4%、mW/mB=017、wBA=03%时,FMPC的工作性能与力学性能最佳;水化产物以鸟粪石为主,同时还有磷镁铵石,FMPC以这些水化产物为胶结料,通过胶结作用将FS颗粒进行包裹,最终形成高强的硬化体.

    • 珊瑚砂浆的力学性能与微观结构特征

      2020, 23(2):263-270. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002004

      摘要 (386) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了珊瑚砂水泥砂浆(珊瑚砂浆)的力学性能,以及复合矿物掺和料对珊瑚砂浆的改性作用,并与标准砂浆进行对比.采用扫描电子显微镜能量弥散X射线谱(SEMEDS)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR),对砂浆力学性能、体积稳定性和水化作用的微观机理进行了研究.结果表明:珊瑚砂浆的力学强度低于标准砂浆,加入复合矿物掺和料后可改善水泥石基体及界面过渡区的微观结构,提高珊瑚砂浆的力学性能,使其28d抗压强度较标准砂浆提高了21%;珊瑚砂凹凸不平的表面能与硬化水泥浆体形成紧密的啮合状态,有助于提高砂浆的体积稳定性;珊瑚砂的内养护作用使砂浆的力学性能和抵抗收缩能力得到了提高;粉煤灰和矿粉的微集料填充作用和火山灰效应,提高了珊瑚砂浆的力学性能和抗氯离子扩散能力;珊瑚砂持续释放出的Ca2+、Mg2+参与了水泥的水化反应,有助于生成更多的水化产物.

    • 长期荷载作用下水泥乳化沥青砂浆的徐变特性

      2020, 23(2):271-278. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002005

      摘要 (358) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:连续测试了加载3a的水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)徐变,分析了应力水平对其徐变和徐变度的影响以及徐变后CA砂浆的力学性能与孔结构.结果表明:CA砂浆徐变速度远大于普通混凝土,应力水平为05时CA砂浆10d的徐变速度为普通混凝土的3~4倍,且徐变度是普通混凝土的几十倍;应力水平对CA砂浆的徐变有严重影响,在低应力水平下,徐变在300d后几乎不再增长,而高应力水平下,徐变在后期仍增加明显;徐变后的CA砂浆强度有所提高;Ⅱ型CA砂浆变形能力有明显退化,Ⅱ型CA砂浆的长期承载力仅为其抗压强度的40%左右;徐变使CA砂浆孔结构发生变化,应力水平对孔结构演化有较大影响,这可能与长期荷载作用下沥青黏性流动、界面滑移和水的迁移等有关.

    • 纳米气泡水拌合混凝土的性能试验研究

      2020, 23(2):279-285. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002006

      摘要 (424) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过水泥浆水化反应、新拌混凝土流变性能与硬化试块的力学性能试验,研究了纳米气泡水(NBW)拌合混凝土工作性改善及抗压强度提高的规律,并探讨了其形成机理.结果表明:NBW对C25以下强度等级混凝土拌合物的流动性和硬化试块的抗压强度改善不显著,但可提高C30以上强度等级混凝土拌合物的流动性并显著抑制其坍落度经时损失,且7、28d龄期试块的抗压强度均有不同程度增长.这是因为NBW富含纳微级气泡,可促进拌合物中骨料浆面层的滚珠润滑作用,提升介观粗细料层浆体流动稳定性,进而改善拌合物的宏观工作性能;同时微细气泡表面的ζ电位具有高强吸附力,增加了拌合物溶液中离子的成核位点数量,有利于水泥早期有效水化产物的增加.

    • 混凝土中氯盐传输的三维细观模型

      2020, 23(2):286-291. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002007

      摘要 (550) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究真实混凝土中氯盐的传输过程,采用Xray CT测试技术,原位重构了混凝土三维骨料分布与孔隙结构,建立了混凝土的三维细观数值模型;考虑界面过渡区(ITZ),并基于Fick第二定律,研究了氯离子在混凝土中的三维传输规律,同时通过电子探针技术验证了模型的准确性.研究表明:骨料表面的凸起及凹陷处对氯离子等值线的疏密、形状及扩散方向均有很大影响;不规则骨料增加了流线迂曲度,而ITZ的存在导致骨料周围形成快速传导路径,加快了氯离子的扩散速率.

    • 冻融循环下透水再生混凝土力学性能损伤分析

      2020, 23(2):292-296. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002008

      摘要 (477) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究冻融循环作用对透水再生混凝土力学性能的影响,采用快冻法进行了不同再生粗骨料取代率下的透水再生混凝土冻融试验,并测试相应阶段的动弹性模量、抗折强度和立方体抗压强度.试验结果表明:透水再生混凝土的相对动弹性模量、相对抗折强度和相对立方体抗压强度均随冻融循环次数或再生粗骨料取代率的增大而下降,衰减速率从大到小依次为:相对抗折强度、相对立方体抗压强度和相对动弹性模量.以动弹性模量为损伤变量,通过数据拟合发现,透水再生混凝土的相对抗折强度、相对立方体抗压强度与损伤度均可用指数函数表示,且相关性较好.

    • 混凝土多轴等幅疲劳性能研究

      2020, 23(2):297-303. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002009

      摘要 (375) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用大型多轴疲劳试验机,进行了双轴拉压、三轴拉压压等幅循环荷载作用下混凝土的疲劳性能研究.分析了不同侧压比、不同应力水平下混凝土的多轴等幅疲劳破坏形态、疲劳强度以及残余应变的变化规律,得到了应力水平疲劳寿命(SN)曲线及其表达式.结果表明:在等幅疲劳荷载下,混凝土多轴疲劳破坏形态与侧压比无关;残余应变呈三阶段发展规律,受侧压比影响较大,几乎与应力水平无关.定义相对残余应变为损伤变量,建立了损伤演变方程,为混凝土多轴等幅疲劳试验研究及疲劳损伤评价提供参考.

    • 应力作用下混凝土碳化深度预测模型

      2020, 23(2):304-308. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002010

      摘要 (384) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了应力对混凝土气渗系数和CO2扩散系数的影响,建立了气渗系数与CO2扩散系数的相关性.以Fick第一定律推导的碳化深度模型为基础,建立了基于气渗系数的应力作用下混凝土碳化深度预测模型——CDepGPL模型,并对模型进行了验证.结果表明:混凝土碳化深度的模型预测值与试验值吻合较好,该模型可用于预测应力作用下混凝土的碳化深度.

    • 基于MPS方法的自密实混凝土流动数值模拟

      2020, 23(2):309-316. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002011

      摘要 (385) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用三维移动粒子半隐式(MPS)法来分析和预测自密实混凝土(SCC)的流动性,对L形箱试验进行数值模拟,对比分析了数值模拟与试验中SCC的流动形态和流动时间.在此基础上,研究了L形箱试验和V形漏斗试验中塑性黏度对SCC流动性的影响,并建立了SCC密度和塑性黏度与V形漏斗试验下落时间的关系.结果表明:使用基于Bingham流变模型的MPS方法可以较好地模拟SCC的流动特性,且精度较高;MPS方法可以对SCC在施工过程中的流动时间和流动形态进行模拟预测,结合流变参数分析可以为SCC工程的设计和施工实践提供参考依据.

    • 低危害除冰盐对水泥混凝土盐冻破坏的影响及其机理

      2020, 23(2):317-322. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002012

      摘要 (354) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了低危害除冰盐对水泥混凝土表面剥蚀破坏、盐溶液结冰压、混凝土饱水度和混凝土冰黏结抗折强度的影响.结果表明:掺入添加剂的低危害除冰盐能够明显降低混凝土的盐冻剥蚀破坏;与质量分数为400%的NaCl溶液相比,添加剂对盐溶液的结冰压无明显影响,但可以明显降低混凝土冰的黏结抗折强度和较为明显地降低混凝土的饱水度;基于这些实测数据可以较好地解释低危害除冰盐对混凝土盐冻剥蚀破坏的改善机理.

    • 低密度泡沫混凝土导热系数模型研究

      2020, 23(2):322-327. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002013

      摘要 (336) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对干密度小于300kg/m3的低密度泡沫混凝土进行干密度和导热系数测试,同时采用X射线计算机断层扫描成像(XCT)技术对其气孔结构进行表征,并在此基础上利用二相体系材料导热系数模型对测试结果进行对比研究,提出了适用于低密度泡沫混凝土的新模型并进行验证.结果表明,该模型预测值与实测值具有显著相关性.

    • FRP增强预制裂缝混凝土的断裂性能

      2020, 23(2):328-334. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002014

      摘要 (456) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨纤维增强复合材料(FRP)增强预制裂缝混凝土的断裂性能,得到单层FRP对不同裂缝深度混凝土的最佳增强效果,通过相同尺寸、不同初始缝高比(02、03、04、05)的FRP增强预制裂缝混凝土三点弯曲梁断裂试验,基于FRP混凝土界面黏结滑移模型,得到了FRP增强预制裂缝混凝土三点弯曲梁的断裂性能参数.结果表明:FRP增强预制裂缝混凝土的荷载裂缝口张开位移(PCMOD)曲线的峰值荷载大于普通混凝土的峰值荷载,且FRP增强预制裂缝混凝土峰值荷载随着初始缝高比的增加先增大后减小;初始缝高比从02变化到05时,FRP增强预制裂缝混凝土的起裂韧度可认为是常数;随着初始缝高比的增加,FRP增强预制裂缝混凝土的失稳韧度呈先增大后减小的趋势,当初始缝高比为04时,失稳韧度达到最大值,表明此时增强效果最佳;相比于普通混凝土失稳荷载后的脆性断裂破坏,FRP增强混凝土断裂破坏过程中的延性得到明显提高.

    • 自燃煤矸石粗骨料特性及其对混凝土性能的影响

      2020, 23(2):334-341. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002015

      摘要 (415) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:在系统掌握自燃煤矸石粗骨料基本特性的基础上,研究了不同取代率下自燃煤矸石粗骨料混凝土的拌和物和易性,以及混凝土强度、弹性模量、破坏特征和应力应变曲线,并通过界面过渡区微观表征了自燃煤矸石粗骨料混凝土的微结构特征.结果表明:与天然碎石相比,自燃煤矸石粗骨料的表观密度小、吸水率高、压碎和坚固性指标大;随着自燃煤矸石粗骨料取代率递增,混凝土拌和物的坍落度和混凝土的表观密度、弹性模量递减,塑性有一定程度改善,轴压纵向劈裂破坏形态越发明显;取代率小于50%的自燃煤矸石粗骨料对混凝土的内养护作用比其自身强度低的影响更为显著,使混凝土界面过渡区更为密实,抗压强度有一定幅度的提高;当取代率大于50%后,因自燃煤矸石粗骨料自身缺陷增多而导致混凝土强度有所下降.

    • 相变微胶囊/加气混凝土复合材料的热工性能

      2020, 23(2):341-347. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002016

      摘要 (391) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过免蒸压法制备加气混凝土(AC),并在制备过程中加入以RT25石蜡为相变材料的相变微胶囊(MPCMs),得到相变微胶囊/加气混凝土复合材料(以下简称复合材料).在17、40℃下测试复合材料的导热系数和比定压热容,研究了这些参数与相变微胶囊掺量的关系,同时计算出复合材料的蓄热系数,据此评价了其蓄热性能.结果表明:随着相变微胶囊掺量的增加,复合材料的导热系数和比定压热容均呈现先增加后降低的趋势;当相变微胶囊掺量为10%时,复合材料具有最好的蓄热性能,较不掺相变微胶囊的对照组增强74%,蓄热系数可达335W/(m2·K).

    • 混凝土中低合金钢筋腐蚀产物的微结构分析

      2020, 23(2):347-353. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002017

      摘要 (369) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过电迁移法加速了混凝土中钢筋的锈蚀进程,并利用背散射电子(BSE)图像和X射线能谱(EDS)对比研究了钢筋混凝土界面区低合金钢筋和普通低碳钢筋腐蚀产物的微观形貌与分布规律.此外,分析了钢筋的表面状态(含氧化皮和无氧化皮)对其耐蚀性能的影响.结果表明:在加速腐蚀作用下,钢筋混凝土界面区均由腐蚀层、局部点蚀区及腐蚀填充浆体组成;其中,含氧化皮的低碳钢筋腐蚀最严重,表现为生成更厚且分布更广的腐蚀层;而无氧化皮的低合金钢筋的腐蚀层较薄且结构更致密,并在点蚀区出现局部Cr元素富集现象,证实其具有最好的耐蚀性能.

    • 流化床气相沉积法改性粉煤灰的性能及改性机理

      2020, 23(2):354-363. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002018

      摘要 (348) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据粉煤灰(FA)的工业存储条件,开发了流化床试验装置,并且以HCl(HC)、H2SO4(HS)、NaOH(NH)、Na2SO4(NS)和NaCl(NC)为改性材料,通过流化床气相沉积方法(FBRVD)来改性FA.结果表明:HC明显提高了FA水泥浆体的流动性,其他改性材料对FA水泥浆体流动性基本无影响;除了NS略微降低FA水泥浆体各龄期的强度外,其他改性材料均在不同龄期起到增强作用;采用含Cl-改性剂的FA水泥浆体中绝大部分Cl-被固化,可溶性Cl-含量远未达到国家标准规定的限值,不会影响钢筋的安全性;FBRVD方法可将改性材料均匀地沉积于FA表面,沉积微粒尺度在500nm以下;HC和NH改性的FA表面及周围分布的氢氧化钙(CH)呈细长条状,均匀地将FA与水泥石牢固地连接为一体,起到增强作用;NC改性FA颗粒表面呈现密集堆积的CH,对FA水泥浆体7d前的增强效果最为显著;NS改性FA表面虽然堆积了厚层CH,但与水泥石的结合松散,反而造成FA水泥浆体强度略有下降;HS改性FA表面吸附的CH量较少,对FA水泥浆体强度的贡献不大.

    • 地聚物固化软黏土的力学特征及机理分析

      2020, 23(2):364-371. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002019

      摘要 (438) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用无侧限抗压强度(UCS)试验、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),研究了地聚物对软黏土的固化和UCS提升效果,分析了地聚物碱激发剂模数、掺量对软黏土固化效果和UCS提升的影响,并探讨了其固化机理.结果表明:碱激发剂模数为12时,地聚物固化软黏土的UCS得到大幅提高,最大值为437MPa;碱激发剂掺量的增加对地聚物固化软黏土的早期强度提升影响显著,但对14、28d强度影响较小,当掺量超过50%时,强度提升效能降低;地聚物固化软黏土中同时生成了水化硅铝酸钠(NASH)、水化硅酸钙(CSH)、碳酸钙晶体和莫来石晶体,土颗粒间的孔隙得到填充,凝胶的胶结作用提高了土体的整体性.基于试验数据给出了28d龄期内地聚物固化软黏土强度提升的评价公式.

    • 基于正交试验制备生土基复合墙体材料及其热湿综合性能分析

      2020, 23(2):372-380. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002020

      摘要 (411) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于正交试验设计,以石灰和粉煤灰为改性剂制备了生土基复合墙体材料.通过多元非线性回归,分析研究了改性剂掺量和含水率对生土基复合墙体材料热湿综合性能的影响,并得到生土基复合墙体材料的优化配方.结果表明:改性剂掺量和含水率对生土基复合墙体材料热湿综合性能的影响显著,敏感程度依次为含水率>粉煤灰掺量>石灰掺量>空白因素;生土基复合墙体材料的优化配方为石灰掺量624%+粉煤灰掺量893%+含水率1357%,此时其导热系数为0721W/(m·K),平衡含湿量为7645%,且抗压强度和耐水性均满足相应要求.通过墙体材料组成结构分析和微观形貌分析可知,粉煤灰在碱性环境中的水化作用使得优化生土基复合墙体材料内部呈现出更加致密的结构体系.

    • 基于ANN的岩土体热阻系数预测模型研究

      2020, 23(2):381-391. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002021

      摘要 (267) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确预测土体热阻系数,通过室内热探针测试与数据分析,简要分析了含水量、干密度、矿物成分和颗粒形态等因素对土体热传导特性的影响,利用人工神经网络(ANN)技术,建立了计算土体热阻系数的预测模型,并与传统经验关系模型进行对比,明确所提计算模型的可靠性与优越性.结果表明:土体传热性能受众多因素影响,其热阻系数难以准确估算,基于ANN的计算模型可以较好地解决这一问题;以含水量和干密度为输入参数的单个模型适用于特定类型土体,而4个输入参数(含水量、干密度、黏粒含量和石英含量)的广义模型不受此限制,增加相关输入参数可有效保证模型计算结果的精确度;单个模型和广义模型的计算结果与实测结果吻合良好,预测能力均显著优于传统经验关系模型;对于工程性质差异显著、沉积环境复杂的不同类型土体,建议优先选用广义模型来估算其热阻系数.

    • 水性丙烯酸胶黏剂中消泡剂消泡机理的研究

      2020, 23(2):392-396. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002022

      摘要 (278) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析有机和分子级消泡剂在起泡液和水性丙烯酸胶黏剂乳液中的性能,考察了添加工艺和测试方法对消泡剂消泡性能的影响,探讨了消泡剂的消泡机理,综合选出了最适合水性丙烯酸胶黏剂乳液的消泡剂.结果表明:消泡剂的相容性和消泡能力成反比;在极短时间范围内,02%用量的消泡剂在起泡液中的动态吸附过程由扩散控制;分子级消泡剂适用于“架桥铺展”机理,而有机消泡剂适用于“架桥铺展”和“架桥脱湿”机理;消泡剂的加入对水性丙烯酸胶黏剂乳液的黏度、粒径和存储稳定性无显著影响.

    • 环氧树脂/乙基纤维素微胶囊的颗粒特性与缓释性能

      2020, 23(2):396-401. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002023

      摘要 (318) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用溶剂蒸发法制备乙基纤维素包覆环氧树脂的自修复用缓释型微胶囊,探讨芯壁比与温度对微胶囊表面形貌的影响,以及转速与乳化剂质量分数对微胶囊粒径分布的影响,采用环境扫描电子显微镜(ESEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征微胶囊表观形貌和化学结构,采用紫外可见分光光度计(UVVIS)表征微胶囊缓释性能.结果表明:当环氧树脂/乙基纤维素的质量比为1∶1、制备温度30℃、乳化剂(明胶)质量分数为5%以及转速为800r/min时,制备的环氧树脂/乙基纤维素微胶囊形貌圆整、表面孔洞较多、粒径分布较窄且主要分布在75~150μm;环氧树脂/乙基纤维素微胶囊具有良好的缓释性能,在0~1h、1~2h和2~3h时段吸光度增加量随着时间的增加而增加,3~4h时段吸光度增加量出现减少,这主要是随着溶解量的增加,乙醇水溶液对芯材溶解速率放缓所致.

    • 耦合老化作用下混合料中SBS改性沥青的老化行为研究

      2020, 23(2):401-406. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002024

      摘要 (327) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲流变试验(BBR),测试了老化前后苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的复数模量G、相位角δ、劲度模量S和蠕变速率m,对比研究了热、紫外光、荷载3种环境因素两两耦合老化对SBS改性沥青性能的影响,并用红外光谱(FTIR)分析了经不同耦合老化方式作用后SBS改性沥青的官能团变化情况.结果表明:光热耦合作用对SBS改性沥青老化程度的影响相对严重,其余2种耦合老化下沥青老化程度较小;3种耦合方式对SBS改性沥青官能团的影响不同,光热耦合老化后的沥青主要表现为丁二烯键的断裂和羰基增加,热荷耦合老化主要使沥青中羰基增加,光荷耦合老化主要使沥青中部分丁二烯基的降解和羰基微量增加.

    • 温度老化对钢结构涂层耐风沙冲蚀性能的影响

      2020, 23(2):407-413. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002025

      摘要 (267) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用模拟风沙环境侵蚀试验系统和模拟自然环境老化试验箱,对钢结构聚氨酯涂层进行高低温循环老化试验,并对老化程度不同的涂层进行风沙冲蚀试验.另外,通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和X射线衍射(XRD),分析了钢结构未老化涂层与老化程度不同的涂层在主要元素和晶体物相上的差异.结果表明:涂层在经历高低温循环老化后,出现了明显裂纹、起皮、皲裂,并出现白色结晶;与钢结构未老化涂层最大冲蚀率对应的冲蚀角度约为38°,而老化后的涂层与之对应的冲蚀角度为38°~45°;与未老化涂层相比,老化后的涂层耐风沙冲蚀能力降低,其SEM照片的清晰度明显降低;老化后的涂层元素发生明显变化;涂层的主要晶体物相为CaMg(CO3)2、CaCO3、BaSO4和TiO2,在老化过程中并未产生新的物相.

    • 3D打印配筋砌体墙承载力试验研究

      2020, 23(2):414-420. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002026

      摘要 (289) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:进行了5片3D打印配筋砌体墙和3片普通砌块配筋砌体墙的轴压、偏压试验,分析了3D打印配筋砌体墙在不同偏心荷载作用下的破坏特征,并与普通砌块配筋砌体墙进行对比;研究了3D打印配筋砌体墙的受力与变形性能、破坏过程与破坏形态,为3D打印配筋砌体墙替代普通砌块配筋砌体墙的可行性提供理论计算基础和设计依据.结果表明:3D打印配筋砌体墙整体性较好,承载力较高,可达到同等受力条件下普通砌块配筋砌体墙的2倍左右.

    • 热活化水化高铝水泥颗粒吸附氟化物行为研究

      2020, 23(2):421-429. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002027

      摘要 (282) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对水化高铝水泥颗粒(ALC)进行热活化改性,制备成活化温度t不同的吸附剂(ALCt),研究了热活化温度、pH值、共存离子和离子强度等因素对ALCt吸附氟化物性能的影响,同时利用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等分析了其表面形态、内部结构特征和吸附机理.结果表明:在25℃、pH=7、初始氟浓度100mg/L条件下,热活化温度为600℃的吸附剂ALC600平衡吸附量高达1742mg/g,且能在较宽的pH值范围(5~9)具有良好的除氟性能;共存离子Cl-、NO-3、SO2-4和离子强度对ALC600的吸附效果影响不明显;ALC600的吸附过程遵循准二级动力学模型,符合Langmuir等温线模型,其理论最大吸附容量为22372mg/g.结合吸附氟化物前后ALC600的晶体结构、化学键、表面形态的变化,确定其吸附机理是以化学吸附为主,通过内部络合和表面沉淀来实现氟离子的去除,同时也涉及离子交换和静电作用.

    • SBS改性沥青热储存及运输过程中的降解研究

      2020, 23(2):430-437. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002028

      摘要 (267) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内模拟低空气浓度(或相对绝氧)环境下苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的热降解过程,测试和分析了不同条件下SBS改性沥青的性能.结果表明:在热降解过程中,SBS改性沥青低温抗裂能力随时间的延长或温度的升高而逐渐降低;与低空气浓度下热降解对SBS改性沥青微观结构的影响相比,SBS改性沥青在高空气浓度下热降解过程中有更高的羰基和更低丁二烯含量.在生产、储存和运输SBS改性沥青时,需要充分考虑时间、温度以及空气浓度对其性能的影响.

    • 基于Rietveld方法的硫铝酸盐水泥熟料及其水化产物定量相分析

      2020, 23(2):438-446. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002029

      摘要 (276) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以硫铝酸盐水泥熟料及其水化产物为研究对象,在确定Rietveld定量方法系统误差的前提下,进行了定量相分析,同时将定量结果与X射线荧光光谱分析(XRF)、水化热和热重(TGDTG)试验结果进行了比对.结果表明:Rietveld定量相分析在晶相成分的分析中系统误差约为1%,无定型物的计算误差范围随着内标物掺量的增多而下降;在硫铝酸盐水泥熟料的Rietveld定量相分析中,组合使用正交晶系与立方晶系C4A3$结构文件可得到最优定量结果,且基于此结果反推计算的主要元素组成与XRF结果最为相近;在水化产物的定量相分析方面,基于Rietveld定量相分析结果计算得到的主要矿物反应程度和AFt含量分别与累计水化热数据及热重试验数据有很好的相关性.

    • Ⅲ级粉煤灰与水泥浆体的微界面改性

      2020, 23(2):447-453. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002030

      摘要 (245) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用电石渣对Ⅲ级粉煤灰进行高温煅烧改性,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和纳米划痕仪对改性Ⅲ级粉煤灰的矿物组成和表面形貌进行表征,研究了改性Ⅲ级粉煤灰的水化性能,对比分析了未改性和改性Ⅲ级粉煤灰与水泥浆体的微界面形貌和力学性能.结果表明:改性Ⅲ级粉煤灰表面生成了水化活性较好的βC2S,其水化生成的CSH凝胶改善了Ⅲ级粉煤灰颗粒与水泥浆体的微界面,减少了微界面区的孔隙,提高了微界面的力学性能.

    • 三轴应力下再生粗骨料塑性混凝土的力学性能和破坏准则

      2020, 23(2):454-459. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002031

      摘要 (368) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过单轴、侧压相等和侧压不等三轴压缩试验,研究了再生粗骨料塑性混凝土(RPC)的应力应变强度特征,与原生粗骨料塑性混凝土(PC)性能进行了对比,并建立了基于空间八面体的强度破坏准则.结果表明:再生粗骨料塑性混凝土强度与围压的关系符合库伦破坏准则,其黏聚力低于原生粗骨料塑性混凝土,内摩擦角相差不大;再生粗骨料塑性混凝土应力应变曲线由单轴下应变软化转变为三轴下塑化,且侧压越大,理想塑化越明显;在3种试验下,试件均出现了最大体应变,且随着侧压的增加而增大;再生塑性混凝土抗裂性能高于原生粗骨料塑性混凝土,且随侧压增大而增强.

    • 混凝土剪切多轴加载试验技术研究与验证

      2020, 23(2):460-465. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002032

      摘要 (354) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对目前混凝土剪切加载传统试验技术进行论述和分析,探究其存在的不足及原因,由此设计出一种新型混凝土剪切多轴加载试验技术与设备,并通过试验验证了其优势和可行性.结果表明:混凝土剪切加载传统试验技术存在一定的弯曲效应、旋转效应和摩擦效应,最终导致不同试验技术得到的剪切强度结果相差2~3倍.通过改进试验技术、设计相应设备和试件尺寸,降低了弯曲效应、旋转效应和摩擦效应对混凝土剪切多轴加载试验结果的影响.应用本文设计的混凝土剪切多轴加载试验技术所得数据,验证了新试验技术具有一定的可行性,同时得到了混凝土剪切荷载位移全曲线,为混凝土剪切多轴力学性能研究提供了良好的试验技术.

    • 泡沫混凝土动态力学性能及本构关系

      2020, 23(2):466-472. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002033

      摘要 (379) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用分离式霍普金森压杆(SHPB),对泡沫混凝土进行了不同最大应变率下的冲击试验.结果表明:泡沫混凝土动态应力应变曲线均呈现出明显的应变率效应,因材料多孔结构的特殊性,整段曲线上下波动较大,在破坏阶段尤为明显;应变软化阶段中应力值并没有快速下降至完全丧失承载力,而是形成了较高的应力平台,并且最大应变率越高,应力平台越长、越显著.从破坏层面分析,较低最大应变率下泡沫混凝土主要呈均匀压实破坏;较高最大应变率下则呈现逐层塌落的破坏形式.借鉴宏观损伤变量及朱王唐本构方程,归纳宏观试验结果,通过改进建立了反映泡沫混凝土峰值应力前动态应力应变关系的等效本构方程.

    • 地基沉降作用下埋地聚乙烯管强度失效的数值模拟

      2020, 23(2):473-478. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002034

      摘要 (266) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对聚乙烯(PE)管进行不同应变率下的拉伸试验,并采用率相关本构模型获得PE管的材料参数.利用Abaqus软件模拟了埋地PE管在地基沉降作用下的应力应变行为,分析了PE管应力随沉降位移的变化情况,探讨了过渡段长度对PE管屈服应力的影响.结果表明:PE管的最大Mises应力随沉降位移的增加而增大,危险段发生在过渡段与沉降区或非沉降区的交界处;随着过渡段长度的增加,PE管屈服的沉降位移逐渐增大,在同等沉降位移条件下,长过渡段埋地PE管比短过渡段埋地PE管更安全.

    • 聚合物改性沥青低温性能指标研究

      2020, 23(2):479-484. DOI: 103969/j.issn1007 9629202002035

      摘要 (283) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了4类聚合物改性沥青的常规性能与低温流变性能,并对其混合料进行了低温弯曲试验.结合灰色关联理论,对聚合物改性沥青的多个低温性能指标与混合料低温弯曲试验结果进行了相关性分析.结果表明:聚合物改性沥青的玻璃态转变温度、低温流变性能指标、低温测力延度试验的黏韧性指标与沥青混合料低温弯曲试验结果均具有良好的关联性,其中的玻璃态转变温度关联度最高,能较好地反映聚合物改性沥青的低温性能,其次是低温流变指标和黏韧性指标.

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