2020, 23(3):485-492. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.001 CSTR:
摘要:在(20±1)℃、相对湿度(80±5)%和氮气环境下,将水灰比为0.35、0.45和0.55的硅酸盐水泥净浆试件半浸泡在质量分数5%的Na2SO4溶液中,侵蚀50、100d后,采用X射线衍射和热重分析,研究了试件蒸发区和浸泡区中化学侵蚀产物的含量.结果表明:试件蒸发区中钙矾石和石膏含量显著多于浸泡区中的含量,而且随着浸泡时间的延长,蒸发区和浸泡区的产物含量的差值增大;侵蚀100d后,水灰比为0.55的水泥净浆试件中蒸发区和浸泡区的产物含量的差值与其他2种水灰比的试件相比,有2倍的增长;硫酸盐化学侵蚀破坏是导致半浸泡在硫酸盐环境中的水泥净浆蒸发区破坏的主要原因.
2020, 23(3):493-499. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.002 CSTR:
摘要:采用真密度分析仪、水化热法和X射线衍射(XRD)仪研究了2种聚醚类减缩剂(LSRA和SSRA)对新拌水泥浆体水化进程和体积变化的影响.结果表明:减缩剂对水泥早期水化进程有延缓作用;新拌水泥浆体体积变化过程中极速收缩期、收缩暂停期和收缩趋稳期的曲线规律与其水化放热速率曲线规律一致,快速收缩期体积变化曲线拐点所对应的时间与水化放热速率曲线放热峰值所对应的时间基本一致,2曲线存在相互对应的关联性,共同说明减缩剂对水泥浆体水化进程有延缓作用.
2020, 23(3):500-506. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.003 CSTR:
摘要:在CaOAl2O3P2O5三元体系中设计了以磷铝酸钙、铝酸钙和磷酸三钙为矿相组成的磷铝酸盐水泥熟料,并利用溶胶凝胶法、高温固相反应法制备了不同矿相含量的系列熟料,定量分析了熟料的矿相含量,测试了净浆凝结时间和抗压强度,分析了水化硬化浆体的微观结构.结果表明:磷铝酸盐水泥熟料水化凝结时间正常,磷铝酸钙含量越高,凝结时间越短;其水化硬化试件具有高强早强的特性,早期和后期强度都较高;磷铝酸盐水泥硬化浆体微观结构致密,在28d内水化产物主要为水化铝酸钙(C2AH8)、CaOAl2O3H2O凝胶、CaOAl2O3P2O5H2O凝胶;磷铝酸盐水泥熟料中实际所含矿相含量与设计相符,证明熟料设计思路可行,为开发新型胶凝材料提供了新设计思路.
2020, 23(3):507-513. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.004 CSTR:
摘要:采用水凝胶为载体,负载磷酸盐以制备修复剂,并将其加入水泥净浆中来制备自修复水泥基材料.利用磷酸盐和裂缝中钙离子原位反应生成羟基磷灰石来修复裂缝,同时探究其修复效率.结果表明:水凝胶能够较好地保存与缓释磷酸盐,在模拟孔溶液环境下,水泥样品表面生成了较为致密的羟基磷灰石;抗氯离子渗透能力可修复60%,裂缝透水率可修复50%~100%;修复产物为碳化缺钙羟基磷灰石(CCDHA).
2020, 23(3):513-520. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.005 CSTR:
摘要:用杆径为50mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验研究了不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数和不同基体强度的高延性纤维增强水泥基复合材料(PVAECC)在3种应变率下的动态压缩性能.结果表明:PVA纤维可有效改善PVAECC试件的冲击破坏程度,且体积分数越大,试件冲击破坏时的整体性越好;PVAECC的动态峰值应力、峰值应变和韧性均随应变率增加而明显提高,表现出较强的应变率效应;PVA纤维体积分数对PVAECC动态压缩性能影响明显,尤其对PVAECC峰后韧性的影响最为显著,但对PVAECC抗压强度应变率敏感性的影响较小;较高基体强度PVAECC具有较大的动态峰值应力,但动态峰值应变提高不明显,且其峰后韧性明显降低,不同基体强度对PVAECC抗压强度应变率敏感性的影响也不太显著.
2020, 23(3):521-529. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.006 CSTR:
摘要:为掌握蒸养混凝土的冲击性能及养护温度对其影响规律,以高速铁路典型预制构件用C60蒸养混凝土为研究对象,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验方法,对比研究了不同养护温度下蒸养混凝土在不同应变率下的破坏形态、应力应变关系以及应变率效应,提出了表征蒸养混凝土破碎程度的评价指标——颗粒细度模数,分析了养护温度对蒸养混凝土冲击性能的影响规律.结果表明:随着应变率的增加,各养护温度下的蒸养混凝土峰值应力均增大,峰值应变则降低,颗粒细度模数减小,破碎程度明显增加;随着养护温度的升高,各应变率下蒸养混凝土的峰值应力降低,表现出更强的应变率效应;所建立的考虑应变率的蒸养混凝土本构模型拟合结果与试验结果吻合良好;较高养护温度导致混凝土内部缺陷增多,从而使得其冲击性能与常温养护混凝土有所差异.
2020, 23(3):529-536. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.007 CSTR:
摘要:利用改进的实时吸水试验装置,实现了持压载荷和水分传输的同步耦合过程,开展了短期持压荷载下高强混凝土(HSC)毛细吸水试验研究,分析了应力水平对粒化高炉矿渣(GBFS)掺量为0%、10%和20%的C60高强混凝土毛细吸水性能的影响.结果表明:在0%~60%应力水平下,随着应力水平的提高,不同矿渣掺量高强混凝土的累计吸水量和平均吸水率均先减小后增大;短期持压载荷作用下,荷载对混凝土吸水性能的影响主要在初始阶段,GBFS掺量引起混凝土吸水率的变化在后期更显著;C60高强混凝土毛细吸水性能变化的应力水平阈值约为40%,高于C40普通混凝土;随着GBFS掺量的增加,混凝土的吸水率先增大后减小,0%、20%掺量的高强混凝土都能较好地减缓毛细吸水速度.
2020, 23(3):537-545. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.008 CSTR:
摘要:模拟中国西部地区大温差环境,研究了冷热循环作用下乙烯醋酸乙烯共聚物(ethylenevinyl acetate copolymer,EVA)对混凝土抗压强度及孔结构的影响,并分析了混凝土强度与孔结构之间的关系.结果表明:质量分数为8%的EVA即可降低混凝土早龄期的汞压入量和混凝土孔隙率,且孔结构更均匀;随着冷热循环次数的增加,EVA的膜结构与浆体或骨料的黏结性能发生劣化,表现为混凝土中50~200nm孔的比例增加;EVA可改善混凝土的微观结构,有效细化混凝土的孔径分布,降低混凝土内部损伤速率,使混凝土抗压强度降低速率在冷热循环作用下有所减缓.
2020, 23(3):546-551. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.009 CSTR:
摘要:利用相对法分别计算了环氧砂浆涂层、聚氨酯涂层和聚脲涂层的动弹性模量及涂层混凝土内部的逐层动弹性模量,分析了混凝土内部结构损伤层的损伤演变规律,同时辅以扫描电镜(SEM)与压汞试验结果对相对法所得结论进行了验证.结果表明:3种涂层的抗冻防护效果为环氧砂浆涂层>聚氨酯涂层>聚脲涂层;混凝土构件表层的动弹性模量最低,冻融侵蚀最严重,混凝土构件内层的动弹性模量最大,基本未受侵蚀,混凝土构件损伤层动弹性模量由表及里的呈现递增至平缓的变化趋势;混凝土损伤层动弹性模量降低是由于多害孔的比例增大而引起的.
2020, 23(3):552-557. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.010 CSTR:
摘要:以相对动弹性模量作为冻融损伤的评价指标,对比分析了人工砂混凝土试件在水和质量分数为3.5%的NaCl溶液2种冻融循环下的损伤程度,研究了混凝土抗水冻融与抗盐冻融循环作用之间的相关性,并基于渗透压理论,对其相关性进行了理论阐释.结果表明:抗水冻融和抗盐冻融循环次数之间具有线性相关性,且该线性相关性与混凝土的强度等级及石粉含量无关;进一步结合天然砂混凝土抗水冻融与抗盐冻融试验数据的分析,验证了该定量关系的普适性,即混凝土抗水冻融循环次数约为其抗盐冻融循环次数的2.8倍.
2020, 23(3):557-562. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.011 CSTR:
摘要:为了得到氯氧镁水泥钢筋混凝土开裂时的临界锈胀力,基于断裂力学研究了氯氧镁水泥钢筋混凝土在通电锈蚀试验下的断裂性能.根据GlinkaShen权函数法,利用已知参考荷载下的裂纹尖端应力强度因子,得到孔边单裂纹方形板的权函数;然后推导出孔边单裂纹方形板的裂纹尖端应力强度因子计算公式;最后,由混凝土断裂准则给出通电锈蚀下混凝土开裂时临界锈胀力的计算公式及变化规律.结果表明:随着裂纹长度的增加,裂纹尖端应力强度因子增加,临界锈胀力减小;随着钢筋直径的增加,裂纹尖端应力强度因子减小.
2020, 23(3):563-571. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.012 CSTR:
摘要:采用氯化镁溶液浸泡加速锈蚀试验,对氯氧镁水泥混凝土中的涂层钢筋进行电化学试验,实测出表征涂层钢筋锈蚀的腐蚀电流密度;以腐蚀电流密度作为退化指标,用最小二乘法、矩估计法、最大似然法进行参数估计,在Weibull函数基础上建立涂层钢筋的锈蚀预测模型;同时采用扫描电镜、X射线衍射仪对涂层钢筋进行微观分析,判断涂层对钢筋的保护作用.结果表明:Weibull函数可以很好地反映涂层钢筋的退化过程,最小二乘法可以很好地描述涂层钢筋的耐久性退化过程,涂层钢筋的最终失效时间为38000d(104.1a)左右,可靠度为0.4时所对应的失效时间R(t0.4)为2960d(81a);涂层可以很好地保护混凝土中的钢筋,防止其发生锈蚀.
2020, 23(3):572-580. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.013 CSTR:
摘要:为了解决型钢混凝土结构中型钢与钢筋相互干扰、混凝土浇筑困难等施工难题,将型钢混凝土结构中的钢筋笼全部换成钢纤维,形成无配筋型钢钢纤维混凝土组合结构.通过16个试件的标准推出试验,研究了在不设置钢筋笼的情况下型钢与钢纤维混凝土之间的黏结性能与界面损伤全过程.结果表明:型钢钢纤维混凝土试件的加载端与自由端受力不同步,界面的黏结受力不均衡;名义黏结强度随钢纤维混凝土保护层厚度的增大而增大,随黏结界面长度的增大而有规律地减小;钢纤维混凝土保护层越厚,黏结界面长度越大,界面在试验中后期的损伤发展越缓慢.
2020, 23(3):581-588. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.014 CSTR:
摘要:以珊瑚砾石、珊瑚砂为粗、细骨料,并拌和海水、水泥制备全珊瑚混凝土.利用分离式霍普金森杆(SHPB)系统进行应变率为30.12~143.32s-1的冲击加载试验,获得全珊瑚混凝土试件的动态单轴压缩应力应变曲线,并研究了其动态强度增长、能量耗散、破坏模式及破碎分形的应变率效应.结果表明:全珊瑚混凝土试件动态强度增长因子(DIF)与应变率的0.5次方呈线性正相关,且高于同等级普通硅酸盐混凝土;全珊瑚混凝土试件总应变能、弹性能和耗散能均与应变率呈线性正相关,耗散能比率随总应变能增加而增大;不同于普通混凝土胶结面的破坏形态,全珊瑚混凝土试件的破裂面往往贯穿于珊瑚骨料;全珊瑚混凝土试件破碎分形维数与其对数应变率呈线性正相关,利用分形维数可定量表征全珊瑚混凝土的破碎程度.
2020, 23(3):589-595. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.015 CSTR:
摘要:以动物蛋白和微生物蛋白类发泡剂为基础发泡剂,分别与十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)复掺来制备生物基发泡剂,探究CTMAB掺量对生物基发泡剂泡沫性能的影响,并在此基础上研究2种生物基发泡剂对泡沫混凝土宏观性能和微观结构的影响.结果表明:掺加适量CTMAB有利于提高泡沫性能,动物蛋白发泡剂(A型)和微生物发泡剂(M型)中CTMAB的最佳掺量分别为0.7%和0.5%;M型发泡剂制得的泡沫孔径分布均匀且尺寸较小,稳定性优于A型;M型泡沫混凝土的孔径分布均匀且尺寸较小,水化生成CSH的钙硅比较低,水化产物结构致密,其抗压强度(3.3MPa)高于A型泡沫混凝土(2.1MPa).
2020, 23(3):596-602. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.016 CSTR:
摘要:通过改变再生粗骨料取代率(0%、50%、100%),对再生混凝土的徐变性能进行试验研究,并在此基础上,针对再生混凝土徐变高、离散性大的特点,采用分相研究的方法对再生混凝土徐变过程中天然骨料、老砂浆和新砂浆的相互作用机制进行研究,从而揭示了再生混凝土的徐变机理,建立了反映老砂浆影响机理的再生混凝土徐变预测模型.结果表明:再生混凝土的徐变度随着再生粗骨料取代率的增加而增加;老砂浆的徐变及其含量对再生混凝土的徐变具有较大影响,降低再生混凝土中老砂浆的徐变和含量是实现再生混凝土低徐变的有效途径;模型预测值与试验值的对比表明,所建立的预测模型可以较好地预测再生混凝土的徐变.
2020, 23(3):603-610. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.017 CSTR:
摘要:将混凝土看作由骨料、砂浆、界面和孔隙缺陷组成的细观非均质材料,借助计算机断层扫描(CT)技术,建立了考虑孔隙缺陷相的细观混凝土模型,对有、无孔隙缺陷情况下混凝土的受拉破坏过程及应力集中的大小与分布进行了对比分析,研究了孔隙缺陷的面积统计分布规律.结果表明:孔隙缺陷的存在会增强混凝土材料的整体非均质性和拉应力分布的非均匀性,导致明显的应力集中;孔隙缺陷面积的分布规律基本符合Lognormal概率分布规律.
2020, 23(3):611-617. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.018 CSTR:
摘要:为了及时、准确地监测海洋环境下混凝土结构中的氯离子侵蚀过程和钢筋周围的氯离子浓度,基于电化学工作原理,制备了一种精度高、性能稳定的可埋入式固态Ag/AgCl工作电极.结果表明:粉压法制备的Ag/AgCl工作电极耐碱性好、响应时间短、稳定性和重现性均较好,电极电位与氯离子浓度的对数呈线性关系,符合Nernst方程;当工作温度为10~40℃时,温度对传感器电位值的影响可以忽略,当工作温度超过40℃时,传感器电位值要进行温度修正;干扰离子对电极电位没有影响;当7<pH≤10时,电极电位几乎不变,当10<pH≤13时,电极电位随pH值的增加而增大.使用Ag/AgCl工作电极测试混凝土中的氯离子浓度时,必须同时测试混凝土内部的温度和pH值,并作相应的修正.Ag/AgCl工作电极可以为混凝土中氯离子含量的原位动态监测提供技术支持.
2020, 23(3):618-624. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.019 CSTR:
摘要:采用X射线衍射结合Rietveld方法和扫描电镜,表征了14种硅质原料的结晶特性,并研究了不同类型硅质原料对熟料矿物相组成及微观结构的影响.结果表明:随着硅质原料中简单结构硅酸盐矿物的减少、石英含量的增加和石英晶粒尺寸的增大,烧成的熟料中硅酸三钙(C3S)含量下降,游离氧化钙(fCaO)含量增加;硅质原料中伴生微量组分K2O及MgO等较外掺组分对熟料烧成的影响更显著,伴生的K2O降低了熟料中C3S含量,增大了其晶粒尺寸,而伴生的MgO能起到明显助熔作用,促进了熟料中阿利特的形成.
2020, 23(3):625-630. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.020 CSTR:
摘要:用水泥和磨细矿渣制作复合固化剂,来加固滨海盐渍土.测试滨海盐渍加固土(以下简称加固土)7、28、90d龄期的无侧限抗压强度,并结合加固土烧失量、固结物含量、X射线衍射(XRD)仪、热重差示扫描量热(TGDSC)法和扫描电子显微镜(SEM)探究其加固机理.结果表明:水泥磨细矿渣复合固化剂的加固效果明显优于单掺水泥或磨细矿渣,且当磨细矿渣掺量为0%~75%时,加固土7、28d无侧限抗压强度随磨细矿渣掺量增大而逐渐增强,最高可达6.0、10.0MPa;当磨细矿渣掺量为25%~100%时,90d龄期时加固土强度均达到11.5MPa以上,远高于单掺水泥加固土强度;加固土强度与其固结物含量呈正相关,而与其烧失量相关性不强.加固土28d龄期SEM照片显示,复合固化剂的水化产物与盐渍土结合较好,致密性明显优于单掺水泥或磨细矿渣;固结物是加固土强度的主要来源,其由固化剂水化产物及其黏结的土颗粒构成,受水化产物数量和团粒化作用共同影响.
2020, 23(3):631-641. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.021 CSTR:
摘要:针对建筑用聚氯乙烯(PVC)涂层聚酯纤维膜材,采用单舌、双舌和梯形撕裂法进行单轴撕裂试验,分析了膜材的撕裂破坏机理和主要特点,比较了试验结果,考察了3种撕裂方法的适用性,发现梯形撕裂法撕裂机理较为单纯,更接近于实际结构中膜材撕裂的平面受力状态,且试验结果较为稳定,是值得推荐的撕裂性能测试方法;同时,采用双轴中心撕裂方法进行膜材的撕裂试验,即:在十字形试样中心预制长度为40mm、方向与膜材经向夹角分别为0°、45°和90°的I字形切缝,观察其在荷载比为1∶1的正交双向荷载作用下的裂缝扩展过程,并采用非接触式方法测定了膜面的应变场分布,结果表明:切缝角度会影响双轴中心撕裂的抗撕裂强度和裂缝扩展模式,双轴中心撕裂过程中,膜面最大应变几乎始终集中在裂缝尖端撕裂三角区内.
2020, 23(3):642-649. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.022 CSTR:
摘要:采用带高低温箱的电液伺服测试系统及动态力学分析仪,在不同温度下针对4种环氧黏结剂进行准静态拉伸及动态力学性能试验,研究了环氧黏结剂静动态力学性能的温度影响规律及其耐高温性能评价方法.结果表明:黏结剂的应力应变曲线形态随温度变化显著,呈现出4种演化形态;随着温度的升高,黏结剂的强度及抗变形能力降低,储量模量在玻璃转变区间范围内发生2~3个数量级的退化;4种黏结剂的玻璃转化温度及热变形温度均呈现Araldite 2014>Calle1>Sika 30>Araldite 420的规律;采用柔性链段和核/壳结构聚合物增韧改性的Calle1黏结剂在55~70℃下的强度与应变能最高;黏结剂在切线法玻璃转化温度附近仍具有51%以上的模量剩余比,由C法得到的热变形温度与切线法玻璃转化温度较为接近,采用上述2种方法确定黏结剂最高工作温度偏安全.
2020, 23(3):650-656. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.023 CSTR:
摘要:为了研究冻融循环次数、盐质量分数和表面活性剂型温拌剂(SDYK)对胶粉改性沥青混合料疲劳性能的影响,采用小梁四点弯曲疲劳试验得到了冻融循环次数和弯曲劲度模量的关系,并结合疲劳寿命和能耗理论进行了分析.结果表明:胶粉改性沥青混合料的疲劳寿命随着冻融循环次数的增加而降低;当盐质量分数为8%时,水的冻胀与盐的侵蚀耦合作用最强,混合料疲劳寿命最低;当盐质量分数超过8%时,会对水的冻胀有一定的抑制作用;加入温拌剂的胶粉改性沥青混合料的疲劳性能更好.
2020, 23(3):657-663. DOI: 10.3939/j.issn.1007 9629.2020.03.024 CSTR:
摘要:为准确评估废机油底渣(WEOB)作为沥青再生剂时对老化沥青低温性能的影响,通过室内旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)和40h长期老化(PAV)试验制备老化沥青,然后采用双边缺口拉伸(DENT)试验、扩展弯曲梁流变(ExBBR)试验分别研究了原样沥青、老化沥青和添加废机油底渣再生沥青的抗延性断裂性能,以及物理硬化对这3种沥青低温极限分级的影响;采用原子力显微镜研究了原样沥青、老化沥青和再生沥青的微观结构.结果表明:使用废机油底渣会降低老化沥青的容许应变(CTOD)和常规弯曲梁流变仪的低温极限分级,经过长期低温恒温处置后,废机油底渣掺量为10%的再生沥青低温极限分级增加明显;老化沥青中添加废机油底渣并不能恢复原样沥青胶结料的表面微观形态,而且形成了更多的相界.
2020, 23(3):664-670. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.025 CSTR:
摘要:采用室内性能试验,对5种沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料的抗油蚀性能进行了评价,分析了沥青类型、抗油蚀剂掺量、浸油时间等因素对其力学性能和路用性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶转换红外光谱(FTIR)研究了沥青油蚀的作用机理.结果表明:发生油蚀破坏后,普通沥青混合料各项性能的下降幅度最大;SBS改性沥青混合料在短时间内具有一定的“油蚀保护”作用,但是经过长时间油蚀后,其保护作用逐渐失效;掺加抗油蚀剂的沥青混合料能够一直保持足够的力学性能和路用性能,其抗油蚀剂最佳掺量为沥青混合料质量的0.4%;浸油后抗油蚀沥青混合料表面呈现薄层状平面结构,沥青膜裹附完整,表现出良好的黏附性和整体性;掺加抗油蚀剂可以有效地避免沥青成分中强极性芳香族化合物的油蚀损失.
2020, 23(3):671-677. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.026 CSTR:
摘要:根据试验数据,建议了热铸锚填料锌铜合金和冷铸锚填料环氧树脂/钢丸混合物的比热容及导热系数计算公式.基于热传导理论和ABAQUS数值传热模拟平台,进行了ISO834标准火灾下锚固节点截面瞬态温度分布的参数分析.结果表明:随着受火时间的延长,热铸锚杯壁截面温度分布非均匀性逐渐显现,锌铜合金填料的升温速率显著低于锚杯壁;冷铸锚杯壁截面温度分布较均匀,包裹钢丝的填料区域较填料其他区域温度分布非均匀性降低.总体上,锚头沿中心轴的温度分布非均匀性显著,且升温明显滞后于环境温度,无防火保护的情况下锚杯内壁界面处的填料将在较短时间内失效.所提出的热铸锚截面瞬态升温理论计算式,为预应力钢结构锚头抗火承载力验算提供了理论依据.
2020, 23(3):678-684. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.027 CSTR:
摘要:采用空气射流等离子放电技术对木粉/聚乙烯复合材料(PEWPCs)进行表面处理,以改善其胶接性能,通过接触角和胶接强度测试、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)方法等分析研究了木粉含量对PEWPCs等离子体处理时效性的影响.结果表明:经射流等离子体处理后,PEWPCs表面产生了含氧极性基团,表面接触角减小,胶接强度明显提高;随着放置时间的延长,处理后PEWPCs表面极性基团数量减少,表面接触角增大,胶接强度略有下降,表现出一定的处理时效性;PEWPCs木粉含量越高,处理时效性越小;尽管存在时效性,但处理后PEWPCs的胶接强度仍远高于未处理PEWPCs.
2020, 23(3):685-691. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.028 CSTR:
摘要:以铅锌尾矿、硅酸盐水泥、矿粉为原材料,硫酸钠为碱性激发剂,设计制备了高流动性早强尾矿充填材料(以下简称充填材料),研究分析了硫酸钠掺量、矿粉含量对充填材料流动度、凝结时间、力学性能、反应产物物相组成和微观结构的影响.结果表明:随着矿粉含量的增加,充填材料的凝结时间延长,流动性增加,早期强度降低;硫酸钠可以缩短充填材料的凝结时间,并提高充填材料的早期强度;硫酸钠提供的硫酸根离子促进早期钙矾石(AFt)的形成,减少了自由水数量,增加了颗粒间的胶结程度;硫酸钠可显著提高充填材料孔溶液pH值,加速矿粉的早期水化.
2020, 23(3):692-699. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.029 CSTR:
摘要:为得到能准确区分高黏改性沥青高温性能的评价指标,分别对3种高黏改性沥青(高黏改性剂掺量均为12%)及基质沥青进行滞后环、动态剪切流变(DSR)和软化点等试验,并采用沥青混合料车辙试验进行了验证,基于沥青混合料试验结果对3种高黏改性沥青的高温性能评价指标作了一致性和区分度分析.结果表明:3种高黏改性剂的掺入均可提高基质沥青的黏弹特性和高温性能,但改性效果不同;不同高温评价指标基本能对3种高黏改性沥青的高温性能做出一致性评价,但区分能力不同,其中滞后环试验技术指标和Carreau模型拟合的零剪切黏度(ZSV)值区分度和评价效果最好,而车辙因子和软化点较差.
2020, 23(3):700-706. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.030 CSTR:
摘要:采用加入抑烟除味剂的方法制备了一种环保型道路沥青,考察了抑烟剂、除味剂对沥青烟气排放量及臭味等级的影响,用液相色谱、热重对改性沥青的组分、失重情况进行了分析,用滴定法测定了硫醇含量,并研究了改性沥青的性能.结果表明:当苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、除味剂的质量分数分别为2.0%、0.4%、0.2%时,沥青的烟气释放量从6.0g/kg降为35g/kg,臭味等级由4级降为0级;抑烟除味剂减少了沥青中稠环芳烃的含量,降低了硫醇含量,提高了热分解温度;抑烟除味剂在沥青中分散均匀,且改性沥青的性能符合道路沥青的要求.
2020, 23(3):707-712. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.031 CSTR:
摘要:针对内蒙古中西部地区钢结构涂层长期遭受风沙颗粒冲击损伤的问题,采用自动球压冲击仪研究了钢结构聚氨酯涂层与氟碳涂层在冲击荷载下的损伤行为,并应用体式显微镜和超景深三维显微镜研究了钢结构涂层的冲击损伤形貌.结果表明:随着冲击高度的增加,钢结构涂层的冲击荷载峰值增大,二次冲击荷载峰值增大,二次冲击的时间间隔延长;氟碳涂层冲击荷载峰值与二次冲击荷载峰值均小于聚氨酯涂层,氟碳涂层抗冲击能力优于聚氨酯涂层;氟碳涂层的压痕尺寸的增长速率小于聚氨酯涂层,所承受的极限荷载值却大于聚氨酯涂层;冲击荷载下氟碳涂层未出现材料的堆积隆起,无明显的环向裂纹,径向裂纹较聚氨酯涂层少,裂纹宽度较细;相同冲击高度(34cm)下,氟碳涂层冲击压痕深度较聚氨酯涂层下降76%,压痕宽度明显小于聚氨酯涂层.
2020, 23(3):713-720. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.032 CSTR:
摘要:对47个LYP100低屈服点钢焊接试件进行单向拉伸和反复拉伸加载试验,研究其在不同加载制度下的应力应变曲线、荷载位移曲线、骨架曲线、破坏机理和延性特征.结果表明:试件横截面厚度是影响其耗能能力的重要因素,12mm试件的耗能能力明显优于6mm试件;焊接接头对试件的破坏有不利影响,带焊接接头的试件在循环加载作用下疲劳损伤累积效应显著,容易发生脆性破坏,延性变差;LYP100低屈服点钢与Q345钢、Q460钢焊接后,试件的强度提高,循环荷载作用下强度硬化现象明显,但是其延性变差.
2020, 23(3):721-723. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.033 CSTR:
摘要:以目前检测矿渣粉活性指数的方法来判断矿渣粉质量存在一定的滞后性.为此,借鉴快速检测水泥强度的沸煮法进行对比试验,获得了具有较高准确性的矿渣粉28d抗压强度快速预测的一元线性回归关系式,可以作为日常检验中检测矿渣粉活性指数的辅助方法.
2020, 23(3):724-732. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.034 CSTR:
摘要:针对布氏旋转黏度(BV)测试方法确定的SBS改性沥青施工温度过高的问题,提出了一种使用固定剪切速率的旋转平板黏度(RPV)测试方法.利用2种测试方法,确定了分别添加3种温拌剂后的SBS改性沥青施工温度(拌和与压实温度),用以指导马歇尔混合料试件制作,并进行空隙率测试.结果表明:采用RPV方法能有效规避采用BV方法测试SBS改性沥青黏温曲线时出现的剪切稀化效应而导致的预测施工温度偏高问题,其确定的施工温度能使混合料的体积设计指标满足规范要求,同时充分发挥温拌剂的降温节能作用;RPV方法还解决了BV方法中繁琐的转子和转速更换问题,相同时间内,测试的黏度数据点数量约为BV方法的4倍,且变异系数更小;对于普通70#基质沥青的黏度测试,RPV方法得出的结果与BV方法所得结果没有显著差异(显著性水平α=0.05).因此,RPV方法有望成为更高效准确的沥青(尤其是SBS改性沥青)表观黏度的测试方法,进一步服务于科研与工程.
2020, 23(3):733-738. DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2020.03.035 CSTR:
摘要:根据钢筋混凝土结构内钢筋与铁锈、水、混凝土等介质磁导率的巨大差异,组装了一种基于磁介质理论的钢筋锈蚀监测仪(MCD钢筋锈蚀监测仪),包含内埋传感器、数据采集器和电脑软件系统.通过该监测仪的标定试验得到的电压变化率与钢筋锈蚀率为良好的线性关系,可以根据线性拟合公式定量检测钢筋的锈蚀率.传感器内埋钢筋混凝土梁通电加速锈蚀试验表明:MCD钢筋锈蚀监测仪具有较高的测量精度;计算锈蚀率的时变曲线可以反映混凝土中钢筋锈蚀的动态变化.