• 2020年第23卷第4期文章目次
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    • 粉煤灰和抛光渣抑制碱硅酸反应及其机理研究

      2020, 23(4):739-747. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004001

      摘要 (785) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用砂浆棒快速法,分别以0%、20%、30%、40%的粉煤灰和抛光渣等质量取代水泥制备砂浆试件,进行膨胀率及强度测试,借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对碱环境下集料与胶凝材料界面过渡区的微观结构、元素组成和生成物进行分析,研究粉煤灰和抛光渣抑制碱硅酸反应(ASR)的内在机理.结果表明:粉煤灰和抛光渣均可有效抑制ASR,综合考虑粉煤灰、抛光渣对ASR的抑制作用和对材料强度的影响,粉煤灰、抛光渣取代率宜取20%~30%;掺粉煤灰和抛光渣均可使界面过渡区结构更致密;界面过渡区钙硅比和钠硅比明显降低;钾硅比和铝硅比在界面过渡区有突变,K和Al在界面过渡区富集,原因为K+比Na+更倾向于与Al2O3结合.尽管抛光渣碱含量较高,但其中高含量的SiO2、Al2O3及活性集料中的SiO2可与体系中的Na+、K+共同作用,在界面过渡区生成体积稳定的架状结构硅酸盐矿物钾霞石KAlSiO4和霞石(K,Na)AlSiO4,从而抑制ASR.

    • 早龄期砂浆抗拉强度及弹性模量研究

      2020, 23(4):748-755. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004002

      摘要 (527) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过数字图像相关技术(DIC),对掺加了粉煤灰、矿粉的水泥砂浆试件在不同养护龄期下的抗拉强度及抗拉弹性模量进行了测试,并研究了矿物掺和料对砂浆试件抗拉强度、抗拉弹性模量的影响以及极限抗拉强度与抗拉弹性模量随养护龄期的变化规律.结果表明:随着养护龄期的延长,砂浆试件极限抗拉强度和抗拉弹性模量线性增加;矿粉与粉煤灰的掺入延缓了胶凝体系的水化速率,降低了早龄期砂浆的极限抗拉强度和抗拉弹性模量.

    • 基于电化学阻抗谱的偏高岭土水泥性能研究

      2020, 23(4):755-762. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004003

      摘要 (444) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用电化学阻抗谱、压汞法和抗压强度试验研究了偏高岭土(MK)水泥净浆从早期水化到养护28d的性能发展规律,分析了MK水泥净浆的电化学参数随养护龄期的变化规律,提出了1种同时考虑弥散效应和水泥净浆/电极界面扩散过程的等效电路模型,分析了电化学参数与抗压强度、孔结构参数的关系.结果表明:MK能够促进水泥净浆的水化进程;利用等效电路模型得到的MK水泥净浆电荷转移电阻Rct1能够很好地反映MK水泥净浆的抗压性能;MK水泥净浆的孔隙率与电荷转移电阻Rct1、高频区阻抗模数|Z|1呈负相关关系.

    • 活性混合材对改性硫氧镁胶凝材料性能的影响

      2020, 23(4):763-770. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004004

      摘要 (443) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步提高硫氧镁胶凝材料的性能,研究了活性混合材(粉煤灰、矿渣粉)分别对柠檬酸改性硫氧镁(CMOS)胶凝材料、柠檬酸/水玻璃复合改性硫氧镁(SCMOS)胶凝材料性能的影响及机理.结果表明:粉煤灰和矿渣粉均可以明显提高CMOS胶凝材料的抗折强度和耐水性,尤其是其后期抗折强度提高最多;掺加10%粉煤灰或10%矿渣粉,均可以进一步提高SCMOS胶凝材料的力学性能和耐水性,其中SCMOS胶凝材料的28d浸水软化系数可达085以上.微观分析表明:粉煤灰和矿渣粉的微集料填充效应,使得CMOS、SCMOS胶凝材料的硬化结构更加密实;粉煤灰和矿渣粉均可以延缓CMOS、SCMOS胶凝材料硬化结构中碱式硫酸镁相的形成,减少硬化体系中氢氧化镁相的生成量;另外,粉煤灰或矿渣粉还可以延迟体系的水化进程并降低其水化热峰值.

    • MgO活性对MgOSiO2H2O胶凝体系的影响

      2020, 23(4):771-777. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004005

      摘要 (497) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过在900℃保温煅烧不同时间来制备活性不同的MgO,研究了MgO与硅灰(SF)所制备胶凝材料(MgOSF)的流动性、凝结时间、强度和pH值,采用X射线衍射(XRD)、同步热分析(DSCTGDTG)、傅里叶红外光谱(FTIR)等分析了MgO对MgOSF水化产物和水化硅酸镁(MgOSiO2H2O,MSH)结构的影响.结果表明:随着保温时间的缩短,MgO衍射峰强度减弱,峰宽增大,晶粒尺寸减小,活性增强;高活性MgO制备的MgOSF净浆和砂浆流动性较差,初凝和终凝时间较短,强度较高;采用保温时间为20h的MgO所制备的MgOSF浆体流动性最好,凝结时间最长,力学性能最好;MgOSF净浆试样养护3d时MSH中Mg(OH)2的含量达到最高,随后降低,在28d时Mg(OH)2含量小幅度增加并出现强度倒缩现象;随着养护龄期的增长,MSH含量逐渐增加且其硅酸盐网络结构聚合程度增加.

    • 碳酸化改性对CaOC4A3S膨胀剂熟料矿物组成及水化历程的影响

      2020, 23(4):778-782. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004006

      摘要 (383) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用热重差示扫描量热(TGDSC)、X射线衍射(XRD)、微量热和测长法等测试方法对经碳酸化改性的氧化钙硫铝酸钙(CaOC4A3S)膨胀剂熟料的矿物组成、水化历程及膨胀特性进行分析.结果表明:800℃以下的高温碳酸化改性,使得膨胀剂熟料颗粒表层中的游离氧化钙(fCaO)转变成碳酸钙,且碳酸化率随着反应温度的升高而增大,对其他矿物组成无影响.改性膨胀剂熟料的水化历程与碳酸化率相关,低碳酸化率可显著降低膨胀剂熟料的放热速率峰值,但不改变累计放热曲线形状;高碳酸化率不仅降低膨胀剂熟料的放热速率峰值,还大幅延缓放热峰值出现时间,并改变累计放热曲线的形状,使早期放热量大幅降低.碳酸化改性对膨胀剂熟料膨胀历程的影响与对水化放热历程的影响趋势基本一致,低碳酸化率条件下,改性主要增加膨胀剂熟料5d前的膨胀量,5d后的膨胀历程与改性前基本一致;高碳酸化率条件下,改性降低膨胀剂熟料3d前的膨胀量,但3~7d间膨胀量迅速增加,7~14d仍有显著膨胀,28d限制膨胀率较改性前提升16倍.碳酸化改性显著提高了CaOC4A3S膨胀剂熟料在水泥基材料硬化阶段的膨胀效能.

    • 珊瑚砂混凝土热湿物性参数研究

      2020, 23(4):782-787. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004007

      摘要 (651) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用微粒学水银孔隙度仪,分析了珊瑚砂混凝土(CSC)的孔隙率及孔径分布,研究了热湿对CSC导热系数的影响,得到了CSC的导热系数随相对湿度变化的函数关系式、CSC的吸水系数及等温吸湿曲线.结果表明:CSC总孔隙率为2876%,孔径为30~40nm的孔体积增速最快;在-20~50℃下,温度对CSC干燥状态的导热系数影响较小,最大变化率仅为055%;在25、35℃,相对湿度0%~100%下,CSC导热系数随相对湿度的变化过程可分为平稳上升、趋于平缓和迅速增加3个阶段,与其等温吸湿过程相符合;当相对湿度从0%增至100%时,CSC在25、35℃下的导热系数分别增长295%、490%.

    • 半浸泡混凝土中Na2SO4溶液传输过程

      2020, 23(4):787-793. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004008

      摘要 (571) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为模拟混凝土内部与盐溶液接触、外部与空气接触的半浸泡环境(如隧道衬砌混凝土所处环境),将混凝土一端与Na2SO4溶液接触,另一端暴露在空气中,通过改变环境相对湿度、水灰比和Na2SO4溶液质量分数,分析这3种因素对混凝土水分蒸发速率的影响,对混凝土内部的盐溶液传输机理是否符合灯芯效应传输原理进行验证;同时采用核磁共振(NMR)和X射线衍射(XRD)分析,从微观角度分析其中原因.结果表明:环境相对湿度越低、水灰比越大,混凝土水分蒸发速率越大;Na2SO4溶液质量分数越大,混凝土水分蒸发速率反而越低,说明当混凝土处于半浸泡环境下时,其中的Na2SO4溶液传输过程并不符合灯芯效应传输原理.NMR和XRD分析发现,在盐溶液传输过程中,混凝土孔隙内的盐溶液会发生化学反应,生成钙矾石和石膏等化学侵蚀产物,细化和堵塞孔隙,且环境相对湿度越大、盐溶液质量分数越大,化学反应程度越大,从而造成其中的水分蒸发速率降低越明显.

    • 内埋聚氨酯胶管混凝土自修复效果计算式

      2020, 23(4):794-800. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004009

      摘要 (472) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究内埋聚氨脂胶管混凝土的自修复效果,设计了10组混凝土试件,通过控制试件的裂缝宽度,进行不同加载形式(弯和剪)的混凝土自修复试验,提出了自修复效果计算式,并验证了其合理可靠性.结果表明:由混凝土自修复效果表达式得到的计算值与试验值基本相符,试验值未超过计算值的397%,两者之间存在的差值可作为安全储备.

    • 基于材料试验和细观模型的混凝土渗透性研究

      2020, 23(4):801-809. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004010

      摘要 (420) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于材料试验和细观模型,以球体和椭球体模拟粗骨料,以薄壳模拟界面区,建立三维混凝土三相细观模型,研究了压力水在混凝土中的渗透规律.结果表明:混凝土细观模型模型能较好地反映压力水在混凝土内渗透过程中的局部特征和总体规律,展现了由于骨料随机分布所导致的“曲折效应”、“稀释效应”和“界面效应”;随着骨料体积分数的增加,以上3种效应被同时放大,骨料对混凝土抗渗透性能的影响应综合考虑3种效应的影响;在骨料形状、骨料体积分数和界面区参数一定的情况下,混凝土的有效渗透系数与砂浆的渗透系数呈正比例关系;混凝土试件侧面防水措施不足所导致的边界效应使得抗渗高度法试验结果存在较大误差,应根据试件模具的尺寸误差、拟加水压值来确定边界防水层的厚度.

    • 再生砂超高性能混凝土力学性能研究

      2020, 23(4):810-815. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004011

      摘要 (452) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将废弃混凝土制成再生砂后,以不同掺量替代天然河砂,按标准试验方法制备了再生砂超高性能混凝土(UHPC),通过测试其各项力学性能,探究用再生砂制备UHPC的可行性.结果表明:再生砂在UHPC中的优选替代率为40%~60%,当再生砂替代率为60%时,再生砂UHPC具有较好的力学性能,其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量依次为17026、1945、1217MPa和5065GPa,比再生砂替代率为0%的对照组分别提高了188%、1288%、827%和565%;随着再生砂替代率的增加,再生砂UHPC中的毛细孔占比呈现出先增大后减小趋势,表明掺入再生砂可以在一定程度上优化UHPC的孔径结构.

    • 微波场下微珠对碱激发粉煤灰早期力学性能的影响

      2020, 23(4):816-822. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004012

      摘要 (340) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于多级微波养护制度,在经浮选、磁选后的焙烧粉煤灰中掺入炭粒、漂珠和磁珠等微珠,研究微珠在微波场下的水化行为及其对碱激发粉煤灰基胶凝材料早期力学性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析其微观结构.结果表明:掺加5%炭粒对微波养护碱激发粉煤灰基胶凝材料的早期抗压强度没有影响,5%漂珠和磁珠能够显著提升其早期抗压强度;微波养护试样中都生成了羟基方钠石和钠系菱沸石,炭粒、漂珠和磁珠均不会改变水化产物的类型;碱激发反应能够在结构中空的漂珠内外同时进行,因此可以适当缩短富含漂珠的碱激发粉煤灰试样的微波养护时间.

    • PVAECC徐变性能试验研究

      2020, 23(4):823-831. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004013

      摘要 (434) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于7组聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVAECC)试件的轴心受压徐变试验,研究了不同纤维掺量和加荷龄期条件下PVAECC的徐变性能.结果表明:在试验掺量范围内,纤维掺量越大,PVAECC的徐变能力越大;PVAECC的徐变随加荷龄期的延长而降低,晚龄期加载试件的徐变小于早龄期加载试件.结合已有混凝土徐变计算模型和本文试验结果,提出了估算PVAECC徐变的2种模型,其计算值与试验值吻合较好.

    • 盐冻环境下混杂纤维锂渣混凝土梁受弯承载力研究

      2020, 23(4):831-837. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004014

      摘要 (359) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对经过盐冻循环后的混杂纤维锂渣混凝土梁进行抗弯加载试验,分析混杂纤维锂渣混凝土梁的盐冻损伤作用机理并探究其在盐冻作用下的抗弯性能.另外,基于现行规范中普通钢筋混凝土构件正截面受弯承载力的计算公式,引入纤维影响系数和以动弹性模量为参数的盐冻损伤系数对现行规范中的公式进行修正,得到了盐冻环境下混杂纤维锂渣混凝土梁的受弯承载力修正公式.将2种公式的计算结果进行对比后发现,修正公式的计算结果更接近试验值,可用于盐冻环境下混杂纤维锂渣混凝土受弯构件的分析和设计.

    • 钢纤维混凝土弯曲性能和纤维分布试验研究

      2020, 23(4):838-845. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004015

      摘要 (463) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对纤维含量为25~55kg/m3的7组钢纤维混凝土(SFRC)试件进行了切口梁三点抗弯试验和电感试验,分析了不同纤维含量下钢纤维混凝土的弯拉性能和纤维分布规律.试验结果表明:当SFRC试件中的纤维含量为35、50kg/m3时,纤维的增韧效果明显提高;试件中的实际纤维含量与设计含量最大仅相差64%;在试件X、Y、Z方向上的纤维分布比例大致为12∶14∶10,与纤维含量关系不大,且随着纤维含量的增加,SFRC试件中的纤维分布更为均匀.

    • 硫酸盐干湿循环下ECC的轴压力学行为

      2020, 23(4):846-851. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004016

      摘要 (398) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对干湿循环作用下高延性水泥基材料(ECC)的硫酸盐侵蚀问题,开展了不同侵蚀周期下ECC小尺寸圆柱体试件的单轴压缩试验,从轴压应力应变曲线、轴压强度、峰值应变、弹性模量和泊松比等多重力学指标的角度研究了受蚀ECC的轴压力学行为.结果表明:侵蚀初期的材料峰值轴向应变逐渐提高,侵蚀后期小幅降低,而径向应变呈先减小后增大趋势;硫酸盐干湿循环作用不会对ECC压应力应变曲线的初始线性段产生影响,而对曲线的非线性上升段和应力下降段影响显著;随侵蚀周期延长,ECC抗压强度大幅提高,但基材强度未见明显增长;应力下降段中,受侵蚀ECC的应力陡降特征明显区别于侵蚀前ECC的平缓下降;在本文研究的周期范围内,未见硫酸盐侵蚀对ECC弹性模量和泊松比的劣化作用.

    • CFRP钢管RPC短柱的轴压试验研究

      2020, 23(4):852-858. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004017

      摘要 (396) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对12根核芯为100~160MPa强度等级的活性粉末混凝土(RPC),外部约束为壁厚2、4mm的钢管和2层碳纤维增强复合材料(CFRP)的CFRP钢管RPC(CRST)短柱进行试验研究.结果表明:与普通混凝土相比,RPC的抗压强度更高,其在无外部约束状态下的脆性更加明显,达到极限承载力时对应的应变较大;CRST短柱主要发生剪切破坏和端部压缩外鼓破坏,其载荷位移曲线可划分为线弹性阶段、弹塑性阶段、破坏阶段和平台阶段;考虑CFRP和钢管对核芯RPC的双重约束,提出了用影响系数IF表示CFRP和钢管对极限承载力的提高程度,并通过线性回归拟合得到了IF的表达式;同时假设CRST短柱在到达极限承载力时钢管已屈服,采用极限平衡分析的方法对CRST短柱的极限承载力进行了简化计算,得到了与试验结果吻合良好的拟合公式.

    • 自燃煤矸石粗集料取代率对混凝土断裂韧性的影响

      2020, 23(4):858-864. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004018

      摘要 (407) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过跨度和初始缝高比恒定的三点弯曲梁试验,计算不同自燃煤矸石粗集料取代率下混凝土的断裂韧度和断裂能,用特征长度和延性指数来衡量其脆性与延性.基于图像处理技术,在水平投影方向对断裂面混合粗集料的分布及破坏方式进行分析.通过三维重构断裂面形貌计算相应分形维数,用以表征粗集料表面粗糙度.结果表明:自燃煤矸石粗集料混凝土的弯曲破坏特征与普通混凝土相似,但随着取代率的增大,裂缝发展路径由弯曲扩展向竖直扩展转变,贯穿截面所用时间变短;韧性参数皆随取代率增大而降低,但降幅不同,当取代率为25%时,特征长度及延性指数与普通混凝土持平,之后随取代率增大而下降,当取代率达到100%时,起裂断裂韧度、失稳断裂韧度和断裂能较普通混凝土分别下降1169%、3904%、4786%.取代率变化对混合粗集料与断裂带净面积水平投影之比影响不明显,但对混合粗集料断裂破坏比例影响显著.随着取代率的增大,分形维数逐渐降低,断裂面形貌渐趋平整.自燃煤矸石粗集料对混凝土断裂性能产生明显不利影响,断裂特征较普通混凝土显著,在工程中应予以高度重视.

    • 波纹型钢纤维混杂纤维混凝土界面黏结性能

      2020, 23(4):865-874. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004019

      摘要 (431) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑钢聚丙烯混杂纤维体积分数、波纹型钢纤维埋置深度和混凝土基体强度等因素,设计制作了21组混杂纤维混凝土拉拔试件,通过拉拔试验研究了波纹型钢纤维与混杂纤维混凝土基体的界面黏结性能.基于实测的钢纤维拉拔力滑移曲线,分析了上述因素对波纹型钢纤维最大黏结力和拉拔功的影响规律,阐明了界面黏结机理.结果表明:当波纹型钢纤维体积分数为150%、聚丙烯纤维体积分数为005%时,界面黏结性能最佳;界面黏结力随着基体强度的提高而提高;增大钢纤维的埋置深度,界面黏结强度提高,但当埋置深度大于8mm时,界面黏结强度随着埋置深度的增加而减小.

    • 氯盐环境下粉煤灰混凝土中钢筋的锈蚀过程

      2020, 23(4):875-881. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004020

      摘要 (361) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析氯盐环境下粉煤灰对混凝土中钢筋锈蚀过程的影响,设计制作了粉煤灰掺量为0%、10%和20%的水泥净浆钢筋试件,并在质量分数为35% NaCl溶液中进行了钢筋腐蚀过程的电化学测试和水泥浆体的微观测试,获得了不同浸泡时间条件下的Tafel极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)曲线、水泥浆体的物相组成和钢筋表面脱钝氯离子阈值,分析了粉煤灰掺量对试件中钢筋腐蚀过程和水泥浆体物相组成的影响.结果表明:用粉煤灰部分替代水泥可以增加混凝土中钢筋的脱钝锈蚀时间,提高水泥浆体中CSH凝胶和Friedels盐的含量,但会降低钢筋表面脱钝氯离子阈值.因此,在混凝土中掺入适量粉煤灰可以提高水泥浆体对氯离子的固化能力,延缓混凝土中氯离子的传输进程,改善氯盐环境下混凝土结构的耐久性能.

    • 陶瓷废料水热固化技术在室内薄板材料上的应用

      2020, 23(4):882-888. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004021

      摘要 (301) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于“元素循环”理念,模拟地下成岩机理,将陶瓷废弃物中的Si、Al和Ca元素,经水热固化技术转换为硅酸钙铝水合物(CASH)和铝代托勃莫来石,用于制作室内薄板材料,并采用万能材料试验机对薄板样品进行三点法抗折强度测试,同时采用X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪、扫描电子显微镜(SEM)及湿度应答测试设备等研究其晶相、官能团、微观形貌和调湿性能.结果表明:原材料配合比和水热反应条件均会影响样品的抗折强度,当陶瓷废料掺量为70%,在约200℃、12h的水热固化环境下,样品的抗折强度最高可达23MPa;水热固化过程中生成的铝代托勃莫来石可以提升样品的孔隙率,使材料在具有高强度的同时还具备调湿功能.

    • 寒冷气候区多场耦合条件下屋面保温材料热工性能的演变

      2020, 23(4):889-895. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004022

      摘要 (284) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究建筑屋面保温关键材料在多场耦合作用下热工性能的演变,以寒冷气候区为背景,在温度、湿度和应力耦合作用下,对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)和真空绝热板(VIP)的热工性能进行试验.研究表明:在寒冷气候区,硬质聚氨酯泡沫塑料的导热系数随循环次数增加而逐渐变大,导热性能下降,有附加应力时,多场耦合作用会加快硬质聚氨酯泡沫塑料的老化;真空绝热板的导热系数随循环次数增加而缓慢增大,多场耦合作用会轻微加快真空绝热板的老化,但附加应力对真空绝热板的老化几乎没有影响.采用三维数字显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了硬质聚氨酯泡沫塑料表面和横截面的微观结构,发现在多场耦合作用下聚氨酯泡孔结构发生了明显变化,在此基础上探讨了保温材料热工性能演变的机理.

    • 开级配大粒径沥青碎石低温性能评价

      2020, 23(4):896-903. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004023

      摘要 (344) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨小梁弯曲试验评价开级配大粒径沥青碎石(OLSM)低温性能的适用性,分析了试件截面尺寸和跨径对OLSM低温受力特性的影响,提出了OLSM低温性能评价方法;采用改进小梁弯曲试验评价了集料级配、沥青标号、沥青胶浆膜厚度、粉胶比和水泥代替矿粉量等因素对OLSM低温性能的影响.结果表明:标准小梁弯曲试验未能真实反映OLSM低温受力特性,改进小梁弯曲试验适合评价OLSM低温性能;OLSM低温性能随着分形维数的增大先提高后降低,分形维数为241~244时其低温性能较好;OLSM低温性能随着沥青标号的增加而降低,随着粉胶比和水泥代替矿粉量的增大先提高后降低,在低标号沥青、粉胶比10~12和水泥代替矿粉量10%~30%的条件下,其低温性能较好;OLSM低温性能随着沥青胶浆膜厚度的增大而提高,但在膜厚度超过50μm之后提高效果已不明显.

    • 温拌沥青高温流变性能研究

      2020, 23(4):904-911. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004024

      摘要 (350) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究温拌剂对沥青高温流变性能的影响,将温拌剂Evotherm3G和EC120掺加到基质沥青和SBS改性沥青中以配制温拌沥青,采用动态剪切流变(DSR)试验和多应力蠕变恢复(MSCR)试验对短期老化前后温拌沥青的高温流变性能进行了分析.结果表明:Evotherm3G增加了沥青的相位角,降低了复数模量和车辙因子;EC120降低了沥青的相位角,增大了复数模量和车辙因子;Evotherm3G增加了沥青的应变,降低了蠕变恢复率,提高了不可恢复蠕变柔量;EC120降低了沥青的应变,提高了蠕变恢复率,降低了不可恢复蠕变柔量.通过灰色关联分析可知,不可恢复蠕变柔量与车辙因子的灰色关联度为0995,在一定程度上可以反映沥青的高温性能.

    • 车路相互作用下沥青路面材料弯曲破坏研究

      2020, 23(4):912-919. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004025

      摘要 (295) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析车辆荷载作用下沥青路面面层底部材料产生的弯拉破坏,构建了路面与二自由度1/4车辆的离散元相互作用模型,以计算在路面不平顺激励下的车路相互作用力和路面沥青材料的宏细观动态响应.另外,选取面层沥青材料进行弯曲破坏试验,得到了沥青材料在加载过程中裂缝产生和开裂时的应变场分布.在此基础上,应用PFC2D软件构建沥青材料离散元模型来模拟其加载破坏过程,以探究车路相互作用下沥青面层的弯曲细观破坏机理.研究发现:弹性阶段后,沥青材料内部开始出现微裂纹,随着车辆荷载增加,材料最薄弱区域的微裂纹汇集成宏观裂纹直至破坏;在一定数值范围内,沥青材料空隙率对其抗开裂性能影响较大.试验结果证实了数值模拟的准确性.

    • 干湿冻融循环作用下沥青水老化的微观特性

      2020, 23(4):920-926. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004026

      摘要 (390) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:模拟杭州夏季高温高湿、冬季微冻融的气候特点,在综合考虑循环次数、热、氧及水等因素的基础上,设计室内干湿冻融循环试验,采用薄膜烘箱对基质沥青和SBS改性沥青进行短期老化,借助红外光谱(FTIR)与凝胶渗透色谱(GPC)分析了干湿冻融循环作用下沥青特征官能团和相对分子质量变化,探究沥青水老化的微观特性.结果表明:随着干湿冻融循环次数的增加,在热(60℃)氧化条件较为温和的情况下,基质沥青与SBS改性沥青中羰基的特征峰在FTIR图谱中变化较小,以至观测不到;亚砜基指数明显增大,丁二烯指数明显减小;数均相对分子质量、重均相对分子质量、分散度及大分子区(LMS)含量均逐渐增大.推荐采用亚砜基指数和LMS含量来定量表征沥青在干湿冻融循环作用下的水老化程度.FTIR与GPC试验均表明,在水环境中,干湿冻融循环作用将加剧沥青材料的老化;SBS改性沥青的抗水老化性能优于基质沥青.

    • 新型钢绞线拉索几何抗弯刚度试验研究

      2020, 23(4):927-933. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004027

      摘要 (389) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用频率法对36根高钒索和不锈钢索进行了几何抗弯刚度试验,测得在3种预应力工况下3种直径高钒索和不锈钢索的各阶自振固有频率,然后提出基于BernoulliEuler理论的几何抗弯刚度迭代求解方法,识别计算出2种拉索的几何抗弯刚度.结果表明:随着拉索直径的增大,拉索几何抗弯刚度与全截面抗弯刚度的比值α逐渐降低,并拟合得到了α与拉索直径的函数关系.

    • 服役环境下镀锌钢丝力学性能影响因素分析

      2020, 23(4):934-940. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004028

      摘要 (380) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以腐蚀时间、加载方式为变化参数,对16组镀锌钢丝试件进行荷载与环境耦合作用试验,研究服役环境下镀锌钢丝的力学性能.结果表明:随着腐蚀时间的延长,试件腐蚀失重率增长趋势与Boxlucass函数相吻合,屈服强度、断后伸长率呈逐渐下降趋势;当腐蚀时间相同时,加载方式对试件腐蚀失重率、屈服强度的影响程度依次为交变应力>静态应力>无应力;试件抗拉强度受荷载类型和腐蚀时间影响相对较小;经1200h交变应力与腐蚀环境耦合作用后,试件弹性模量出现较为明显的下降.基于钢丝5级锈蚀标准,对钢丝各级锈蚀程度给出了更为详细的定性描述及相关分析,并基于Boxlucass模型提出了试件在不同应力作用下的腐蚀失重率计算公式.

    • 环氧沥青固化反应机理及施工控制性能研究

      2020, 23(4):941-947. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004029

      摘要 (236) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用扫描电子显微镜和荧光显微镜观察环氧沥青(NEA)的微观形貌,探索分析NEA的固化反应特性及热塑性热固性转变机理,研究最佳混合树脂(环氧树脂与固化剂的混合物)掺量NEA混合料的容留温度、容留时间和强度发展规律等施工控制性能.结果表明:37%混合树脂掺量为NEA热塑性热固性转变临界点;38%混合树脂掺量NEA形成交联网络结构,环氧树脂为连续相,表现为热固性;50%混合树脂掺量NEA形成均匀、密实的三维交联网络结构,沥青在环氧树脂中起增韧作用;NEA混合料的容留温度和容留时间控制范围较宽,在165~185℃容留温度下最长容留时间可达30h;NEA混合料具有较高的弯拉模量和变形性能,175℃容留温度下综合性能较佳;在NEA混合料未完全固化前,40℃下养生4d,其马歇尔稳定度高于50kN,达到开放交通的强度要求.

    • 基于PPR无假定建模的混凝土导热系数计算模型

      2020, 23(4):948-954. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004030

      摘要 (287) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了充分挖掘导热系数高维数据的内在结构特征,提出运用投影寻踪回归(PPR)无假定建模技术对混凝土导热系数试验数据进行分析并建立模型,采用数据“还原拟合”与“预留检验”相一致的“精度一致检验法”准则来评定模型的稳定性;并基于建立的PPR模型对导热系数进行仿真计算,以此对混凝土导热系数进行更加全面的研究.该建模方法避免了采用证实性数据分析(CDA)方法进行建模时存在的人为假定和求解结果因人而异等不确定性问题,具有较好的学科通用性.研究成果不仅为混凝土结构内部温度场的精确计算提供了理论依据,还对各学科试验优化设计、高维数据建模分析提供了有效的解决方案.

    • 微细钢纤维高强轻骨料混凝土静力试验研究

      2020, 23(4):955-962. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004031

      摘要 (314) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高强页岩陶粒、微细钢纤维和矿物掺和料制备微细钢纤维高强轻骨料混凝土(MSFHLAC)试件,研究了微细钢纤维体积分数、砂率和水灰比对MSFHLAC试件立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、弯折强度、抗剪强度和弯曲韧性等静态力学性能的影响,同时给出了MSFHLAC试件的各强度模型以及相互关系.结果表明:新拌混凝土的工作性能随着微细钢纤维体积分数的增加而降低,当微细钢纤维体积分数大于15%时,对新拌混凝土的流动性影响明显;微细钢纤维可以显著改善高强轻骨料混凝土(HLAC)的各项强度和韧性指标,且在低纤维体积分数(05%和10%)时,材料的抗拉强度和抗剪切强度增长尤为显著;MSFHLAC试件在整个弯曲变形阶段弹塑性较好,较接近理想弹塑性材料;砂率和水灰比对MSFHLAC试件的各项强度和韧性虽有一定影响,但变化幅度基本在10%以内.

    • 钢筋混凝土不同劣化阶段的电化学特征

      2020, 23(4):963-968. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004032

      摘要 (396) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有氯盐侵蚀混凝土结构耐久性研究中模拟氯盐侵蚀环境方法的弊端,采用电迁移加速氯离子侵蚀的方法,以较快的速度模拟出不同劣化阶段的钢筋混凝土试件.通过分析电迁移氯离子侵蚀后钢筋表面状态的检测结果和劣化状况,验证了电迁移法制备不同劣化阶段试件的有效性和准确性,揭示了混凝土不同劣化阶段的电化学特征.结果表明:电迁移法较预掺氯盐法更能真实反应不同劣化阶段的钢筋混凝土结构;混凝土中钢筋由钝化状态转入锈蚀状态时,阳极极化曲线变缓,阴极极化曲线变陡;随着氯离子侵蚀,钢筋劣化程度增加,阳极反应交换电流密度增大,钢筋的腐蚀电位逐步向阳极反应平衡电位偏移.

    • 基于临界裂纹尖端位移的沥青胶结料抗疲劳性能评价

      2020, 23(4):969-977. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004033

      摘要 (365) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以G·sin δ为代表指标的沥青胶结料疲劳性能评价方法高度依赖动态剪切流变仪,针对该方法所需设备在中国普及率较低且对SBS改性沥青的适用性较差等问题,采用测力延度仪进行双边缺口拉伸试验,提出了以临界裂纹尖端位移(CTOD)作为沥青胶结料常温条件下(0~30℃)抗疲劳性能的评价指标.用CTOD和G·sin δ这2个指标对7个沥青胶结料的抗疲劳性能进行排序,并采用四点弯曲疲劳试验从混合料层面对沥青胶结料的抗疲劳性能的排序结果进行验证,最后用显著性检验方法比较了温度对CTOD区分度的影响.结果表明:CTOD与G·sin δ对SBS改性沥青的疲劳性能评价存在分歧,四点弯曲疲劳试验得到的混合料疲劳性能与CTOD所表征的沥青胶结料结果更具相关性;显著性检验发现,与15℃相比,25℃的CTOD指标对选用沥青胶结料的区分度更好.CTOD所需试验设备在中国应用较广,有望成为沥青胶结料抗疲劳性能的有效鉴定方法之一.

    • 垃圾焚烧炉渣沥青混合料的基本性能

      2020, 23(4):978-983. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004034

      摘要 (434) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将生活垃圾焚烧炉渣粉料(BAP)和炉渣集料(BAA)应用于沥青混合料,使用BAP完全替代天然矿粉,使用质量分数为20%、粒径0~95mm的BAA替代天然集料,采用马歇尔试验方法设计AC13沥青混合料;基于冻融循环劈裂试验来评价炉渣沥青混合料的长期水稳定性,并通过单轴贯入试验探究炉渣沥青混合料的结构强度.结果表明:炉渣的掺入会增加沥青混合料的沥青用量,马歇尔试验结果均满足规范要求;沥青混合料的长期水稳定性按照强弱排序为BAA沥青混合料>BAP沥青混合料>普通沥青混合料,炉渣的掺入可以减小冻融循环对冻融劈裂强度比(TSR)的降低幅度;在冻融循环过程中,炉渣的特性有利于增大沥青混合料的内摩阻角,使炉渣沥青混合料具有更高的结构强度.

    • CS/hBN/APP层层自组装涂层阻燃杨木的研究

      2020, 23(4):984-992. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202004035

      摘要 (252) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高杨木的阻燃性能,利用带正电性的壳聚糖/六方氮化硼(CS/hBN)聚电解质溶液,以及带负电性的聚磷酸铵(APP)溶液,基于层层自组装(LBL)技术,通过两聚电解质溶液之间的静电吸附作用,在木材表面成功制备出具有良好阻燃性能的CS/hBN/APP薄膜涂层.结果表明:所制备的涂层均匀分布在木材表面,且具有良好的附着力;涂层阻燃木材试件的热释放速率、烟释放速率显著降低,第2放热峰出现时间晚于未处理木材试件,且在燃烧过程中的残余物质量始终高于未处理木材试件,完全燃尽时间则比未处理木材试件多出约100s,阻燃效果随着自组装涂层数的增加而逐渐增强;涂层阻燃木材试件的CO、CO2气体生成量明显降低,表明阻燃涂层能有效降低木材烟气及毒性气体释放;涂层阻燃木材试件较未处理木材试件更好地保持了木材本身的结构,显示出了良好的抵抗火灾能力.

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