• 2020年第23卷第5期文章目次
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    • 碱矿渣胶结材低温水化行为与早期微观结构

      2020, 23(5):993-1001. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005001

      摘要 (629) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了NaOH、水玻璃激发矿渣砂浆在5℃环境下抗压强度的发展,采用电阻率、选择性溶解法、压汞法(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)分析了碱矿渣胶结材(AAS)低温水化过程及其早期微观结构.结果表明:碱矿渣胶结材在5℃环境下能持续水化,但其水化速度和抗压强度发展速度低于标准养护试件;在相同条件下,水玻璃激发AAS砂浆抗压强度较高,但其电阻率和水化程度低于NaOH激发AAS砂浆.另外,碱矿渣胶结材在5℃环境下养护1d时,硬化浆体孔隙率和大孔增加,其内部存在大量未反应微小矿渣颗粒,水化产物层薄弱、结构不密实,导致其早期强度发展缓慢.

    • 活性稻壳灰改善水泥石灰石粉胶凝材料强度及作用机理研究

      2020, 23(5):1001-1007. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005002

      摘要 (480) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了稻壳灰(RHA)对水泥石灰石粉浆体强度的改善作用,并通过热重和X射线衍射测定了水泥石灰石粉RHA复合浆体的水化程度及水化产物,分析了相关作用机理.结果表明:复合浆体抗压强度随着RHA掺量的增加先增后降,RHA掺量为10%时,复合浆体抗压强度达到最高,与纯水泥浆体相比,掺入10%RHA和10%石灰石粉的复合浆体3、7、28d抗压强度分别提高了821%、1843%、175%,掺入15%RHA有助于提高浆体抗压强度随龄期的增长幅度;RHA具有一定的填充效应、活性效应及内养护作用,掺量小于10%时,RHA填充效应和活性效应起主导作用,能够加速C3S的水化,并进行二次水化反应,提高复合浆体早期抗压强度;RHA掺量增至15%时,因RHA吸附大量水分,降低了水泥的水化程度,导致复合浆体早期抗压强度较低,但随着龄期的增加,RHA逐渐释放吸附水,起到内养护作用,促进水泥水化及参与二次水化反应,从而提高了复合浆体抗压强度的增长.

    • 水泥净浆养护溶蚀全过程数值模拟

      2020, 23(5):1008-1015. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005003

      摘要 (334) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对材料制备与环境服役过程中水泥基材料的性能演变问题,开展了水泥净浆薄片养护溶蚀全过程中主要物相及微结构演变的定量分析.首先,根据水泥的矿物组成及其水化机理,建立了水泥水化反应的简化模型及其主要水化产物浓度的计算方法;其次,利用Fick定律及质量守恒定律,建立了溶蚀条件下水泥净浆孔溶液中主要离子(K+、Na+、OH-及Ca2+)的传输模型;最后,与已有试验结果对比分析验证了模型的合理性,在此基础上,数值模拟了水泥净浆薄片试件养护溶蚀全过程.结果表明:所建立的模型可定量分析养护溶蚀全过程中水泥净浆孔溶液中主要离子浓度、孔隙率分布及氢氧化钙(CH)、水化硅酸钙(CSH)凝胶浓度的变化规律,且可用于软水环境下水泥基材料抗溶蚀性能的定量设计.

    • 熟料和水泥水化产物中Mg2+赋存状态显微分析

      2020, 23(5):1016-1024. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005004

      摘要 (268) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、背散射电子图像(BSE)和X射线能谱分析(EDAX)观察和分析了Mg2+在熟料和水泥水化产物中的赋存状态.结果表明:在生长空间充裕的情况下熟料中的方镁石可形成八面体晶体,受生长空间限制可形成半自形晶或他形晶;熟料中方镁石晶粒尺寸主要分布在100~650μm,其中250~300μm晶体最多,最大粒径可达4000μm;水泥水化后期,Mg(OH)2晶体沿c轴方向生长速度加快,颗粒厚度明显增加;固溶于熟料铝相中的MgO原位水化后形成Mg6Al2CO3(OH)16·4H2O;从熟料中引入的Mg2+可以与Ca2+、Si4+等离子形成水化硅酸钙镁或者吸附于水化硅酸钙表面.

    • 地质聚合物泡沫混凝土气孔结构形成机理研究

      2020, 23(5):1024-1029. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005005

      摘要 (418) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于物理发泡方法,制备出孔结构参数和性能不同的预制泡沫,研究其在地质聚合物净浆内部随时间和空间变化的迁移规律,探究了地质聚合物泡沫混凝土(GFC)的气孔结构形成机理,并建立了预制泡沫与GFC试件宏观性能和孔结构参数之间的联系.同时,采用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同预制泡沫配合比条件下GFC试件内部孔结构的微观形态.结果表明:孔结构参数和性能不同的预制泡沫在地质聚合物净浆内部会进行有差异的迁移,进而影响GFC试件的成孔过程及相关性能.

    • ECC与既有混凝土结合面的抗剪性能

      2020, 23(5):1030-1037. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005006

      摘要 (316) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究高延性水泥基复合材料(ECC)与既有混凝土结合面的抗剪性能及抗剪荷载的作用机理,设计并加载了3组带结合面的Z形剪切试件和1组混凝土整浇对比试件,分析配筋率和结合面处理方式对试件抗剪承载力、荷载滑移曲线、钢筋应变及结合面抗剪承载力组成等因素的影响,得到适用于ECC与既有混凝土结合面抗剪承载力的计算方法,在此基础上研究了抗剪承载力的组成及全过程变化规律,同时给出了剪切承载力各组成在动态过程中的计算方法.结果表明:ECC与既有混凝土结合面的抗剪性能强于普通混凝土;采用键槽连接处理的试件,其抗剪承载力高于凿毛粗糙面试件.本文提出的计算方法可以较好地计算试件的抗剪承载力,能够反映其各组成随滑移的变化规律.

    • 碱激发磷矿渣复合胶凝材料的水化特性

      2020, 23(5):1038-1045. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005007

      摘要 (404) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究碱激发磷矿渣复合胶凝材料的水化特性,采用X射线衍射(XRD)、热重差示扫描量热分析(TGDTA)和扫描电子显微镜(SEM)等对磷矿渣被Ca(OH)2、石膏激发后的水化产物以及磷矿渣复合胶凝材料的组成与微结构特征进行了研究.结果表明:在Ca(OH)2激发作用下磷矿渣能较好地发挥潜在活性,且其活性随着比表面积的增大和龄期的延长而逐渐增大;在Ca(OH)2和石膏的共同激发作用下磷矿渣能提前发挥潜在活性,提高其水化程度;磷矿渣可提高水泥的水化程度,且比表面积越大、龄期越长,对水泥水化程度的促进越显著.

    • 不同养护条件下GBFS高强水泥基材料的力学性能

      2020, 23(5):1046-1052. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005008

      摘要 (353) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对标准养护、70℃蒸汽养护、高温压蒸釜养护3种养护条件下的粒化高炉矿渣(GBFS)高强水泥基材料进行力学性能试验,研究了养护条件、水胶比和代砂率等对GBFS高强水泥基材料抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量等力学性能的影响及其各力学性能之间的关系,并通过激光共聚焦显微镜分析了养护条件对GBFS高强水泥基材料微观结构的影响.结果表明:GBFS高强水泥基材料的强度发展规律与普通石英砂高强水泥基材料相一致,其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度及弹性模量均随水胶比的降低、养护龄期的增加及养护温度的增高而增大;相同配合比、相同养护条件下,GBFS高强水泥基材料的抗压强度等力学性能低于普通石英砂高强水泥基材料;70℃蒸汽养护和高温压蒸釜养护不仅能提高GBFS高强水泥基材料的早期强度,还使其后期强度的发展高于标准养护;3种养护条件下GBFS高强水泥基材料的抗折强度、抗劈裂拉强度及弹性模量均随着抗压强度的增加而增加,其中弹性模量与抗压强度的关系可用通常混凝土计算公式描述.微观形貌显示:在标准养护条件下,GBFS高强水泥基材料与普通石英砂高强水泥基材料一样,其骨料界面过渡区中的水泥浆体与骨料紧密结合,但可明显分辨;70℃蒸汽养护条件下,其骨料与胶凝浆体界面过渡区发育较致密;高温压蒸釜养护条件下,其骨料与胶凝材料融为一体,界面过渡区已无法分辨.

    • 再生粗骨料自密实混凝土基本力学性能

      2020, 23(5):1053-1060. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005009

      摘要 (409) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过再生粗骨料自密实混凝土(RCASCC)的工作性能、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度测试和应力应变试验,分析了不同再生粗骨料取代率(R)下RCASCC的工作性能和基本力学性能的变化规律,并提出了RCASCC的应力应变本构方程.结果表明:随着R的增加,RCASCC的工作性能变差,但仍能满足现行规范要求;随着R的增加,RCASCC的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度总体呈现下降趋势,但R=50%时的立方体抗压强度和轴心抗压强度要高于R=25%之时;随着龄期的增长,RCASCC的抗压强度呈现非线性增长的趋势;经验证,所得出的RCASCC轴心抗压强度、劈裂抗拉强度与立方体抗压强度之间的换算关系与普通混凝土换算关系基本一致,RCASCC的应力应变本构方程与普通混凝土的单轴受压本构方程相近.

    • 早期受冻环境对混凝土服役期性能的影响

      2020, 23(5):1061-1070. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005010

      摘要 (286) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确评估混凝土早期受冻对其服役期性能的影响,模拟早期突然受冻环境,测试了不同早期受冻环境下混凝土服役期的抗压强度、劈拉强度、动弹性模量等宏观性能参数和孔隙结构、吸水特征等微观指标;分析了受冻温度、受冻时长、起冻时刻等环境参数对混凝土服役期性能的影响规律和影响机理.结果表明:受冻温度越低、受冻时长越长,混凝土服役期宏观性能劣化越明显,浆气比减小,含气量、吸水率、吸水孔率增大,各孔径的气孔数量均有所增加;受冻温度从-1℃降到-5℃、受冻时长从2h延长至4h时,混凝土服役期性能劣化明显,而受冻温度从-5℃降到-9℃、受冻时长从4h延长至8h时,混凝土服役期性能劣化程度较小;初凝后、终凝前受冻的混凝土服役期性能劣化最显著,初凝前受冻的混凝土服役期性能劣化次之,终凝后受冻的混凝土服役期性能劣化程度较小且损失程度随受冻时混凝土龄期的增长而减小;随着起冻时刻的延后,混凝土的浆气比增大,而含气量、吸水率、吸水孔率减小,终凝前起冻的混凝土各孔径梯度的气孔数量明显大于终凝后起冻的混凝土.

    • RC框架HPFRC耗能墙结构侧向刚度计算模型

      2020, 23(5):1071-1077. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005011

      摘要 (280) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了钢筋混凝土(RC)框架高性能纤维增强混凝土(HPFRC)耗能墙结构中RC框架和HPFRC耗能墙的刚度退化规律,建立了RC框架HPFRC耗能墙结构在开裂、屈服和峰值荷载点的侧向刚度计算模型.结果表明:RC框架与HPFRC耗能墙在同一特征荷载点的刚度退化规律差异较大,HPFRC耗能墙比RC框架的刚度退化缓慢很多;基于RC框架与HPFRC耗能墙的刚度退化规律所建立的有效侧向刚度计算模型,基本反映了RC框架HPFRC耗能墙结构的受力和变形特点,按此模型计算所得的结构位移值与试验值基本吻合.

    • 全珊瑚混凝土中钢筋锈蚀的氯离子阈值研究

      2020, 23(5):1078-1086. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005012

      摘要 (346) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于线性极化电阻(LPR)法和混凝土“Ⅱ维氯离子扩散理论”模型,针对埋置不同种类钢筋的全珊瑚混凝土(CAC)试件进行270d的暴露试验,得到CAC试件中钢筋的腐蚀速率(i)和表面自由氯离子含量(Csf)值,并确定了钢筋锈蚀的氯离子阈值(CTV)取值范围.结果表明:随着混凝土保护层厚度的增大,CAC试件中钢筋的腐蚀电位逐渐正移,腐蚀电流逐渐减小,钢筋的锈蚀概率和腐蚀速率均逐渐降低;相同条件下,CAC试件中不同种类钢筋的耐蚀性能由强到弱依次为:2205双相不锈钢筋(2205S)>316L不锈钢筋(316L)>有机新涂层钢筋(OCS)>普通钢筋(OS);根据钢筋Csf与i之间的关系,得到OCS、316L和2205S的CTV取值范围,分别为小于0210%、0330%~0410%和大于0463%.

    • 环氧涂层钢筋与海水珊瑚混凝土的黏结性能

      2020, 23(5):1086-1092. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005013

      摘要 (388) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采取拉拔试验研究了环氧涂层钢筋与海水珊瑚混凝土间的黏结性能,分析了混凝土类型(普通混凝土、海水珊瑚混凝土)、混凝土强度等级(C25、C35)、锚固长度(48、90、128mm)、钢筋种类(普通钢筋、环氧涂层钢筋)及混凝土保护层厚度(67、42mm)对试件黏结强度与黏结滑移曲线的影响规律.结果表明:环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土试件的破坏模式主要为劈裂破坏,其黏结性能与普通钢筋混凝土试件有明显区别;海水珊瑚混凝土试件黏结强度高于普通混凝土试件,且黏结强度随混凝土强度等级和保护层厚度的增长而提高,随锚固长度的增长而降低,混凝土保护层厚度对黏结强度的影响最为明显;环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土试件的黏结滑移曲线可分为微滑移、滑移和下降3个阶段,钢筋种类和混凝土类型对曲线特征有明显影响.依据试验结果推导得到了环氧涂层钢筋海水珊瑚混凝土的黏结强度计算式,其计算值与实测值吻合良好,可用于实际工程.

    • 不同FRP增强混凝土梁断裂性能试验研究

      2020, 23(5):1093-1098. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005014

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

      摘要:为了探讨不同种类纤维增强复合材料(FRP)增强带裂缝混凝土的断裂性能,开展了芳纶纤维增强复合材料(AFRP)、碳纤维增强复合材料(CFRP)和玻璃纤维增强复合材料(GFRP)增强带裂缝混凝土梁的三点弯曲试验,分析了其断裂性能参数.结果表明:相对于普通混凝土梁试件,FRP对带裂缝混凝土梁的阻裂加固效果更明显;CFRP增强混凝土梁的起裂荷载和失稳荷载均大于AFRP与GFRP增强混凝土梁,CFRP的阻裂增强效果最佳;AFRP增强混凝土梁和CFRP增强混凝土梁的破坏形式均为试件底部混凝土FRP界面的剥离破坏,GFRP增强混凝土梁的破坏形式为试件底部GFRP的拉断破坏;通过对不同FRP增强混凝土梁阻裂加固机理的分析,计算得出CFRP增强混凝土梁的起裂韧度和失稳韧度最大,且CFRP价格适中,因此使用CFRP对带裂缝混凝土梁进行增强加固的性价比最优.

    • PVC涂层织物膜材的非线性各向异性本构关系模型

      2020, 23(5):1098-1103. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005015

      摘要 (334) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于各向异性弹塑性理论,通过等效应力和等效塑性应变反映材料固有的非线性性质,并结合三参数形式的弹塑性屈服函数,提出了1种适用于聚氯乙烯(PVC)涂层织物膜材的非线性各向异性本构模型.为确定本构模型中的待定参数,同时验证该本构模型的适用性,进行了7个偏轴角度(0°、5°、15°、45°、75°、85°和90°)的单轴拉伸试验,并将模型预测结果与试验结果进行对比.结果表明:该本构模型能够较为准确地反映PVC涂层织物膜材拉伸时的非线性应力应变关系,可用来预测PVC涂层织物膜材在拉剪应力共同作用下的力学行为.

    • 基于XCT技术的气泡轻质土孔隙结构研究

      2020, 23(5):1104-1112. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005016

      摘要 (351) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用XCT技术建立无掺土料气泡轻质土三维孔隙结构,基于统计分析研究了气泡轻质土孔隙体积、类型和球度的分布规律.结合无侧限抗压试验,探讨了气泡轻质土细观孔隙结构对其宏观力学性质的影响.结果表明:气泡轻质土中孔隙体积呈单峰分布,峰值出现在005~020mm3;气泡轻质土宏观密度越低,孔隙体积的分布范围越大;孔隙的球度呈单峰分布,峰值出现在015~035,绝大多数孔隙的外形呈极不规则状;气泡轻质土中联通类型孔隙占主导地位;孔隙体积与球度呈负相关,且与孔隙接触类型无关.对比分析气泡轻质土孔隙结构与无侧限抗压强度发现,在相近密度下,当孔隙球度提高7%或联通孔隙类型体积减小5%时,试样抗压强度与弹性模量均有10%以上的提升,且弹性模量的提升幅度更大.

    • 石墨烯对橡胶复合改性沥青抗老化性能的影响

      2020, 23(5):1113-1120. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005017

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

      摘要:针对石墨烯橡胶复合改性沥青、SBS改性沥青和橡胶SBS复合改性沥青进行薄膜烘箱试验(TFOT)和不同时间(20、40、60h)条件下的压力老化容器(PAV)试验,并借助动态剪切流变仪(DSR)的频率扫描试验和傅里叶红外光谱(FTIR)试验,研究了石墨烯对橡胶复合改性沥青抗裂性能和抗老化性能的影响.结果表明:石墨烯有效降低了石墨烯橡胶复合改性沥青归一化羰基指数(NCI)和归一化亚砜基指数(NSI)的增长速率,提高了其抗热氧老化性能;石墨烯使得石墨烯橡胶复合改性沥青的相位角(δ)在低频段的增幅降低,长期老化后低频段黏性降低、弹性增加;石墨烯降低了橡胶复合改性沥青20~40h PAV老化过程中GloverRowe(GR)常数的增长速率,有效提高了沥青的中温抗裂性能.

    • 硅烷偶联剂改性煤矸石粉沥青胶浆路用性能及改性机理

      2020, 23(5):1121-1130. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005018

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

      摘要:针对煤矸石粉会降低沥青胶浆低温抗裂性的缺点,采用硅烷偶联剂KH550对煤矸石粉进行改性.在不同粉胶比条件下,分别制备了5种KH550掺量(0%、05%、10%、15%、20%)的改性煤矸石粉沥青胶浆和1种石灰石矿粉沥青胶浆,研究了以上6种沥青胶浆的路用性能,分析了KH550的改性机理.结果表明:经KH550改性后,煤矸石粉沥青胶浆的高温性能、低温性能和黏附性均得到了明显提升,并且提升幅度随着KH550掺量的增加而提高;经KH550改性后,煤矸石粉表面变得更加粗糙,并且形成了更多的间隙孔,使其与沥青之间接触面积增大,交互作用增强;在煤矸石粉表面形成了1层聚硅氧烷偶联化层,提高了其与沥青的黏附力,从而明显提高了沥青胶浆的路用性能.

    • 再生剂对沥青相对分子质量和尺寸分布的作用

      2020, 23(5):1130-1136. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005019

      摘要 (352) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了3种再生剂对3种老化沥青的再生作用,以探究再生过程对沥青相对分子质量和分子尺寸分布的影响.首先,通过分子凝胶色谱(GPC)分析了沥青再生前后相对分子质量分布的变化;然后,通过动态剪切流变(DSR)仪获得沥青再生前后的主曲线,并计算得到相应的沥青松弛谱图(CRS)和分子尺寸分布的变化;最后,对沥青相对分子质量分布、沥青分子尺寸分布与沥青物理性质的关联进行了分析讨论.结果表明:再生剂对老化沥青大尺寸分子存在降解作用和稀释作用,且2种作用受老化沥青种类和再生剂种类的影响;沥青再生过程中,再生剂对沥青大尺寸分子的分散效果与沥青的宏观软化效果存在很强的正相关关系.

    • 道路基层复合胶凝材料的性能调控

      2020, 23(5):1137-1143. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005020

      摘要 (317) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了熟料钢渣粉煤灰磷石膏系道路基层复合胶凝材料的凝结时间、胶砂强度和膨胀性能的调控,分析了其缓凝微膨胀机理.结果表明:磷石膏中的可溶性杂质会与Ca2+和OH-反应,生成难溶物覆盖在胶凝材料颗粒表面,显著延长凝结时间,磷石膏掺量每增加3%,即可延长凝结时间约65min;大掺量磷石膏可为浆体提供充足的SO2-4,保证钙矾石的大量稳定生成,使硬化浆体产生微膨胀;过量磷石膏亦会造成过大的膨胀,破坏硬化浆体结构,通过加入适量钢渣取代粉煤灰,可以促进复合胶凝材料的早期水化,优化孔结构,明显提高道路基层复合胶凝材料的性能.

    • SMC常温改性剂路用性能、机理及环保效益分析

      2020, 23(5):1144-1152. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005021

      摘要 (217) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:对SMC常温改性剂的挥发特性进行测定,并采用傅里叶红外光谱对SMC常温改性剂的改性机理进行初步解释;对不同SMC常温改性剂掺量(0%~12%)下的沥青混合料拌和温度、体积指标、稳定度、残留稳定度、冻融劈裂强度比、低温弯曲破坏应变等进行测试,并对沥青混合料在实验室拌和过程中产生的CO2、CO、SO2、NOx、PM25、PM10、苯并(a)芘进行了定量检测.结果表明:(1)SMC常温改性剂属于一种含酰胺键的表面活性剂,与沥青混合后,所形成的改性沥青具有较强挥发性,应在启用后的4h内完成生产和施工并保证100h的养护时间;(2)SMC常温改性剂可以在0%~8%的掺量范围内优化沥青混合料低温抗裂性能,但对其强度、高温车辙性能、水稳性能均存在劣化作用;(3)为保证沥青混合料路用质量要求,对于SMC13级配,适宜的SMC常温改性剂掺量为6%~10%,对于SMC20级配则为6%~8%,在此掺量范围内,对应的沥青混合料拌和温度可降至85~105℃,压实温度降至75~95℃,虽然离常温拌和与摊铺这一目标还有一定差距,但拌和过程中产生的CO2、CO、SO2、NOx、苯并(a)芘排放得到了有效抑制,减排均超过40%.

    • 紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下BFRP布的耐久性试验

      2020, 23(5):1153-1159. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005022

      摘要 (248) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同层数和环境作用对玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)布耐久性的影响,进行了2、3、4层BFRP布在紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下的拉伸试验,分析环境类型和作用时间等对其拉伸强度、拉伸弹性模量、拉伸破坏应变的影响.结果表明:3种环境作用下,随着作用时间的增加,3种BFRP布的拉伸强度均逐渐减小且下降幅度趋于平缓;拉伸破坏应变的变化趋势与之类似;拉伸弹性模量变化较小,上下波动幅度不超过7%,且无明显规律性;3种BFRP布在紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下,2层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为1560%、1113%、1782%,3层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为466%、640%、1169%,4层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为1178%、1747%、1995%;随着作用时间的增加,耦合作用影响明显大于单一作用;上述3种环境作用下,BFRP布拉伸性能与层数间不存在正比关系;有必要对用于桥梁工程加固的BFRP布性能考虑由于环境作用引起的抗拉强度折减.

    • 环氧树脂混合料断裂特性与数值模拟

      2020, 23(5):1160-1167. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005023

      摘要 (258) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过半圆弯曲断裂(SCB)试验,测试环氧树脂混合料的断裂能,并确定其最佳油石比.采用双线性内聚力模型(BCZM)模拟了环氧树脂混合料的断裂试验,并和SCB试验数据进行了对比,进而分析了试件应力分布、裂缝产生和损伤破坏规律.结果表明:断裂能可作为确定环氧树脂混合料最佳油石比的重要指标;环氧树脂混合料断裂经历了初始加载、试件损伤、裂缝产生、裂缝扩展、试件破坏5个阶段;采用BCZM模拟环氧树脂混合料的断裂行为较为合理,可行性较高;增大材料的断裂能和开裂强度能够延缓裂缝的扩展.

    • 煤矸石粉/聚酯纤维沥青混合料盐蚀抗弯性能

      2020, 23(5):1167-1176. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005024

      摘要 (249) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:制备了不同聚酯纤维掺量(0%、030%、035%、040%、045%、050%)和不同煤矸石粉替代率(0%、25%、50%、75%、100%)的沥青混合料,开展了半圆弯曲断裂(SCB)试验,研究了不同浓度NaCl溶液侵蚀下的煤矸石粉/聚酯纤维沥青混合料抗弯性能的衰变规律.结果表明:沥青混合料的抗弯强度随着NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低;掺加适量聚酯纤维和煤矸石粉对沥青混合料的抗弯性能有显著提高,在聚酯纤维掺量为04%和煤矸石粉替代率为50%时,沥青混合料的抗侵蚀能力最佳;沥青混合料的极限拉应力与超声波波速具有较好的相关性;可以用侵蚀损伤因子B来评价沥青混合料的抗侵蚀能力,并且随着B的增大,沥青混合料的损伤程度也加重.

    • 溶剂型冷补沥青及混合料的性能评价

      2020, 23(5):1177-1183. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005025

      摘要 (237) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:用乙烯基类硅氧烷、不饱和脂肪酸和醇类润湿剂等基础材料合成了冷补沥青添加剂,同时以柴油为稀释剂对基质沥青进行改性,设计制备了溶剂型冷补沥青(SCPA),并根据黏度和黏附性测试确定了SCPA的配方;基于溶剂型冷补沥青混合料(SCPAM)设计及相关技术性能试验,设计评价了冷补沥青添加剂的改善效果.结果表明:SCPAM宜采用较粗的矿料级配;掺加冷补沥青添加剂后,SCPA的温度稳定性提升,与集料的黏附性明显改善,SCPAM的拉伸强度与黏聚性明显提高;建议SCPA配方为m(基质沥青)∶m(柴油)∶m(冷补沥青添加剂)=(73~77)∶(20~24)∶3,SCPAM的沥青用量为47%~50%.

    • SBS改性沥青的复合老化机理

      2020, 23(5):1183-1191. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005026

      摘要 (313) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过考察沥青的纳米微观形貌、化学官能团和宏观力学指标,研究了复合老化条件下苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的老化规律和机理.结果表明:复合紫外(UV)老化对SBS改性沥青的影响远大于短期老化,且复合UV老化对低温性能的影响更大;复合老化引起沥青“蜂形结构”数目和面积发生改变,复合老化后SBS改性沥青微观表面的杨氏模量和黏附力发生显著变化;复合老化后SBS改性沥青红外光谱中966、1376、1601cm-1处的基团发生了明显变化.

    • 钢管混凝土格构式风电平面塔架的行为参数分析

      2020, 23(5):1192-1199. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005027

      摘要 (246) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究钢管混凝土格构式风电平面塔架在地震作用下的破坏机理和受力性能,对平面塔架进行了低周反复试验,对其滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线进行了分析,采用Abaqus有限元软件进行验证并对参数管径比和壁厚比进行了拓展分析.结果表明:TJ1和TJ3破坏模式为强度破坏,TJ2破坏模式为失稳破坏;较高管径比和壁厚比试件的滞回曲线面积更大,耗能能力更强;提高壁厚比可以有效提高试件承载能力和初始刚度,减缓试件刚度退化速度;管径比b≤042或壁厚比t≤125时,试件屈服位移、峰值荷载、极限位移增长速度较快,而在管径比b>042或壁厚比t>125时提高的幅度较小.

    • 相变封装盒的实用效果研究

      2020, 23(5):1200-1205. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005028

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

      摘要:将相变封装盒嵌入平房的火墙内,采用正常使用情况下的间歇性供热方式对火墙进行加热,利用TRMWD120温度测试系统和Testo8752i红外热像仪对室内温度进行全程监控,研究相变封装盒的数量、盒中铜网的数量以及加热时间等因素对其储热调温效果的影响.结果表明:相变封装盒数量的增加和加热时间的延长均能使相变封装盒在加热阶段吸收的热量增加,防止室内温度过快上升.并且在加热停止后相变封装盒释放的热量增加,从而减缓室内温度降低的速率,延长了20℃以上温度平台的持续时间,提高了环境的舒适度和供暖效率,并提高温度上升的幅度.

    • 聚合物对3D打印建筑砂浆流变性能的影响

      2020, 23(5):1206-1211. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005029

      摘要 (313) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了聚合物在不同剪切速率下对3D打印建筑砂浆表观黏度的影响,同时还对3D打印建筑砂浆的触变性、屈服应力和塑性黏度进行了研究.结果表明:单掺保塑剂(HMC)会对3D打印建筑砂浆的表观黏度、触变性、塑性黏度和屈服应力产生较大的影响;HMC与塑化剂(KHC)复掺、乳胶粉(FX)与KHC复掺以及HMC、KHC、FX复掺具有很好的协同效应;复掺HMC、KHC、FX的砂浆在适当掺量下,可取得良好的3D打印性能.

    • 风积砂混凝土基本力学性能及影响机理

      2020, 23(5):1212-1221. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005030

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

      摘要:以不同质量分数风积砂代替河砂配制风积砂混凝土,研究其基本力学性能和影响机理.用核磁共振(NMR)技术、CT切片法和扫描电子显微镜(SEM)分析混凝土内部孔隙演变特征、受荷面的初始损伤、界面过度区(ITZ)结构形态及水化产物微观形貌.基于美国ACI经验模型,构建了考虑砂子细度模数或者比表面积变化的抗压强度预测模型.结果表明:当风积砂掺量为20%时,混凝土力学性能最优;适量风积砂改善混凝土抗压强度的机理在于其优化了颗粒级配,改善了混凝土内部孔径分布范围及ITZ结构,减小了受荷面的初始损伤;建立的抗压强度预测模型与试验结果吻合度较高.

    • 橡胶粉对聚丙烯纤维混凝土力学性能和微观结构的影响

      2020, 23(5):1222-1229. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005031

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

      摘要:为研究橡胶粉对聚丙烯纤维混凝土(PFC)力学性能和微观结构的影响,通过轴心抗压试验、自由衰减振动试验和扫描电子显微镜(SEM),对比了PFC抗压强度、泊松比、弹性模量、阻尼比等性能指标,分析了橡胶粉对PFC界面以及微观形貌的影响.结果表明:随着橡胶粉的掺入,PFC抗压强度降低,峰值应变增大,弹性模量减小,棱柱体轴心抗压强度与立方体抗压强度的平均比值为090;弹性阶段PFC泊松比介于018~022之间;橡胶粉的掺入提高了PFC的阻尼性能,且在聚丙烯纤维掺量为15%时提高最显著;橡胶粉的填充行为和本身的黏弹性行为,可以改善PFC内部孔隙结构,提高骨料界面之间的摩擦损耗,能有效提高PFC的阻尼性能.

    • 装配式ECP复合墙体热工性能有限元分析

      2020, 23(5):1230-1237. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005032

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

      摘要:为探究装配式中空挤出成型纤维水泥(ECP)墙板的热工性能,以3种钢柱形式和5种墙体保温材料类型为参数,建立了15种ECP复合墙体的有限元模型,并根据模拟结果分析各参数对于ECP复合墙体热工性能的影响;同时在模型分析基础上模拟了钢柱热桥处采取外保温措施、外保温层厚度取0~50mm时的墙体内表面温度分布情况.结果表明:ECP复合墙体传热系数为0226~0319W/(m2·K),低于JGJ 26—2018《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》对于寒冷地区外墙传热系数的限值035W/(m2·K);对钢柱热桥部位采用外保温措施时,ECP复合墙体内表面温度升高,热桥影响范围减小,保温隔热性能显著提高.

    • 历史夯土建筑改性土抹面加固材料的试验研究

      2020, 23(5):1238-1245. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005033

      摘要 (199) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以中国西北地区某实际工程为背景,素土为原料,P·O 425水泥、PVA纤维、聚合物(冷溶PVA)、土壤固化剂等为改性掺和料,按照不同掺入比分组制作试块,并对各组试块进行抗压强度、抗折强度、劈拉强度等力学性能测试及耐水性、耐盐蚀、抗冻融、抗紫外线老化等耐久性测试.结果表明:按照质量分数分别为86875%素土、0125%液体土壤固化剂、3000%聚合物、10000%水泥,以及体积分数为10%的PVA纤维(长度12mm、直径20μm)进行配比的纤维复合改性土,其力学性能和耐久性最佳.

    • 石墨烯橡胶复合改性沥青流变性能及微观性能

      2020, 23(5):1246-1251. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005034

      摘要 (329) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高橡胶改性沥青的流变性能,采用动态剪切流变(DSR)试验,对石墨烯掺量不同的石墨烯橡胶复合改性沥青宏观力学性能变化规律进行研究,并结合电动荧光显微镜(EFM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR),探究石墨烯橡胶复合改性沥青微观结构组成的变化规律.结果表明:与橡胶改性沥青相比,添加石墨烯的橡胶改性沥青具有更高的弹性恢复能力和抗变形能力,其流变性能有所提高;石墨烯橡胶复合改性沥青的荧光显微相态分布均匀且呈连续形貌,说明其存储稳定性和相容性得到了提升;石墨烯橡胶复合改性沥青中芳环CC含量相对增加,说明其力学性能有所提高.

    • 里氏硬度法评估套筒灌浆料抗压强度

      2020, 23(5):1252-1258. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202005035

      摘要 (249) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究装配式建筑中钢筋套筒连接灌浆料强度的无损检测技术,设计制作了4组套筒灌浆料试件,测试了其表面里氏硬度和抗压强度.结果表明:套筒灌浆料标准试件的表面里氏硬度服从正态分布,2次测试和对称侧面测试的结果具有重复性;采用剔除2个最大值和2个最小值的方法处理数据,套筒灌浆料表面里氏硬度离散性显著减小,偏差在±20HL;套筒灌浆料表面里氏硬度与其抗压强度具有显著相关性,采用指数回归拟合的综合效果最好.

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