• 2021年第24卷第2期文章目次
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    • 水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度与其屈服应力关系

      2021, 24(2):231-237. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102001

      摘要 (598) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过所测定的颗粒堆积密度和总比表面积,计算了水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度,研究了水膜厚度随这两者变化的规律;采用旋转黏度计测定浆体屈服应力,同时基于BP神经网络建立了水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度与浆体屈服应力之间的关系模型。结果表明:水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度随颗粒堆积密度与总比表面积比值的增大而增大;水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度的变化与堆积密度和总比表面积的相对增加速率Δ显著相关,堆积密度增加速率大于颗粒总比表面积增加速率时(Δ>0),水膜厚度增大,反之水膜厚度减小;浆体屈服应力模型计算值与测定值的Peasron相关系数为0955,表明该模型的精确度较高.

    • 石油焦脱硫灰渣制备高贝利特硫铝酸盐水泥及性能评价

      2021, 24(2):237-246. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102002

      摘要 (322) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用石油焦脱硫灰渣、粉煤灰、电石渣和低品位铝矾土制备含CaSO4的固废基高贝利特硫铝酸盐水泥(GFHBSAC),采用宏观测试与微观结构分析(X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜)相结合的方法,研究了水泥的矿物组成与性能,验证了生料配比和水泥制备方法的合理性,对比分析了GFHBSAC与市售425级普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥以及高贝利特硫铝酸盐水泥的物理性能、力学性能、水化性能和耐久性能,并进一步评估了GFHBSAC的经济效益和环境效益.结果表明:在烧结温度1300℃、保温30min和风冷条件下一次烧成含CaSO4的GFHBSAC完全可行;GFHBSAC熟料无需外掺石膏即可制备出力学性能、水化热、干缩性能和抗硫酸盐侵蚀性能优良的425级水泥;固体废弃物利用率接近85%,可以有效节约石灰石和石膏等天然资源,减少CO2排放,并促进石油焦脱硫灰渣等固体废弃物的减量化消纳.

    • 甲基硅酸钠对脱硫石膏砌块耐水性能的影响

      2021, 24(2):247-254. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102003

      摘要 (332) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用扫描电镜、红外光谱分析等手段,研究了甲基硅酸钠掺量对脱硫石膏砌块耐水性能的影响.结果表明:当甲基硅酸钠掺量为02%~14%时,随着掺量的增大,脱硫石膏砌块强度先增后减,表面接触角不断增大,吸水率不断降低,软化系数稳定增长;与纯脱硫石膏砌块相比,甲基硅酸钠掺量为10%的脱硫石膏砌块强度变化不大,但吸水率降至7%、软化系数达到085;甲基硅酸钠在砌块表面和孔壁形成的疏水性薄膜导致砌块吸水率降低、软化系数提高;掺入甲基硅酸钠会改变二水石膏晶体形貌和脱硫石膏砌块的微观结构,从而影响砌块强度.

    • 胶凝砂砾石材料的细观滞回模型

      2021, 24(2):254-259. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102004

      摘要 (312) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为充分认识胶凝砂砾石(CSG)材料的动力学特性,更好地揭示其动态本构关系,基于经典PreisachMayergoyz(PM)细观滞回模型,结合CSG材料的非线性滞后特性,计入塑性残余应变和循环次数的影响,建立了CSG材料的细观滞回模型.将改进后的模型与试验滞回曲线进行对比分析后可知,该模型不仅可以反映CSG材料在循环荷载下的非线性滞后特征,还可以预测循环荷载下CSG材料的疲劳寿命.

    • 火灾下纤维自密实混凝土的爆裂行为预测

      2021, 24(2):260-268. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102005

      摘要 (260) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于蒸汽压力爆裂理论,采用多相多孔介质一维模型对自密实混凝土(SCC)和纤维自密实混凝土(FRSCC)内部蒸汽压力进行了预测,并对由蒸汽压力引起的混凝土爆裂行为进行了分析.为了验证模型的有效性,开展了SCC和FRSCC火灾作用下内部蒸汽压力的测试试验,分析了钢纤维、细聚丙烯(PP)纤维、粗PP纤维以及混杂纤维对SCC内部蒸汽压力时间温度关系的影响规律.结果表明:纤维的掺入降低了SCC内部的蒸汽压力,延长了峰值蒸汽压力出现的时间,降低了峰值蒸汽压力对应的温度;细PP纤维对SCC内部蒸汽压力的降低效果优于粗PP纤维,相比于PP纤维掺量,PP纤维的根数对SCC内部蒸汽压力的影响更为显著;与单掺纤维相比,混杂纤维的掺入进一步降低了SCC内部的蒸汽压力;通过与试验结果的对比发现,多相多孔介质一维模型可以较好地预测SCC和FRSCC火灾作用下内部蒸汽压力发展过程和高温爆裂行为.

    • 钢聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土性能

      2021, 24(2):268-276. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102006

      摘要 (256) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用钢纤维和聚丙烯纤维对自密实轻骨料混凝土进行改性,完成了1组无纤维自密实轻骨料混凝土及4组钢聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土的工作性能、力学性能及微观结构的试验研究,从宏观与微观2个尺度系统分析了钢聚丙烯混杂纤维的增强增韧机理.结果表明:5组自密实轻骨料混凝土均具有良好的流动性、黏聚性和间隙通过性,可满足自密实混凝土工作性要求;钢纤维与聚丙烯纤维可在不同结构层次和受荷阶段发挥阻裂作用,产生正协同效应,显著提高自密实轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;骨料基体界面区的密实度随养护龄期延长而明显提高,而纤维与基体间存在微细孔隙,界面区结构较为松散.

    • 钢纤维对UHPC拉伸性能及其拔出行为的影响

      2021, 24(2):276-282. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102007

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

      摘要:采用单轴拉伸试验和单丝拉拔试验探究了钢纤维形状、长度与直径对超高性能混凝土(UHPC)拉伸性能及钢纤维拔出行为的影响,并结合部分单丝拉拔试验样品的钢纤维表面形貌和钢纤维基体界面的扫描电子显微镜(SEM)观察结果,对前述影响进行了合理解释.结果表明:掺有端钩型钢纤维的UHPC拉伸性能和钢纤维单丝拉拔性能普遍优于同直径同长度的平直型钢纤维,端钩型钢纤维的锚固力是导致其拉伸全应力应变曲线出现“屈服段”和拉拔载荷位移曲线出现平台期的原因;无论平直型还是端钩型钢纤维,当钢纤维直径相同时,UHPC的初裂强度随钢纤维长度增加而呈先增大后减小趋势,当钢纤维长度为16mm时获得最优UHPC拉伸性能与钢纤维单丝拉拔性能;随着钢纤维直径的增加,掺有相同长度端钩型钢纤维的UHPC拉伸性能与钢纤维单丝拉拔性能逐渐变差,原因在于随着钢纤维直径的增加,钢纤维基体界面出现泌水,导致混凝土局部孔隙增多,结构疏松.

    • 全珊瑚海水混凝土冲击压缩性能试验研究与数值模拟

      2021, 24(2):283-290. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102008

      摘要 (264) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用直径为75mm的霍普金森压杆对强度等级为C30和C50的全珊瑚海水混凝土(CASC)以及剑麻纤维增强全珊瑚海水混凝土(SFCASC)进行了冲击压缩试验,并使用LSDYNA软件对CASC的冲击性能进行了模拟.结果表明:CASC与SFCASC的动态增强因子DIF与应变率ε·s、立方体抗压强度fcu有关,建立了DIF关于ε·s与fcu的二元函数模型;通过试件的破坏形态分析可知剑麻纤维能够有效增强CASC的抗冲击性能,当应变率为524s-1时,CASCC50试件破坏较为严重,而SFCASCC50试件在应变率为569s-1时仍能保持完整的形态,只在边缘处出现少量裂缝;采用LSDYNA软件对CASC50的冲击压缩过程进行数值模拟,通过试验数据确定了HJC模型参数,模拟的动态抗压强度与试验值的误差在10%~49%,模拟动态临界应变与试验值的误差在43%~183%.

    • 压痕点数及解卷积法对水泥纳米压痕试验的影响

      2021, 24(2):291-296. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102009

      摘要 (337) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用K均值法与高斯混合模型对水泥净浆不同压痕点数的纳米压痕数据进行解卷积处理.结果发现:压痕点数对解卷积结果存在影响,100个压痕点数下2种解卷积方法得到的结果均较为离散,但225及以上压痕点数的解卷积结果相似度较好;K均值法虽依赖初值参数的选择,但其对数据的处理结果与高斯混合模型的拟合结果相近,因此可作为高斯混合模型的一种检验方法.

    • 钢筋对混凝土中氯离子扩散的阻挡效应预测模型

      2021, 24(2):296-304. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102010

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

      摘要:为了从细观本质上定量分析钢筋对混凝土中氯离子扩散的影响程度,通过开展人工模拟海洋潮汐环境干湿交替作用下混凝土和钢筋混凝土试件中氯离子自然扩散室内物理试验,得到不同扩散时间下试件中氯离子的含量分布.在此基础上,基于细观图像技术定量研究了钢筋间接阻挡效应对氯离子扩散系数的影响.以Fick第二扩散定律误差函数解析解为基础,通过引入钢筋的间接和直接阻挡效应系数来对其进行修正,建立了考虑钢筋阻挡效应的混凝土中氯离子含量预测模型.模型预测值与试验实测值吻合良好,验证了预测模型的正确性.

    • 基于Weibull分布的钢筋混凝土通电加速可靠性评估

      2021, 24(2):304-312. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102011

      摘要 (218) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将3种强度等级的钢筋混凝土棱柱体置于盐渍土中进行恒电流通电加速试验,定期利用电化学工作站进行无损检测,选择Weibull分布进行可靠性建模,采用中位秩法、查表法和极大似然法对形状参数与尺度参数进行估计.结果表明:在盐渍土通电加速环境下,可靠度曲线表现出三阶段变化特点,失效率初期较小而后期急剧增大;3类参数估计方法中,尺度参数值受参数估计方法影响小,而形状参数值受参数估计方法影响较大,其中中位秩法所得形状参数值偏大,而查表法所得形状参数值偏小,极大似然法所得形状参数值则介于两者之间;4种中位秩法所得形状参数估计值差异较大,而4种极大似然法所得形状参数估计值则非常相近;极大似然法的4种数值求解方法中,对分法和简单迭代法需要的迭代次数较多,而牛顿割线法和斯蒂芬森迭代法的迭代效率较高;强度等级越高,钢筋混凝土密度极值越小,失效时间越长,失效率越小.

    • 改性材料对生土砌块湿热性能的影响

      2021, 24(2):313-318. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102012

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

      摘要:采用动态试验法和稳态平板法,研究了改性材料对生土砌块吸湿性能和导热系数的影响.结果表明:生土砌块的初始吸湿率、平衡含湿量和60h吸湿率均随着相对湿度的增加而增加;当相对湿度为40%和60%时,复合改性生土砌块的平衡含湿量均大于石灰改性和水泥改性生土砌块;生土砌块的导热系数随着平衡含湿量的增加而增加;石灰改性和复合改性生土砌块的平衡含湿量、导热系数和干密度随着石灰掺量和纤维掺量的增加而降低;水泥改性生土砌块平衡含湿量随着水泥掺量的增加而降低,与导热系数和干密度的变化趋势相反.

    • 钢渣微粉对重金属污染土壤的修复及机理研究

      2021, 24(2):318-322. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102013

      摘要 (275) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将转炉滚筒钢渣微粉(简称钢渣微粉)与重金属污染土壤混合,制备得到土壤修复体.利用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对土壤修复体样品进行分析测试,以探讨钢渣微粉对重金属污染土壤的修复机理.结果表明:钢渣微粉对重金属污染土壤中的Cd2+、Cu2+、Pb2+、Ni2+和Zn2+具有较好的修复效果,最佳修复时间为3~7d;前期(1~3d),土壤修复体中的碱度较高,通过离子交换加速形成Cu(OH)2·2H2O、Ni(OH)2·2H2O和Zn(OH)2,该阶段离子交换占主导地位;中期(3~14d),随着钢渣微粉中的Ca2SiO4水化加速,形成含水硅酸钙(CSH),SiO4-4开始与Ni2+、Zn2+发生反应,此时离子交换和凝胶固化同时起作用;后期(14~28d),钢渣微粉中的Ca2SiO4继续水化,形成大量CSH,SiO4-4与Ni2+、Zn2+反应成为主导,该阶段凝胶固化占主导地位,土壤修复体中OH-浓度下降,水化较多的Ca2SiO4与Cd2+、Ni2+、Zn2+固化生成Cd2SiO4、Ni2SiO4、Zn2SiO4.

    • 高强预压锚固技术抗拔力提升效应

      2021, 24(2):323-332. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102014

      摘要 (180) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种以大掺量膨胀锚固体作为锚固体的新型自膨胀高强预压锚固技术,阐明了其工作原理.研发了能消除CT伪影、获取极大膨胀应力(大于35MPa)、精确定位扫描的高强预压锚固体系测试装置及方法,并结合分圈层定量CT图像解析技术,建立了以膨胀剂掺量及临空面距离为变量的CT值预测公式.对自膨胀锚固体及锚固体外土体进行了对比试验,以CT值、径向和环向膨胀应力、体应变为主要表征量,分别得到了其CT值随膨胀压力的线性变化规律、膨胀力径向和环向空间演化规律、体应变随圈层变化规律,定量阐明了锚固体外土体从内圈层到外圈层密实度呈线性降低,而大直径锚固体线性增加的力学机理;揭示了高强预压锚固体系中自膨胀作用引发的密实度和正应力的增大对锚固体抗拔力提升的贡献.

    • 阻燃聚合物改性水泥基复合板材的防火性能

      2021, 24(2):333-338. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102015

      摘要 (259) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过热重分析、差示扫描量热分析和傅里叶变换红外光谱分析,表征了阻燃聚合物的发泡过程,并对其产物进行了细观层面的定性和定量分析;通过单面明火高温试验,从宏观层面揭示了应用不同形状的阻燃聚合物改性水泥基复合板材的防火隔热效果.结果表明:阻燃聚合物在高温下存在3个明显的失重过程,且发泡产物具有蜂窝状的炭化结构;在明火条件下,不同形状的阻燃聚合物通过熔融、聚合和发泡等过程,能够延长水泥基复合板材的“温升平台”,在一定程度上降低热量以热传导方式向结构内部传递的速率,且发泡产物能够溢出并覆盖结构受火面,充分发挥了隧道衬砌结构自身的防火能力.

    • 固化剂对室温胶黏CFRP板/钢板界面性能的影响

      2021, 24(2):339-347. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102016

      摘要 (205) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于自研的纳米SiO2环氧树脂胶黏剂配比,制作了室温固化的21个胶黏剂拉伸试件、20个碳纤维增强复合材料(CFRP)板/钢板双搭接接头试件,进行了胶黏剂拉伸力学指标及搭接试件承载能力、有效黏结长度、传力模式和黏结滑移本构等试验研究,得到了固化剂种类及掺量对搭接试件界面黏结性能的影响规律.结果表明:固化剂种类和掺量不同的7种胶黏剂的拉伸强度依次为GY34(基于缩氨105和聚醚氨D230按质量比1∶2复配的胶黏剂)>GY35(基于聚醚氨D230的胶黏剂)>GY31(基于缩氨105的胶黏剂)>GY2(基于改进酚醛胺GR07的胶黏剂)>GY33(缩氨105和聚醚氨D230按质量比1∶1复配的胶黏剂)>GY1(基于芳香氨BD11的胶黏剂)>GY32(基于缩氨105和聚醚氨D230按质量比2∶1复配的胶黏剂);搭接试件的抗剪承载力依次为GY34S>GY31S>GY35S>GY2S>GY33S>GY1S>GY32S;GY31S、GY35S、GY34S的破坏模式为CFRP板层离,其界面胶层黏结强度大于CFRP板内层间剪切强度;各CFRP板/钢板搭接接头有效黏结长度为50~80mm;4种采用单一固化剂粘接的搭接试件的黏结滑移曲线均为双线性三角形模型;采用GY34粘接的搭接试件的黏结滑移曲线为三线性直角梯形,界面韧性能得到提升.

    • 石墨烯/环氧涂层钢筋与混凝土的黏结性能

      2021, 24(2):348-354. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102017

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

      摘要:选取4种直径(14 、18 、22 、25mm)、4种涂层(3种石墨烯/环氧涂层、1种无涂层)的钢筋制作钢筋混凝土中心拉拔试件,研究涂层中石墨烯掺量对钢筋混凝土黏结性能的影响.结果表明:涂层钢筋与混凝土间的黏结性能比普通无涂层钢筋试件差;涂层钢筋混凝土与无涂层钢筋混凝土的极限黏结强度之比随着钢筋直径的增加而减小;石墨烯掺量对涂层钢筋与混凝土的黏结性能影响很小;钢筋直径为14mm的2组试件发生拔出破坏,其余各组试件均发生劈裂破坏.在实际工程中,石墨烯/环氧涂层钢筋可依据普通环氧涂层钢筋的规范加以应用.

    • 高模量改性剂的作用机理及应用研究

      2021, 24(2):355-361. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102018

      摘要 (228) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以70#石油沥青、SBS改性沥青和高模量改性沥青为研究对象,通过流变试验,定量研究了高模量改性剂掺量对沥青黏弹特性的影响,并与SBS改性沥青进行了对比分析,结合荧光显微试验,研究了高模量改性剂的改性机理;基于车辙试验和动态模量试验,分析比较了高模量改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料在路用性能方面的差异.结果表明:高模量改性剂在改善基质沥青的高温性能和黏弹性能方面具有良好的效果,其掺量为667%时改性效果优于SBS改性沥青;高模量改性剂颗粒可以在沥青中溶胀发育,形成聚合物链接,改善了沥青的黏弹特性;与SBS改性沥青混合料相比,高模量改性沥青混合料的抵御变形能力更好,在高温地区的使用性能优越.

    • 紫外吸收剂插层蒙脱土对沥青老化性能的影响

      2021, 24(2):362-369. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102019

      摘要 (260) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用有机插层剂对钠基蒙脱土进行有机化处理,得到有机蒙脱土(OMMT),分别将其与不同类型的紫外吸收剂(UVA)进行复合插层,制备得到UVA插层OMMT,并通过X射线衍射试验对UVA插层OMMT的结构进行了表征;同时通过熔融共混法,制备了UVA插层OMMT改性沥青,并采用常规性能试验、薄膜烘箱老化试验和紫外光(UV)老化试验,研究了UVA插层OMMT改性沥青的物理性能、耐热氧老化性能和耐UV老化性能,评价了不同类型UVA插层OMMT对沥青耐老化性能的影响.结果表明:不同类型UVA插层OMMT对沥青的耐热氧老化性能和耐UV老化性能均具有改善作用,其中UV328插层OMMT改性沥青和UV326插层OMMT改性沥青的耐老化性能较优,原因一是OMMT的片层结构阻止了热和氧向沥青内部扩散,原因二是UV328插层OMMT和UV326插层OMMT具有较大的插层率,从而增强了UVA插层OMMT对紫外光屏蔽与吸收的协同作用.

    • 高性能改性沥青的弹性恢复试验条件研究

      2021, 24(2):370-377. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102020

      摘要 (241) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过探索并优化弹性恢复的试验条件来有效评价高性能改性沥青的路用性能.结果表明:改变高性能改性沥青的恢复时间或拉伸长度,沥青区分度增加均不明显;改变试验温度,沥青区分度较好;在25℃的标准试验温度下,沥青弹性恢复率受SBS掺量的影响很小;在5℃的试验温度下,沥青弹性恢复率受SBS掺量的影响较为明显,沥青区分度好,且与重复蠕变恢复试验结果具有很好的一致性.因此建议在评价高性能改性沥青性能时,采用5℃弹性恢复率这一指标.

    • 不同改性剂对沥青黏结及抗水损害性能的影响

      2021, 24(2):377-384. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102021

      摘要 (222) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用拉拔试验(BBS试验),研究了5种道路常用改性剂(SBS、橡胶颗粒、TB胶粉、岩沥青、多聚磷酸)及其掺量对沥青内聚性能和黏附性能的影响,并在此基础上进行了5种改性沥青混合料的肯塔堡飞散试验和浸水汉堡车辙试验.结果表明:SBS改性剂会阻碍沥青与集料表面的黏附,但能够提高沥青的内聚性能,延长沥青的荷载承受能力;橡胶颗粒和TB胶粉均会造成沥青内聚性能和黏附性能的下降,岩沥青能够显著提高沥青的内聚性能和黏附性能,多聚磷酸则会明显降低沥青的水敏感性、改善其黏附性能;不同改性沥青混合料抗松散性能和抗水损害性能的排序为:20%岩沥青改性沥青混合料>45%SBS改性沥青混合料>04%多聚磷酸改性沥青混合料>基质沥青混合料>15%橡胶沥青混合料>20%TB胶粉沥青混合料.

    • PVP修饰石墨烯对SBS改性沥青流变性能的影响

      2021, 24(2):385-392. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102022

      摘要 (196) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究经聚乙烯吡咯烷酮(PVP)处理后的石墨烯对SBS改性沥青流变性能的影响,通过高速剪切机在SBS改性沥青中掺入PVP修饰石墨烯,制备了石墨烯SBS复合改性沥青,并采用动态剪切流变仪、温度扫描和线性振幅扫描试验,对复合改性沥青流变性能及抗疲劳性能变化规律进行研究,同时结合弯曲梁流变仪试验探索了复合改性沥青低温抗裂性的变化规律.试验结果表明:PVP修饰石墨烯的掺入能够有效改善SBS改性沥青在高温条件下的抗变形、弹性恢复能力以及抗疲劳性能;PVP修饰石墨烯的掺入对复合改性沥青的低温抗裂性能存在负面影响,但影响不明显.

    • 长期老化对沥青表面能及其与集料黏附性的影响

      2021, 24(2):393-398. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102023

      摘要 (185) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究长期老化对沥青表面能及其与集料黏附性的影响,选取基质沥青(BA)、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青(SBSMA)、橡胶沥青(RA)、高黏沥青(HVA)4种沥青和石灰岩、玄武岩、辉绿岩3种岩性集料,通过接触角试验和表面能理论计算,分析了长期老化前后不同类型沥青的表面能及其与不同集料的黏附功变化情况.结果表明:长期老化增大了沥青与水的接触角,提高了沥青的疏水性能,老化前后其接触角大小为BA>SBSMA>RA>HVA;长期老化降低了沥青的表面能及其与集料的黏附性,老化前后其表面能和黏附功大小为HVA>RA>SBSMA>BA;长期老化后,BA、SBSMA、RA、HVA的表面能分别降低了198%、743%、647%、322%,除BA黏附功变化不大外,SBSMA、RA、HVA的黏附功平均降低了371%、313%、201%,长期老化对SBS改性沥青的影响最为明显.

    • 水分在沥青膜中的扩散特征

      2021, 24(2):399-404. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102024

      摘要 (279) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究水分在沥青膜中的扩散特性以及水分扩散行为参数与沥青组分间的关系,用重量法测定了沥青膜在不同浸水时间下的吸湿曲线,并分别基于Fick、Langmuir扩散模型对其吸湿曲线进行拟合,分析了水分扩散行为参数与沥青组分间的相关性.结果表明:水分在沥青膜中存在自由态和结合态2种形态,其扩散行为符合Langmuir扩散模型;浸水初期沥青膜中的水分扩散以吸收自由态水分为主,随着浸水时间的延长,沥青膜中结合态水分逐渐增加而后趋于饱和;沥青膜饱和吸水率、水分吸附系数与沥青质含量呈正相关关系,吸附系数与解吸附系数之比与沥青膜饱和吸水率呈较强的线性关系.

    • 基于连续介质损伤力学的坑蚀钢筋高周疲劳寿命与损伤分析

      2021, 24(2):405-412. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102025

      摘要 (184) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以实测HRB400钢筋的疲劳损伤模型参数为基础,结合加速锈蚀钢筋蚀坑形貌和疲劳试验结果,通过二次开发在Abaqus平台上实现了坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测和损伤过程分析.结果表明:坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测结果与试验值吻合较好;坑蚀钢筋蚀坑处存在应力集中,疲劳损伤主要集中在蚀坑底部附近,疲劳前期和中期损伤发展缓慢,疲劳后期疲劳损伤迅速累积;坑蚀钢筋弹性模量随循环加载次数的增加而降低;坑蚀钢筋蚀坑底部的应力在疲劳后期迅速降至较低值,并向周边转移,应力重新分布.

    • 矿物掺合料与化学外加剂对3D打印砂浆性能的影响

      2021, 24(2):412-418. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102026

      摘要 (194) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了矿物掺合料与化学外加剂对3D打印砂浆流变性能、凝结时间及打印性能的影响.结果表明:复掺矿粉与硅灰可显著改善打印砂浆的流变性能,延长打印砂浆的可操作时间,提高打印砂浆的打印性能;随着减水剂掺量的增加,打印砂浆的黏度、屈服应力及触变性均逐渐降低,凝结时间延长,减水剂掺量过低或过高均会对打印砂浆的打印性能产生不利影响;掺加适量缓凝剂可降低打印砂浆的黏度和屈服应力,改善其挤出性;随着石膏掺量的增加,打印砂浆的表观黏度、屈服应力、触变性及有效打印高度均呈现先降后增趋势,而挤出性变化规律与之相反.

    • 微生物发泡剂发泡机制及在泡沫混凝土中的应用

      2021, 24(2):419-426. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102027

      摘要 (157) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以酵母菌为原材料制备微生物发泡剂,揭示微生物发泡剂的发泡机制,并针对不同发泡机制,分别采用混合搅拌法和预制泡混合法制备泡沫混凝土,研究了混泡工艺对泡沫混凝土物理力学性能和微观结构的影响.结果表明:微生物发泡剂既可以利用酵母菌的发酵作用产生CO2形成泡沫,还可以利用酵母菌的自身生化反应降低发泡剂溶液的表面张力,在外力作用下引入空气进行发泡;采用混合搅拌法制备的泡沫混凝土干密度为1560kg/m3,抗压强度为33MPa,试样孔径分布均匀且等效孔径相对较小,为880μm,但酵母菌产生的CO2与水泥水化生成的氢氧化钙(CH)反应形成大量CaCO3,导致成型试件的抗压强度远低于行业标准要求;采用预制泡混合法制备的泡沫混凝土干密度为420kg/m3,抗压强度为11MPa,试样孔径分布较不均匀且等效孔径相对较大,为1080μm,但成型试件中含有大量水化硅酸钙(CSH),使得其抗压强度远高于行业标准要求.

    • 不同粒度粗粒的极限孔隙比和破碎特征

      2021, 24(2):427-432. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102028

      摘要 (227) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究以石英砂为主要成分的粗粒土压实过程,分别利用量筒倒转法和振动击实试验,测定了不同粒度粗粒的极限孔隙比,分析了极限孔隙比随粒径变化的规律;采用压实容量表征粗粒孔隙比变化范围,探究了压实容量与粒径的关系;开展了不同粒度粗粒和原料土的颗粒破碎特征试验,分析了击实过程中的颗粒破碎特征和演变过程.结果表明:粗粒最大孔隙比随着粒径的增大先快速减小后缓慢增大,最小孔隙比随着粒径的增大线性减小;粗粒土压实容量随着粒径的增大先减小后增大;粗粒土在击实过程中的颗粒破碎量随着粒径的增大线性增大;颗粒破碎使粗粒土向着级配连续的方向发展,粗粒土逐渐趋于均匀化.

    • 沥青混合料损伤愈合性能的多尺度评价

      2021, 24(2):432-439. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102029

      摘要 (238) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用宏观与细观相结合的方法评价了沥青混合料的损伤愈合性能,以半圆弯拉试验为基础,同时使用数字散斑相关法(DSCM)研究了老化程度、损伤度、愈合时间和愈合温度对沥青混合料损伤愈合性能的影响.结果表明:宏观与细观指标的变化规律表现出相似特征;随着老化程度的加深,苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料的损伤愈合性能逐渐变差,基质沥青混合料损伤愈合性能变化不明显,长期热老化后沥青混合料的愈合率与经过紫外复合老化后的沥青混合料接近;随着损伤度的加深,基质沥青混合料与SBS改性沥青混合料的损伤愈合性能明显降低,基质沥青混合料的损伤愈合性能优于SBS改性沥青混合料,SBS改性沥青混合料的损伤愈合性能受损伤度的影响更显著;愈合温度越高,愈合时间越长,沥青混合料的损伤愈合性能越好.

    • 无缝伸缩缝沥青胶结料高温性能指标区分评价

      2021, 24(2):440-446. DOI: 103969/j.issn.1007 9629202102030

      摘要 (212) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为优选无缝伸缩缝沥青胶结料类型,提高无缝伸缩缝弹塑体高温稳定性,对选用的3种无缝伸缩缝沥青胶结料分别开展沥青基本性能试验、动态剪切温度扫描试验和多应力蠕变恢复试验,采用软化点、车辙因子与相位角,以及蠕变恢复率和不可恢复蠕变柔度等指标来评价3种无缝伸缩缝沥青胶结料的高温性能,并进行一致性和区分度分析,最后结合沥青混合料车辙试验进行验证.试验结果表明:受弹塑体中沥青胶结料聚合物掺量高及其高延迟弹性恢复能力的影响,国内外现行关于无缝伸缩缝沥青胶结料规范采用的软化点、车辙因子等指标对无缝伸缩缝沥青胶结料高温性能评价的一致性存在偏差,而基于多应力蠕变恢复试验的黏弹特性指标具有较好的一致性,且区分度明显.因此推荐采用区分度和一致性更可靠的多应力蠕变恢复试验作为评价无缝伸缩缝沥青胶结料高温性能的关键控制指标.

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