• 2021年第24卷第6期文章目次
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    • 羟丙基甲基纤维素对3D打印砂浆性能的影响

      2021, 24(6):1123-1130. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.001

      摘要 (127) HTML (19) PDF 1.97 M (103) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过研究不同掺量羟丙基甲基纤维素(HPMC)对3D打印砂浆可打印性能、流变性能及力学性能的影响规律,探讨了HPMC的适宜掺量,并结合微观形貌分析其影响机理.结果表明:砂浆流动度随着HPMC掺量增加而降低,即可挤出性随着HPMC掺量增加而降低,但流动性保持能力提高,加入适宜掺量的HPMC后砂浆仍具有良好的可挤出性;自重下形状保留率、贯入阻力均随HPMC掺量增加而显著增加,即随HPMC掺量增加,可堆叠性提高,可打印时间延长;从流变学的角度来看,随着HPMC掺量的增加,浆体表观黏度、屈服应力和塑性黏度显著增大,可堆叠性提升;触变性随HPMC掺量增加而先增大后减小,可打印性能提升;HPMC掺量过高会引起砂浆孔隙率增大、强度下降,建议HPMC掺量不超过0.20%.

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    • 不同镁硅摩尔比下水化硅酸镁凝胶的微观结构

      2021, 24(6):1131-1138. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.002

      摘要 (72) HTML (8) PDF 1.16 M (86) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用X射线衍射技术(XRD)和29Si固体核磁共振(29Si SSNMR)技术,对不同镁硅摩尔比下氧化镁/硅灰(MgO/SF)试样的水化产物进行了微观结构和形成机理研究.结果表明:生成的水化硅酸镁凝胶(M-S-H)聚合度较高,结构复杂,M-S-H的形成离不开氢氧化镁(MH)的形成和解离,二者在Mg2+的争夺方面存在竞争关系;MgO/SF试样水化反应早期主要生成MH,后期主要生成M-S-H凝胶,龄期的延长有助于M-S-H的聚合,长龄期养护有利于Q1向Q2、Q2向Q3的转化;富镁条件促进了M-S-H的生成,长龄期下Mg2+起拆网作用,支链硅氧四面体含量增多;贫镁条件下试样中剩余大量SF未参与反应,长龄期下Mg2+起补网作用,用于构建层状硅酸盐骨架;M-S-H凝胶是以层状硅氧四面体为主体、包含端链和支链硅氧四面体的复杂非晶相无序结构.

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    • 高性能水泥基复合材料断裂性能

      2021, 24(6):1139-1145. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.003

      摘要 (75) HTML (16) PDF 2.86 M (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:对钢纤维体积分数为0%、1%和2%的高性能水泥基复合材料(HPCC)带预制裂缝梁试件进行了三点弯曲测试,通过荷载-裂缝嘴张开位移(F-CMOD)曲线系统分析了试件的弯曲强度、残余强度以及起裂韧度、失稳韧度、断裂能、脆性指数等,并对其断裂面形态进行了扫描电镜测试.结果表明:钢纤维体积分数对HPCC弯曲强度、残余强度影响显著,而对起裂韧度没有影响;掺钢纤维后HPCC失稳韧度增幅可达8倍以上,但钢纤维体积分数对HPCC失稳韧度提升具有一定的限值,约为1%;掺钢纤维后HPCC断裂能大幅提升,且随着钢纤维体积分数的增加而增加;掺钢纤维能有效降低HPCC脆性,但更高的钢纤维体积分数对HPCC脆性的降幅不显著;HPCC加载初期微裂纹的形成与扩展主要由基体自身性能决定,钢纤维失效经历了纤维与基体脱黏和剥离的过程,失效模式为钢纤维拔出,钢纤维并未发生断裂.

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    • 不同密度等级泡沫混凝土的单轴压缩破坏特征

      2021, 24(6):1146-1153. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.004

      摘要 (61) HTML (7) PDF 4.47 M (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同密度泡沫混凝土的压缩破坏特征,对密度为500~750 kg/m3的泡沫混凝土开展了不同加载速率下的单轴压缩试验,并采用数字图像相关(DIC)技术和声发射(AE)技术,获得了泡沫混凝土加载过程中的应变云图以及损伤演化特征.结果表明:随着密度的增大,泡沫混凝土的屈服应力、平台应力和能量吸收明显提高,荷载速率的影响更加明显;泡沫混凝土破坏时的裂缝数量减少,裂缝由垂直微裂纹转为带有倾斜角度的剪切型裂纹;声发射信号在峰前的活跃度增加,泡沫混凝土发生破坏时振铃计数突增现象更加集中;泡沫混凝土由延性破坏转变为脆性破坏.

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    • 基于图像统计的带预制缺陷混凝土破坏机理

      2021, 24(6):1154-1162. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.005

      摘要 (44) HTML (6) PDF 3.57 M (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用计算机断层扫描(CT)、声发射(AE)和数字图像处理(DIP)的建模方法,对含聚苯乙烯泡沫(EPS)颗粒的预制缺陷混凝土单轴加载破坏过程进行研究,分析了内部缺陷对裂缝扩展的影响,揭示裂缝扩展机理,并提出了缺陷混凝土结构细观建模方法.结果表明:裂缝首先出现在混凝土角部及距外部较近的宏观缺陷处,劈裂型裂缝对承载力影响严重,张开型裂缝多出现在水平投影最大的宏观缺陷处;通过CT扫描证实了采用聚苯乙烯泡沫颗粒预制缺陷方法的合理性,建立的模型能够准确描述缺陷混凝土的力学行为,验证了细观模拟与力学试验的一致性.

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    • 不同养护温度下蒸养混凝土断裂性能研究

      2021, 24(6):1163-1168. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.006

      摘要 (69) HTML (11) PDF 1.07 M (40) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同养护温度条件下蒸养混凝土断裂性能的变化规律,开展了养护温度为20、45、60、80、95 ℃的混凝土三点弯曲梁断裂试验.基于双K断裂理论,分析了不同养护温度下蒸养混凝土的断裂性能,探讨了高温养护条件下混凝土损伤因子与其断裂韧度损失率之间的关系.结果表明:45 ℃养护条件下与20 ℃养护条件下的混凝土力学性能和断裂性能基本相同;养护温度大于45 ℃后,随着养护温度升高,高温导致的热损伤效应增强,试件的起裂韧度、失稳断裂韧度、断裂能和特征长度均呈下降趋势;采用弹性模量或抗压强度定义的强度损伤因子与断裂韧度损失率具有较好的相关性.研究成果可为蒸养混凝土断裂参数研究提供依据.

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    • 冻融循环作用下BSFC的抗冻性及损伤模型

      2021, 24(6):1169-1178. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.007

      摘要 (50) HTML (6) PDF 1.30 M (50) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究玄武岩纤维-矿渣粉-粉煤灰混凝土(BSFC)的抗冻性能,进行了单轴抗压强度试验、劈裂抗拉试验、超声波检测试验和孔结构表征试验,分析了冻融前后BSFC的质量损失率、相对波速、相对抗压强度、相对劈裂抗拉强度的变化规律以及细观结构特征.同时,运用损伤力学对BSFC的冻融损伤进行多指标评价;采用分形维数计算BSFC的气孔结构分布分形维数,拟合得到玄武岩纤维的贡献率公式,建立了基于气孔结构分布分形维数和玄武岩纤维贡献率的冻融损伤模型.结果表明:随着冻融循环次数的增加,BSFC的质量损失率增大,纵波波速、抗压强度和劈裂抗拉强度下降;BSFC的孔结构劣化,大孔径孔数量增多,气孔结构分布分形维数降低;在相同冻融次数下,玄武岩纤维掺量为0.18%时BSFC的抗冻性好;BSFC的冻融损伤与气孔分布分形维数、玄武岩纤维贡献率之间回归效果显著,可以预测经历冻融循环后BSFC的损伤劣化.

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    • 基于CT技术的掺锂渣再生混凝土孔隙结构特征

      2021, 24(6):1179-1186. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.008

      摘要 (49) HTML (11) PDF 3.00 M (23) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用计算机层析成像(CT)技术对不同再生骨料(RCA)替代率与锂渣(LS)掺量再生混凝土试件的孔隙结构特征进行识别,基于计算机图像处理技术与三维(3D)建模提取并分析了二维(2D)/3D孔隙结构的特征参数,同时利用灰色关联理论探究孔隙结构特征参数对混凝土抗压强度的影响程度.结果表明:LS的加入可以优化再生混凝土的孔隙结构,促进内部结构致密化与孔隙分布均匀化;1~2 mm2孔隙表面积分布、平均密实度、平均球体度与抗压强度的灰色关联度均在0.85以上,表明孔隙结构参数与抗压强度关联性较好.

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    • 基于Abaqus模拟分层仿生梁的弯曲性能

      2021, 24(6):1187-1192. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.009

      摘要 (40) HTML (5) PDF 1.75 M (62) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现类似贝壳珍珠母的多级分层结构,利用Abaqus软件建立仿真模型,研究超高延性混凝土(UHDC)材料分层仿生组装后的性能,分析裂缝开展、承载能力、变形能力、应力分布和层间滑移等情况,并进行参数分析.结果表明:通过设计分隔/连接尺寸,可使分层仿生梁的主裂缝实现偏转和分叉,激发更多裂纹,但其变形不再符合平截面假定;分层仿生梁较整浇梁延性特征明显,在耗能能力和韧性方面有明显提升.

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    • 氨基酸改性耐泥聚羧酸减水剂的制备及其作用机理

      2021, 24(6):1193-1199. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.010

      摘要 (37) HTML (6) PDF 892.18 K (52) 评论 (0) 收藏

      摘要:将苯丙氨酸接枝到马来酸酐聚乙二醇酯末端,合成了氨基酸改性不饱和酸酯,并将其引入到聚羧酸减水剂(PCE)中,制备了耐泥PCE;研究了氨基酸改性不饱和酸酯、引发剂和链转移剂用量对水泥-蒙脱土净浆耐泥性能的影响,并结合蒙脱土吸附量、层间距和孔结构的变化,对耐泥PCE的作用机理进行了研究.结果表明:与普通PCE相比,采用耐泥PCE制备的水泥-蒙脱土净浆初始流动度增大18.6%,经时损失率从39.5%降低至13.7%;氨基酸改性不饱和酸酯有效降低了蒙脱土对PCE的吸附量,抑制了蒙脱土的插层吸附和表面吸附.

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    • 环氧树脂修复水泥基材料微裂缝的渗透机理

      2021, 24(6):1200-1207. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.011

      摘要 (42) HTML (5) PDF 2.14 M (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探明微胶囊芯材(环氧树脂)修复水泥基材料微裂缝的毛细渗透机理,采用光学接触角测量仪测量环氧树脂的接触角及表面张力,并用环境扫描电镜观察环氧树脂在水泥基材料裂缝表面的润湿效果,研究温度、裂缝宽度、环氧树脂种类等因素对环氧树脂渗透能力的影响,建立了毛细渗透理论模型,进行模拟渗透试验.结果表明:在20~50 ℃范围内,升高温度能降低环氧树脂黏度,增强环氧树脂在水泥基材料微裂缝中的毛细渗透能力;环氧树脂在窄裂缝(一般小于200 µm)中渗透时,初期可忽略其自身重力影响,渗透驱动力主要来源于毛细作用;在裂缝宽度为50~200 μm时,环氧树脂的毛细渗透能力与裂缝宽度成反比,宽度越小毛细作用越明显,毛细渗透能力越强;环氧树脂E-51的毛细渗透能力相比环氧树脂E-44增强约17.4%,荧光环氧树脂相比普通环氧树脂的毛细渗透能力降低5%~8%.

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    • 锈蚀钢绞线与混凝土的黏结性能

      2021, 24(6):1208-1215. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.012

      摘要 (32) HTML (5) PDF 3.08 M (37) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于湿盐砂环境下锈蚀钢绞线混凝土试件中心拔出试验,分析了钢绞线锈蚀率、黏结长度、箍筋及碳纤维增强聚合物(CFRP)条带加固对锈蚀钢绞线混凝土黏结-滑移曲线、黏结强度及失稳模式等黏结性能的影响.结果表明:CFRP条带及箍筋减少了混凝土劈裂破坏的发生;随着钢绞线锈蚀率的增大,黏结-滑移曲线由微上升滑移、微下降、强化及平稳下降四阶段转变为微上升滑移及快速下降两阶段;以锈蚀率1.50%为界,混凝土初始黏结强度及黏结强度随锈蚀率增大呈先增大后降低趋势,随黏结长度增大,初始黏结强度分布范围及最大黏结强度明显下降;建立了锈蚀钢绞线混凝土的归一化黏结强度计算式,计算值与试验值较吻合.

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    • 黏附砂浆含量对再生混凝土抗氯离子侵蚀性能影响

      2021, 24(6):1216-1223. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.013

      摘要 (36) HTML (2) PDF 2.68 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对再生粗骨料黏附砂浆含量高的特点,分析其含量变化与再生粗骨料性能的关系,研究全再生粗骨料混凝土在不同黏附砂浆含量下的抗氯离子侵蚀性能演化规律,界定再生粗骨料黏附砂浆含量的门槛值.研究发现:黏附砂浆含量对再生粗骨料和再生混凝土性能影响很大;随着黏附砂浆含量的增加,再生粗骨料吸水率、开口孔隙率和压碎值线性增大,表观密度线性减小,再生混凝土的3、7、28 d抗压强度出现不同程度的降低,孔隙率则逐渐增大;再生混凝土的氯离子扩散系数、自由氯离子含量和结合氯离子含量均随着黏附砂浆含量的增加而逐渐增大,且氯离子结合能力不断增强;再生混凝土氯离子扩散系数与再生粗骨料的黏附砂浆含量呈二次抛物线关系,在D级和E级氯盐环境下,能满足再生混凝土50 a抗氯离子侵入性指标的黏附砂浆含量最大值分别确定为35.03%和23.01%.

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    • 不同地聚物砂浆抗硫酸盐侵蚀性能及其机理分析

      2021, 24(6):1224-1233. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.014

      摘要 (58) HTML (4) PDF 5.62 M (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:将不同地聚物砂浆分别浸泡在5% MgSO4和5% (NH42SO4溶液中侵蚀120 d,以探究侵蚀离子和浸泡方式对地聚物砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响,并分析了其侵蚀机理.结果表明:在MgSO4与(NH42SO4溶液中全浸泡120 d后,偏高岭土基地聚物砂浆(MK-M)与偏高岭土-矿渣基地聚物砂浆(MK+SG-M)仍能维持稳定结构,其抗压抗蚀系数均大于0.80,矿渣基地聚物砂浆(SG-M)抗压抗蚀系数分别为0.73和0.50,粉煤灰-矿渣基地聚物砂浆(FA+SG-M)的抗压抗蚀系数分别为0.72和0.68;SG-M和FA+SG-M半浸泡在5% MgSO4溶液120 d后,其浸泡区抗压强度损失明显大于干燥区;SG-M与FA+SG-M在不同硫酸盐环境下生成石膏等侵蚀产物,加剧了砂浆的结构破坏与性能劣化;不同地聚物抗硫酸盐侵蚀性能差异明显,可能源自于生成产物的种类和结构不同.偏高岭土基与偏高岭土-矿渣基地聚物的主要产物是水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶,该凝胶结构稳定,硫酸盐侵蚀过程中主要是侵蚀阳离子对产物结构的影响;矿渣基与粉煤灰-矿渣基地聚物主要产物是水化硅铝酸钙(C-A-S-H)凝胶,硫酸盐侵蚀机理类似于传统硅酸盐水泥硫酸盐侵蚀机理.

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    • 硅藻土/泥炭藓基负载g-C3N4-TiO2的光催化调湿性能

      2021, 24(6):1234-1241. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.015

      摘要 (24) HTML (5) PDF 2.04 M (18) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过煅烧法制备具有异质结构的g-C3N4-TiO2光催化剂,然后与硅藻土/泥炭藓基调湿材料复合得到自然光驱动光催化调湿材料,并通过小室试验测试其降解甲醛和调湿的效果.采用X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和荧光光谱仪(PL)等研究了g-C3N4-TiO2/硅藻土/泥炭藓光催化调湿材料降解甲醛及温湿度调节的机制.结果表明:在尿素与TiO2质量比为5∶1,520 ℃条件下煅烧制备的g-C3N4-TiO2光催化剂降解甲醛的效果最好,具有牢固的异质结,能有效减少光生电子和空穴的重组中心,使TiO2禁带宽变窄;由于光催化-吸附协同效应,NTD-5在自然光照下能够有效地将试验小室内的甲醛浓度和相对湿度分别控制在0.1 mg/m3和60%左右,同时还具有1~2 ℃的温度调节作用.

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    • 橡胶-粉土轻质混合土击实及动变形特性研究

      2021, 24(6):1242-1247. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.016

      摘要 (30) HTML (4) PDF 743.05 K (17) 评论 (0) 收藏

      摘要:将废弃橡胶轮胎颗粒与粉土混合制成轻质混合土,并对其进行击实试验和动三轴试验,基于Davidenkov方程建立了混合土的动弹性模量比-应变本构方程,同时根据经验关系建立了混合土的阻尼比-应变本构方程.结果表明:掺入橡胶颗粒显著减小了橡胶-粉土轻质混合土的最大干密度和最优含水率;当围压相同时,橡胶颗粒掺量越高,混合土的最大动弹性模量越低,动弹性模量比衰减越快;掺入橡胶颗粒显著增大了粉土的阻尼比,当围压相同时,橡胶颗粒掺量越高,混合土的阻尼比越大.

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    • 沥青混合料高温性能评价指标区分度研究

      2021, 24(6):1248-1254. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.017

      摘要 (36) HTML (4) PDF 627.45 K (34) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对中国沥青路面结构设计规范中的车辙试验和单轴贯入试验,实测得到9种沥青混合料的永久变形量、动稳定度、贯入强度和贯入位移4项指标,并进行4项指标的高温性能区分能力研究.首先利用箱型图定性比较同一指标对不同沥青混合料高温性能的区分能力;然后引入2种区分度计算方法——熵值赋权法和高低分组法,计算得到4项指标的区分度.结果表明:4项指标对应的沥青混合料高温性能区分能力存在显著差别;采用2种区分度计算方法得到的4项指标区分度排序一致,从高到低依次为永久变形量、贯入强度、贯入位移和动稳定度.建议沥青路面结构抗车辙设计时考虑不同指标的区分度,而车辙试验采用永久变形量代替动稳定度.

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    • 木焦油基再生沥青低温性能评价及其作用机理分析

      2021, 24(6):1255-1264. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.018

      摘要 (33) HTML (4) PDF 1.67 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究木焦油基再生沥青的低温抗裂性能,采用室内试验,比较分析了基质沥青、木焦油基再生沥青和RA-102再生沥青的低温抗裂性能及其作用机理;采用灰色关联度分析方法,评价了沥青各性能指标与其低温抗裂性能间的相关性.结果表明:再生剂的加入可有效恢复老化沥青的低温变形能力及应力松弛能力,较大程度地抵抗低温对老化沥青产生的不利影响,但难以完全恢复至原样沥青水平;木焦油基再生剂可显著降低老化沥青的脆性和结晶度,且可在低温下抑制沥青结晶并提高分子链的柔韧性,进而改善应力松弛效应,提高延度;木焦油基再生剂可调和老化沥青组分并调节其胶体结构,有效改善沥青相对分子质量的集中程度,减弱分子间的作用力,降低大分子物质的相对含量.再生沥青各性能参数与其低温性能间的关联度差异较大,未来需建立再生剂类型与性能、再生沥青配比与再生沥青低温性能恢复间的多参数综合评价体系及指标,以实现对不同再生沥青低温抗裂性能的定向调控.

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    • 伊朗岩沥青改性沥青的微观特性及性能

      2021, 24(6):1265-1270. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.019

      摘要 (33) HTML (5) PDF 900.13 K (32) 评论 (0) 收藏

      摘要:以伊朗岩沥青(IRA)为改性剂,制备了IRA掺量为5%~20%的IRA改性沥青(IRAMA),分析了IRA、IRAMA的微观特性,测试了IRAMA的路用性能,研究了IRAMA的流变性能.结果表明:IRA表面的极性基团使其具有极强的吸附力和稳定的化学性质,IRA与基质沥青的反应属于物理共混;随着IRA掺量的增大,循环荷载作用下IRAMA的弹性响应越好,高温条件下其抗永久变形能力越强;IRA的掺入提高了沥青的高温性能.

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    • 热老化下沥青胶浆微观结构及自愈合性能评价

      2021, 24(6):1271-1279. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.020

      摘要 (30) HTML (4) PDF 1.81 M (51) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究热老化作用下沥青胶浆的自愈合特性,针对3种沥青胶浆,利用原子力显微镜(AFM)、动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)进行微观结构、疲劳—愈合—再疲劳、蠕变—愈合—再蠕变测试,通过2个愈合指数(HI1和HI2)研究了愈合温度、沥青种类、粉胶比、老化程度、破坏程度及愈合时间对沥青胶浆自愈合性能的影响.结果表明:老化后基质沥青胶浆中“蜂形结构”变化显著,而老化后SBS改性沥青胶浆和胶粉改性沥青胶浆的微观结构较为稳定,微观结构的改变潜在影响沥青胶浆的自愈合性能;基于累计耗散能建立的愈合指数HI1和基于时间轴与劲度模量主曲线在双对数坐标下所围面积SA而建立的愈合指数HI2能很好地反映沥青胶浆的自愈合性能;低粉胶比沥青胶浆的自愈合能力更好,老化程度的加深导致沥青胶浆的自愈合能力降低,经历低温后改性沥青胶浆的愈合能力较好.

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    • 长期荷载作用对钢-竹组合梁力学性能影响

      2021, 24(6):1280-1290. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.021

      摘要 (24) HTML (8) PDF 2.65 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究钢-竹组合工字形梁经历长期荷载作用后的力学性能,以竹胶板厚度、钢板厚度、含钢率为参数设计2组共12个试件,其中一组经过1 a的长期荷载作用后进行受弯破坏试验,另一组直接进行短期受弯试验,对比研究长期荷载作用对组合梁极限承载力衰减、挠度变形、构件延性、截面应变等方面的影响;同时基于有效惯性矩法对组合梁破坏时的挠度进行计算分析.结果表明:组合梁破坏试验现象与其含钢率有关,一般表现为下翼缘竹胶板脱胶开裂,随着含钢率的增加,组合梁破坏范围逐渐向上部扩散;长期加载后,组合梁延性发生改变;竹胶板长期受拉或受压对组合梁的影响基本相同,组合梁中性轴位置未发生改变;组合梁极限承载力衰减程度与竹胶板厚度、钢板厚度、含钢率均有关;由挠度计算公式得到的计算值与试验值吻合较好,误差均在10%以内.

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    • 开孔Q460高强钢在大应变循环拉伸下的力学性能

      2021, 24(6):1291-1299. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.022

      摘要 (24) HTML (3) PDF 2.06 M (31) 评论 (0) 收藏

      摘要:对36个Q460高强钢试件进行单调拉伸与循环拉伸下的力学性能试验,探讨开孔数量、开孔位置和加载制度对Q460高强钢试件破坏特征、极限抗拉强度、应力循环特征和耗能能力的影响规律.结果表明:孔洞对Q460高强钢试件的力学性能具有显著影响;开孔试件在孔洞周围出现明显的应力集中现象;未开孔试件的应力-应变曲线更为饱满,且未开孔试件的耗能能力和断后伸长率远大于开孔试件;相较于沿试件长轴方向的孔洞,沿试件短轴方向的孔洞对试件力学性能的影响更为显著;对于相同开孔数量和开孔位置的试件,其耗能能力随加载应变幅值增量的增大而减小.

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    • >工程应用
    • 建筑外墙外保温做法对结构安全性影响分析

      2021, 24(6):1300-1306. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.023

      摘要 (33) HTML (3) PDF 1.82 M (36) 评论 (0) 收藏

      摘要:以无锚栓薄抹灰聚苯板外保温、钢锚栓薄抹灰聚苯板外保温和钢丝网插丝聚苯板外保温做法为计算案例,对外保温墙体的温度场进行模拟计算,根据计算结果,通过有限元方法计算高低温条件下不同外保温做法墙体各功能层的法向位移,分析不同外保温做法对结构安全性能的影响.结果表明:外墙外保温体系的法向位移主要表现为夏季膨胀,冬季收缩,其主要来源于保温层;设置钢锚栓、钢丝网等锚固构件可显著降低外保温系统墙体各功能层的法向位移,提高外保温系统的稳定性与安全性;钢丝网插丝聚苯板保温墙体面层的最大法向位移小于无锚栓薄抹灰聚苯板保温墙体和钢锚栓薄抹灰聚苯板保温墙体.

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    • 定向钢纤维增强地质聚合物复合梁的抗弯性能

      2021, 24(6):1307-1314. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.024

      摘要 (41) HTML (4) PDF 1.64 M (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究定向钢纤维层厚度对地质聚合物复合梁抗弯性能的影响,制备了不同纤维层厚度的地质聚合物复合梁,并进行了三点弯曲试验.结果表明:复合梁的断裂能随钢纤维层厚度增加而提升,其抗折强度随着钢纤维层厚度的增加呈现先增后减的变化趋势.为深入探讨地质聚合物复合梁钢纤维层厚度与其抗折强度的关系,建立了定向钢纤维增强地质聚合物复合梁受弯承载力简化计算分析模型,通过在模型中引入定向钢纤维增强地质聚合物的抗压强度各向异性测试结果,并以定向钢纤维抗拉强度影响系数(βtu)为变量,对比计算分析了复合梁受弯承载力及界限钢纤维层厚度,发现当βtu≈3时,计算结果与试验结果较为吻合.

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    • 交变荷载和氯盐环境耦合作用下钢绞线的腐蚀特征及力学性能

      2021, 24(6):1315-1321. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.025

      摘要 (23) HTML (4) PDF 1.71 M (27) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究钢绞线在交变荷载和氯盐环境耦合作用下的腐蚀特征及力学性能,通过开展盐雾腐蚀试验,模拟钢绞线的腐蚀规律,并基于灰度理论定量研究了应力幅对钢绞线腐蚀的影响,分析了不同应力幅作用下钢绞线的破坏形式及疲劳寿命.结果表明:在氯盐环境下,所施加应力幅越大,钢绞线的腐蚀越严重,易出现单疲劳源断口破坏;随着应力幅的降低,钢绞线腐蚀速率有所下降,易出现多疲劳源破坏和分层破坏;钢绞线的抗拉强度与腐蚀率呈指数关系,其延伸率与腐蚀率呈线性衰减趋势;腐蚀程度的增加对钢绞线的疲劳寿命影响较为显著.

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    • >研究简报
    • 海水拌制珊瑚混凝土中不锈钢钢筋的锈蚀速率

      2021, 24(6):1322-1327. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.026

      摘要 (25) HTML (5) PDF 939.86 K (39) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不锈钢钢筋珊瑚混凝土的长期耐蚀性,采用线性极化、交流阻抗、极化曲线等方法,研究了珊瑚混凝土中304、2205不锈钢钢筋在3.5% NaCl溶液中750 d的锈蚀电流密度,并与强度等级相当的普通混凝土中碳钢钢筋进行对比.结果表明:珊瑚混凝土中不锈钢钢筋锈蚀电流密度始终低于0.10 μA/cm2,750 d后不锈钢钢筋仍处于钝化状态,其中2205不锈钢钢筋的锈蚀电流密度更低;普通混凝土中碳钢钢筋腐蚀电流密度始终维持在珊瑚混凝土中不锈钢钢筋的10倍以上,750 d时碳钢钢筋发生了明显锈蚀;线性极化法测量的钢筋锈蚀状态与实际观察结果吻合较好,更适用于测量混凝土中钢筋锈蚀状态.

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    • 连续RAFT光聚合法合成聚羧酸减水剂

      2021, 24(6):1328-1334. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.027

      摘要 (19) HTML (4) PDF 1.45 M (36) 评论 (0) 收藏

      摘要:以甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯和丙烯酸为主要原料,通过光调控水相可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,在连续管式反应器中成功合成了聚羧酸减水剂,并采用核磁共振仪(NMR)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)和动态光散射仪(DLS)等表征了减水剂的结构.结果表明:RAFT聚合聚羧酸减水剂的相对分子质量分布更集中,分散性和分散保持性更好;连续RAFT聚合工艺可以实现可控聚合物的连续化生产,连续管式反应器中有限的氧含量使得RAFT聚合可以在不预先除氧的情况下成功进行,为聚羧酸减水剂的可控合成提供了新的思路.

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    • 生物基稳定剂对SBS改性沥青性能的影响

      2021, 24(6):1335-1340. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.028

      摘要 (34) HTML (5) PDF 939.49 K (26) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用自主研发的3种生物基稳定剂(A、B、C)制备了SBS改性沥青,在常规技术指标对比分析的基础上,以动态剪切流变(DSR)试验和弯曲梁流变(BBR)试验评价了沥青的高低温性能,以多应力重复蠕变(MSCR)试验评估了沥青的高温流变特性,并利用荧光显微试验分析了沥青的微观形态,同时进行了成本分析.结果表明:与商品硫磺稳定剂相比,生物基稳定剂能显著降低SBS改性沥青的135 ℃黏度,降幅达12.6%~25.8%;稳定剂A、C均具有改善沥青高温性能的优势,稳定剂A改善沥青低温性能略有优势;在改善高温流变性能方面,稳定剂A效果优异,稳定剂C与商品硫磺稳定剂各有优势,而稳定剂B效果不佳;稳定剂A可以促进SBS改性剂的分散;3种生物基稳定剂成本均与商品硫磺稳定剂相近.

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    • 基于表面能的氧化石墨烯改性沥青黏附性

      2021, 24(6):1341-1347. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.029

      摘要 (37) HTML (2) PDF 1.06 M (17) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究氧化石墨烯(GO)对沥青黏附性能的影响,在基质沥青和SBS改性沥青中添加0.5%GO粉末和GO分散液来制备GO改性沥青并对其进行接触角试验.基于表面自由能理论,计算GO改性沥青的黏附功、黏聚功和剥落功等参数来评价其黏附性能,同时通过浸水马歇尔和冻融劈裂试验对GO改性沥青混合料的水稳定性进行验证.结果表明:GO提高了沥青和集料体系的表面能,增加了表面能中色散成分的比例;GO分散液比GO粉末在沥青中的分散程度更好;GO分散液对基质沥青和SBS改性沥青的黏聚功、黏附功及剥落功有明显的提升;SBS-2#GO改性沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比最大,表明GO增强了沥青混合料的抗水损害性能.

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    • 基于响应面法的聚丙烯高强土工格室拉伸性能

      2021, 24(6):1348-1356. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.030

      摘要 (30) HTML (2) PDF 2.37 M (21) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究土工格室整体抗拉承载力与条带抗拉承载力、节点抗拉承载力之间的力学响应关系,采用双轴拉伸试验测定了不同高度、焊距的高强土工格室在不同加载速度下的破坏承载力;利用节点抗拉承载力与条带抗拉承载力之间的匹配关系,给出了土工格室抗拉承载力的设计参考值;采用响应面多因素试验分析法,研究了土工格室双轴拉伸承载力和变形对各影响因素的响应规律.结果表明:双轴拉伸试验中高强土工格室的破坏均发生在节点处,工程设计时应重点关注;对土工格室整体抗拉承载力的影响程度由大到小为土工格室高度>土工格室焊距>加载速度,研究结果可以为工程设计中土工格室的技术指标选择提供理论依据.

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