• 2022年第25卷第4期文章目次
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    • 水泥砂浆塑性收缩开裂预警机制拓展

      2022, 25(4):327-338. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.001 CSTR:

      摘要 (261) HTML (43) PDF 612.32 K (596) 评论 (0) 收藏

      摘要:为预测水泥砂浆塑性开裂并对其进行有效预防,采用平板法与八字模法在前期初步建立的水泥砂浆塑性开裂预警机制的基础上增加了预测方程的开裂影响因素(材料组成、约束度及分层度),并扩大了环境参数的范围,由此对水泥砂浆塑性开裂预警机制进行了拓展.结果表明:室内建立的未掺PVA纤维的素砂浆七元本构方程以及掺PVA纤维砂浆的九元本构方程可有效预测室内外水泥砂浆的开裂状况;将二者及其相应的开裂判据结合起来构成水泥砂浆塑性开裂预警机制,可在准确预测素砂浆开裂状况后,通过掺加适量PVA纤维来有效减少砂浆的开裂,从而为保证施工质量提供了新方法.

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    • 聚合物改性水泥浆体黏弹性的频率响应():动态力学分析

      2022, 25(4):339-343. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.002 CSTR:

      摘要 (163) HTML (32) PDF 592.84 K (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用动态力学分析的频域方法研究了聚合物改性水泥浆体的黏弹性,通过对柔量的复平面分析,采用二级标准固体流变模型来描述聚合物改性水泥浆体的黏弹性行为,并求得了模型参数.对3种配比的乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)乳胶粉改性水泥浆体试样在0.01~100.00 Hz频率下的试验结果进行拟合,结果表明:二级标准固体流变模型简单实用,能较好地解释聚合物改性混凝土的黏弹性行为,进一步验证了频域方法的实用性,以及二级标准固体流变模型的适用性;所得结果对聚合物改性混凝土黏弹性的研究有一定的参考意义,在实际应用中可以为满足干缩和徐变要求的混凝土配合比设计提供参考.

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    • 碳纤维布约束下水泥砂浆动态力学及能量特征

      2022, 25(4):344-352. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.003 CSTR:

      摘要 (151) HTML (48) PDF 2.31 M (361) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究碳纤维复合材料(CFRP)对水泥砂浆的加固效果,针对普通水泥砂浆和CFRP布端面约束水泥砂浆,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)分别进行恒定气压(0.3 MPa)和递增气压(0.2、0.3、0.4、0.5 MPa)循环冲击压缩试验,分析了试件的应力-应变曲线、破坏形态和能量特征.结果表明:与普通水泥砂浆试件相比,CFRP布端面约束水泥砂浆试件的循环冲击次数、峰值应力和峰值应变均有显著提高,且其峰值应力随着应变率的提高而增大;CFRP布的断裂部位主要发生在碳纤维横向连接处,CFRP布减缓了试件内部裂缝的产生,提高了试件的延性,表现出更好的抗冲击能力,试件的残余强度增加;端面粘贴CFRP布可以提高水泥砂浆的能量吸收能力,在相同冲击气压作用下,CFRP布端面约束水泥砂浆产生裂纹所需的能量高于普通水泥砂浆.

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    • 车桥耦合振动对钢纤维与磷酸镁水泥砂浆界面黏结性能的影响

      2022, 25(4):353-359. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.004 CSTR:

      摘要 (115) HTML (33) PDF 2.08 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:制备了一种超早强型纤维增强磷酸镁水泥(MPC),通过对纤维拔出性能及孔结构的研究,系统地分析了车桥耦合振动的振幅和频率对钢纤维与MPC砂浆之间界面黏结性能及微观结构的影响.结果表明:钢纤维与MPC砂浆的黏结性能随着振幅、频率的增加呈现先增大后减小的趋势;与静置条件下相比,振幅为2、3 mm,频率为3、6 Hz时,钢纤维与MPC砂浆的最大黏结强度和拉拔能提升最大;一定程度振动可以降低MPC砂浆的孔隙率,细化宏观孔,优化钢纤维与MPC砂浆的界面黏结性能.

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    • MgO活性和摩尔比对碱式硫酸镁水泥强度的影响机理

      2022, 25(4):360-366. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.005 CSTR:

      摘要 (121) HTML (25) PDF 1.68 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Mg(OH)2煅烧分解的不同活性MgO制备了不同摩尔比(n(MgO)/n(MgSO4))的碱式硫酸镁水泥(BMSC),分析了其抗压强度发展规律;结合水化放热、液相电导率、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞仪(MIP)等测试手段,分析了其影响机理.结果表明:当摩尔比为5时,随着MgO活性的升高,BMSC早期1 d抗压强度呈现先增后减趋势,原因是MgO活性越高,水化越快,但MgO活性过高不利于水化强度相(5·1·7相)的形成; BMSC后期抗压强度随着MgO活性的降低而增大,原因是低活性MgO制备的BMSC中5·1·7相结晶程度较高.当摩尔比为7时,BMSC水化过程中出现Mg(OH)2成核和生长的第3放热峰,导致水泥抗压强度出现倒缩.高强度BMSC中孔的类型主要为晶间孔,且水化产物结晶程度越高,孔径越大.

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    • 铝酸盐水泥对硫氧镁水泥强度和耐水性的影响

      2022, 25(4):367-374. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.006 CSTR:

      摘要 (149) HTML (28) PDF 1.80 M (496) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善硫氧镁水泥(MOS)耐水性差的问题,引入了铝凝胶相(AH3),研究了铝酸盐水泥(CAC)掺量对MOS凝结时间、抗压强度以及水化产物相组成的影响.结果表明:CAC可明显缩短MOS的凝结时间,并提升其抗压强度和耐水性;掺加CAC后,MOS水化产物中出现了新的水化相CAH10、镁钙矾石相(3CaO·Al2O3·3Mg(OH)2·(30~32)H2O)、AH3和C3AH6;掺加5%~15%CAC时,MOS中水化产物5·1·7相的含量增加,MgO、Mg(OH)2含量减少;掺加10%CAC时,空气养护28 d后MOS的抗压强度提升了25.11%,5·1·7相的含量提升了36.85%;浸水养护28 d后,5·1·7相的含量提升了51.86%,耐水性最好,强度保留系数达到0.99;掺加CAC使体系中生成了3CaO·Al2O3·3Mg(OH)2·(30~32)H2O和AH3,促进了MgO的后期水化并消耗了体系中的Mg(OH)2,但是CAC掺量超过20%时会出现水榴石反应,大量CAH10转化为C3AH6,导致强度严重倒缩.

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    • 基于孔隙结构预测水泥基体的氯离子扩散系数

      2022, 25(4):375-380. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.007 CSTR:

      摘要 (174) HTML (27) PDF 1.50 M (598) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用多尺度分形模型构建水泥基体的孔隙结构,在此基础上结合Maxwell公式,计算并预测了采用不同胶凝材料体系配制的水泥基体氯离子扩散系数.进一步采用压汞法(MIP)测试孔隙的结构参数,借助氯离子电迁移法(RCM)验证了所建立的氯离子扩散系数预测方法的有效性.该预测方法可广泛适用于采用不同胶凝材料体系配制的水泥基体氯离子扩散系数计算,为准确预测混凝土中的氯离子传输扩散过程提供了新的途径.

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    • 含粗骨料超高性能混凝土单轴受压疲劳性能

      2022, 25(4):381-388. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.008 CSTR:

      摘要 (200) HTML (30) PDF 3.08 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:对含粗骨料超高性能混凝土(UHPC(CA))进行单轴受压疲劳试验,重点考察其疲劳破坏形态、疲劳变形、疲劳寿命及疲劳强度.在此基础上,分析了UHPC(CA)疲劳破坏全过程,建立了基于Weibull分布的存活率-应力水平-疲劳寿命(p-S-N)方程.结果表明:UHPC(CA)疲劳破坏形态为剪切破坏,破坏时试件呈现1条或2条主裂缝;UHPC(CA)疲劳破坏断面分为疲劳区和裂纹扩展区,疲劳区有明显的反复摩擦痕迹;UHPC(CA)疲劳变形发展呈现明显的三阶段特征,即微裂纹萌生发展阶段、微裂纹稳定发展和宏观裂缝萌生阶段、宏观裂缝发展阶段;UHPC(CA)单调应力-应变曲线仅在高应力水平(S≥0.8)下可作为其疲劳变形的包络线;UHPC(CA)具有95%存活率的疲劳强度为61.78 MPa,对应的应力水平为0.520.

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    • 干湿循环下废弃纤维再生混凝土氯离子传输性能

      2022, 25(4):389-394. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.009 CSTR:

      摘要 (124) HTML (38) PDF 1.27 M (501) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了干湿循环次数、再生粗骨料取代率、废弃纤维体积分数对废弃纤维再生混凝土氯离子传输性能的影响,并分析了氯离子的传输机理.结果表明:干湿循环下,随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土抗氯离子侵蚀能力降低,掺入废弃纤维能够提高其抗氯离子侵蚀能力;干湿循环条件对不同再生粗骨料取代率试件中自由氯离子含量影响更显著,且自由氯离子含量随侵蚀深度增加先增大后减小;自由氯离子含量与总氯离子含量呈线性相关,氯离子结合能力系数的精确度为0.001;在实际工程的耐久性能设计中,可忽略再生粗骨料取代率和废弃纤维体积分数对氯离子结合能力的影响.

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    • BFRPGFRP筋剪切性能的温度效应

      2022, 25(4):395-400. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.010 CSTR:

      摘要 (110) HTML (29) PDF 2.32 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:对温度作用后的玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋和玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋进行了短梁剪切试验,研究了高温后筋材的剪切性能,并提出了温度作用后BFRP、GFRP筋剪切强度的预测计算模型.结果表明:BFRP、GFRP筋的剪切强度均随着温度的升高而逐渐降低;直径为12 mm的BFRP、GFRP筋的剪切强度退化速率比直径为16 mm的更快;270 ℃高温下,筋材的剪切强度保留率均随着恒温时间的延长呈下降趋势,但BFRP筋的退化速率明显低于GFRP筋;BFRP、GFRP筋剪切强度的退化都主要源于纤维与树脂基体交联度的降低及基体的热降解;与GFRP筋相比,BFRP筋具有更优的耐高温性能.

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    • 粉煤灰用量和早期养护温度对EGC拉伸性能 的影响

      2022, 25(4):401-407. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.011 CSTR:

      摘要 (111) HTML (24) PDF 2.04 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了粉煤灰用量、早期养护温度对工程地质聚合物复合材料(EGC)拉伸性能及微观结构的影响,并从细观力学角度对其纤维-基体界面的力学性能进行了分析.结果表明:降低粉煤灰用量不利于EGC拉伸延性的提高,适当提高早期养护温度有利于EGC拉伸性能的提高;粉煤灰用量为80%、早期养护温度为60 ℃或80 ℃时,EGC的拉伸应变可达到3.5%以上;纤维拉拔过程中较长的滑移硬化阶段有助于EGC拉伸性能的提升.

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    • LDPE/EVA复合改性沥青的流变性能

      2022, 25(4):408-414. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.012 CSTR:

      摘要 (115) HTML (26) PDF 1021.15 K (631) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究掺入低密度聚乙烯(LDPE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA) 2种聚合物的复合改性沥青的流变性能,选用掺量为0%、2%、4%的LDPE和掺量为0%、2%、4%、6%、8%的EVA进行复配,制备了14种复合改性沥青.通过流变性能试验、离析试验、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等,分析了复合改性沥青的高低温性能及储存稳定性能.结果表明:复合改性沥青的车辙因子和失效温度均较基质沥青有所增大,且当EVA掺量大于4%时,其高温指标高于SBS改性沥青,LDPE与EVA均可大幅改善沥青的高温性能;2种聚合物的掺入对沥青的低温性能改善效果不明显;EVA的掺入能在一定程度上改善复合改性沥青的储存稳定性; LDPE、EVA与沥青之间未发生明显的化学反应.

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    • >研究简报
    • HPMC对铝酸盐水泥-石膏二元胶凝体系砂浆性能的影响

      2022, 25(4):415-423. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.013 CSTR:

      摘要 (108) HTML (25) PDF 2.30 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了羟丙基甲基纤维素(HPMC)及其掺量对铝酸盐水泥-石膏二元胶凝体系砂浆物理力学性能的影响,并采用压汞仪和扫描电镜对砂浆宏观性能的变化作出了合理解释.结果表明:HPMC会大幅度改变砂浆的保水率、含气量、凝结时间、流动度、稠度值和体积密度,明显提高新拌砂浆的可塑性,增加可操作时间,但却会降低硬化砂浆的抗折强度、抗压强度和拉伸黏结强度;硬化砂浆强度的降低归因于HPMC会大幅度增加砂浆孔隙率和孔尺寸,并改变水化产物形态.因而在实际应用中,应慎重考虑使用HPMC来改性铝酸盐水泥-石膏二元胶凝体系砂浆的两面性.

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    • 水泥土组成矿物的热重-热力学模拟联用分析

      2022, 25(4):424-433. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.014 CSTR:

      摘要 (151) HTML (17) PDF 1.99 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对常规微观测试技术难以准确分析水泥土矿物组成的问题,提出联用热重分析与热力学模拟的方法,综合分析水泥土的矿物组成与过饱和度(SI).制备了水泥与土干重比为1∶9的基准水泥土,以及炼钢厂回转炉底灰(SLA)替代5%~100%水泥的改性水泥土,测试其无侧限抗压强度,并采用所提出的方法分析混料后5~672 h内水泥土关键矿物组成的赋存特征,以探明SLA对水泥土性能的改性机理.结果表明:热力学模拟可以定量表征水泥土矿物组成的赋存状态,有效弥补热重分析难以区分吸热峰重叠矿物的不足;SLA主要通过提升水泥土孔隙液中Ca(OH)2的SI来提升水泥土的长期强度.

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    • >实验技术
    • 基于单模-多模-单模光纤的钢筋腐蚀监测技术

      2022, 25(4):434-440. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.04.015 CSTR:

      摘要 (84) HTML (26) PDF 1013.59 K (307) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种利用单模-多模-单模(SMS)光纤进行钢筋腐蚀监测的方法.首先,采用长度分别为2、3、4 cm的3组无芯光纤(NCF)作为多模光纤,制备单模-多模-单模(SMS)光纤传感器;然后,将贴有SMS光纤传感器的钢筋置于质量分数为3.5%的NaCl溶液中进行腐蚀,并用光谱仪实时监测钢筋腐蚀过程中SMS光纤光谱的变化,同时采用开路电位和线性极化阻抗测量钢筋腐蚀电位和腐蚀电流密度,计算钢筋累积腐蚀量.结果表明:钢筋腐蚀量与特征波长的偏移量呈3次函数关系,SMS光纤监测钢筋腐蚀的灵敏度随着多模光纤长度的增加而提高,且随着腐蚀时间的增加而先增大后减小.

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