2022, 25(8):767-772. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.001
摘要:以花岗岩石粉(GP)为掺合料,研究了其对硫氧镁(MOS)水泥耐压强度和耐水性的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、同步综合热分析仪、扫描电镜(SEM)、压汞仪(MIP)等研究了MOS水泥的组成、微观形貌及孔结构.结果表明:当GP掺量为30%时,MOS水泥的28 d抗压强度达到最大值,为74.1 MPa;当GP掺量为40%时,MOS水泥浸水6 d时的耐水软化系数达到最大值,为1.18;浸水溶液中Mg2+和SO
2022, 25(8):773-780. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.002
摘要:研究了偏高岭土、玻璃粉和石灰石粉对水泥石强度和热膨胀系数的影响.并采用热重分析仪、压汞仪和扫描电镜分析了不同水泥石的水化产物、孔结构和微观形貌.结果表明:偏高岭土、玻璃粉和石灰石粉的掺入可以降低水泥石的热膨胀系数,并且降低程度随着其掺量的增大而增大;掺加偏高岭土的水泥石中水化产物增多,孔隙率降低,微观结构致密,抗压强度增大,热膨胀系数减小;掺加玻璃粉的水泥石中水化产物减少,孔隙率增大,强度和热膨胀系数的降低幅度较大;掺加石灰石粉的水泥石强度和热膨胀系数的降低幅度最大.
2022, 25(8):781-788. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.003
摘要:为研究钢-聚丙烯混杂纤维超高性能混凝土(HF-UHPC)的力学性能尺寸效应规律,考虑纤维参数的影响,对不同尺寸HF-UHPC试件开展立方体抗压强度和轴心受压力学性能试验.结果表明:随着钢纤维掺量和钢纤维长径比的增加,试件立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心受压峰值应变的尺寸效应更加显著;随着聚丙烯纤维掺量的增加,试件立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心受压峰值应变的尺寸效应变化幅度较小,呈现先减后增趋势;试件弹性模量的尺寸效应受混杂纤维参数影响很小,可忽略不计.此外,基于试验结果揭示了试件抗压强度尺寸效应产生机理,并建立了试件抗压强度尺寸效应律参数的计算公式,可用于不同尺寸试件的抗压强度计算.
2022, 25(8):789-797. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.004
摘要:采用等强配合比优化设计来制备橡胶掺量0%~20.0%、钢纤维掺量0%~1.5%的12组钢纤维橡胶混凝土(SFR-RuC)试件,并且通过单轴循环受压应力-应变全曲线试验分析其循环受压力学性能.结果表明:配合比优化设计后,在橡胶掺量为20.0%时可以得到与普通C60混凝土基本等强的SFR-RuC;与普通混凝土、橡胶混凝土及钢纤维混凝土相比,SFR-RuC的循环受压力学性能更优,破坏呈明显延性特征,延性和韧性更高,滞回耗能能力更强,塑性应变累积和刚度退化更缓慢;综合考虑橡胶及钢纤维掺量的影响,在试验数据基础上提出的SFR-RuC单轴循环受压应力-应变关系模型,可以为SFR-RuC结构的设计分析提供一定的理论基础.
2022, 25(8):798-805. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.005
摘要:进行了钢丝绳-聚合物砂浆(SWR-PM)加固层与混凝土的单面剪切试验,研究了混凝土强度、加固层黏结长度和加载端受压高度对试件破坏形态及剥离承载力的影响规律.结果表明:试件的破坏形态包括界面剥离破坏、混凝土拉剪破坏及混合破坏;界面剥离承载力随着黏结长度的增加而增长,直至黏结长度超过有效黏结长度后,剥离承载力才趋于稳定;试件的破坏荷载随着混凝土强度的增大而提高.建立了加固层黏结长度与界面剥离承载力的关系计算式,计算结果与试验结果吻合良好.
2022, 25(8):806-813. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.006
摘要:在微生物诱导CaCO3沉淀技术的基础上,利用Matlab软件建立一维流动注浆模型,在离子层面对模拟注浆的砂柱进行分析和计算,并着重对砂柱后期强度的关键影响因素Ca2+浓度进行追踪,以期从理论方面对注浆效果进行进一步的优化和深入研究.结果表明:注浆模型能够灵活追踪Ca2+浓度随时间的变化,检测砂柱任意位置的Ca2+浓度;钙源为0.75、1.00 mol/L的CaCl2溶液时的注浆效果更优;数值模拟与试验结果吻合较好,可以为利用沙漠砂快速固结形成的高强度材料来建造沙漠公路路基提供有效的参考和依据.
2022, 25(8):814-822. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.007
摘要:采用赫切尔-巴尔克模型拟合流变曲线,研究了含水率、外加剂(聚羧酸减水剂和季铵盐型表面活性剂)对建筑渣土泥浆在不同静置时间下流变性能的影响,并阐明了外加剂的作用机理.结果表明:随着含水率的增大,建筑渣土泥浆的流变性能参数均减小;随着2种外加剂掺量的增大,建筑渣土泥浆的初始表观黏度和塑性黏度先增大后减小;建筑渣土泥浆的屈服应力随着季铵盐型表面活性剂掺量的增加而一直增大,随着聚羧酸减水剂掺量的增大先增大后减小,相同掺量下聚羧酸减水剂的作用效果更好;外加剂分子间的排斥力与黏土对外加剂的吸附力两者之间的主导作用决定建筑渣土泥浆的流变性能.
2022, 25(8):823-829. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.008
摘要:通过湿热周浸模拟海洋浪溅区腐蚀环境,对Q690高强钢对接焊缝开展了疲劳性能试验,分析了腐蚀损伤与焊缝缺陷对其疲劳性能的影响.结果表明:Q690高强钢对接焊缝具有良好的抗疲劳能力,当腐蚀时间为100 d时,试件质量损失率为8.46%,焊缝区和热影响区的平均腐蚀速率分别为1.14、1.22 mm/a,疲劳极限减小了32.7%;锈蚀试件断口裂纹分布呈平行条带状,且随着腐蚀损伤程度的增大,在高应力水平下的疲劳条纹数量减少,损伤累积明显提高.
2022, 25(8):830-835. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.009
摘要:为了提升植物纤维增强复合材料的冲击性能,采用亚麻纤维增强环氧树脂(FFRP)与具有较高韧性的铝合金薄板进行层间混杂,制得亚麻纤维铝合金层合板(FFML);另外,为了提升铝合金薄板表面积及其与树脂基体的界面结合能力,对铝合金薄板进行了一系列表面处理,并与FFRP层合板进行了对比试验.结果表明:铝合金薄板可以有效提升植物纤维增强复合材料的初始刚度、最大冲击载荷及吸收能,并使其破坏模式从脆性破坏转变为塑性破坏;与FFRP层合板相比,经表面处理过的FFML最大冲击载荷与吸收能量分别提升了136%和58%,损伤面积下降了84%.
2022, 25(8):836-842. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.010
摘要:研究了羟乙基纤维素(HEC)和高低取代度羟乙基甲基纤维素(H-HMEC、L-HEMC)对硫铝酸盐(CSA)水泥早期水化进程和水化产物的影响.结果表明:不同掺量L-HEMC均可促进CSA水泥在45.0 min~10.0 h内的水化;3种纤维素醚均先延缓CSA水泥溶解及其转化阶段的水化,后促进2.0~10.0 h内的水化;甲基的引入增强了含羟乙基纤维素醚对CSA水泥水化的促进作用,L-HEMC的促进作用最强;不同取代基和取代度的纤维素醚对水化前12.0 h内水化产物生成量的影响存在显著差异,HEMC对水化产物的促进作用强于HEC,L-HEMC改性CSA水泥浆体在水化2.0、4.0 h时生成钙钒石和铝胶的量最多.
2022, 25(8):843-852. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.011
摘要:采用磁力搅拌+超声波分散+聚羧酸高效减水剂方法来提高纳米TiO2(NT)在水泥净浆中的分散性与稳定性,研究了不同掺量NT对水泥净浆力学性能的影响,通过水化热、热重-差示扫描量热(TG-DSC)分析、压汞(MIP)等测试方法,研究NT对水泥水化性能的影响机理.结果表明:采取磁力搅拌20 min、超声波分散15 min、再磁力搅拌15 min,并辅以聚羧酸高效减水剂,可制得分散稳定的NT悬浮液;当NT掺量为2.0%时,水泥净浆的抗压强度最大,且在相同掺量下,使用悬浮液法制备的水泥净浆力学性能高于干混法;NT可显著缩短水泥水化的诱导期,提高水泥早期水化放热速率,改变CH的结晶度及取向,并优化硬化水泥净浆内部的孔隙结构,提高其力学性能.
2022, 25(8):853-859. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.012
摘要:采用扫描电镜、X射线衍射等研究了脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术对三合土性能的影响.结果表明:随着豆粉质量浓度的增大,脲酶活性呈近似线性增长,其最适宜的环境pH值为3~11,当环境pH值为12时,脲酶活性急剧下降;与三合土空白样相比,脲酶改性三合土14 d碳化深度提高了94%~112%,28 d抗压强度提高了68.0%~103.0%,耐候性提高了150%~200%,60 d表面硬度提高了15.0%~18.3%;三合土空白样产生的碳酸钙晶体松散,脲酶的掺入使三合土中出现了长条状晶体和团簇状晶体,且随着豆粉质量浓度的增大,团簇状晶体相对增多,长条状晶体相对减少,使三合土的各项性能逐渐提高.
2022, 25(8):860-868. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.013
摘要:对比了Seaman PVDF8028双轴向经编织物膜材和Ferrari 1202T2膜材在0o、15o、30o、45o、60o、75o和90o下抗拉强度与断裂延伸率的变化规律以及断裂形式,研究了Tsai-Hill强度准则、Norris强度准则以及Hashin强度准则对2种膜材的适用性;对比了2种膜材在0o、15o、30o、45o、60o、75o和90o下的偏轴撕裂形式以及撕裂特性,研究了2种膜材的双轴力学特性,以及线性和非线性正交各向异性本构模型对2种膜材本构关系的适用性.研究结果可以为工程设计提供理论参考.
2022, 25(8):869-876. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.014
摘要:采用金相显微镜(MM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、万能拉伸试验机等对高强度钢筋的显微组织、第二相、断口和力学性能进行表征和试验.结果表明:3种试验钢筋的显微组织均为铁素体+珠光体,其中3#试验钢筋中还含有少量贝氏体;3#试验钢筋中主要析出物为铌钒复合碳氮化物((Nb,V) (C,N)),呈圆形状,平均粒径为10 nm,在铁素体晶界和珠光体片层间析出;3种试验钢筋的拉伸断口均为韧性断裂,断口上分布着等轴韧窝;随着Nb含量的增加,试验钢筋的抗拉强度和屈服强度增加,但其断后伸长率有所降低;3#试验钢筋的抗拉强度和屈服强度最大,分别为795、525 MPa,断后伸长率较1#和2#试验钢筋小,为21.6%.
2022, 25(8):877-884. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.08.015
摘要:将氯氧镁水泥硬化浆体中除结晶氯氧化物以外的含氯相统称为醇可抽提氯化物,其含量可由电导率法测定的醇可抽提氯离子含量来表征,以作为氯氧镁水泥及其工业制品性能与品质的评价指标.基于物理化学原理和大量试验,建立了氯离子浓度在0.001 0~0.144 0 mol/L范围内时,氯化镁无水乙醇溶液的电导率与氯离子浓度之间的数学关系,并提出了电导率法测定醇可抽提氯离子含量的相关参数和试验步骤.对比电导率法和汞量法的测试结果可以发现,电导率法能精确测定氯氧镁水泥硬化浆体及其工业制品中的醇可抽提氯离子含量,且该方法测试结果可靠、操作简便.