• 2022年第25卷第9期文章目次
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    • >论文
    • 基于X-CT的蒸养大掺量矿物掺合料砂浆孔结构

      2022, 25(9):885-892. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.001

      摘要 (152) HTML (52) PDF 2.51 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用80 ℃下恒温12 h的蒸养制度对砂浆进行了蒸养,蒸养结束后采用自然养护、水养和标养3种方式进行后续养护,同时设置了全程标养砂浆作为对照组.研究了不同养护制度下砂浆的早期强度发展规律,并基于X射线计算机断层扫描(X-CT)技术对砂浆的孔结构特征进行了分析.结果表明:80 ℃下恒温12 h蒸养使砂浆孔隙率增大,最终导致蒸养砂浆28 d抗压强度低于全程标养砂浆;蒸养砂浆抗压强度随孔隙率增大而快速降低,两者之间呈现良好的线性关系;蒸养后水养和标养可以有效降低蒸养砂浆的孔隙率,使其28 d抗压强度高于蒸养后自然养护的砂浆;砂浆孔隙的孔体积与球形度存在明显的负相关关系,且蒸养会使孔体积-球形度分布规律中的异常值增多.

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    • 磷建筑石膏对硫铝酸盐水泥熟料收缩特性的影响

      2022, 25(9):893-900. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.002

      摘要 (87) HTML (23) PDF 1.88 M (243) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了不同掺量磷建筑石膏对硫铝酸盐水泥熟料凝结时间、化学收缩、自收缩、浆体内部相对湿度和干燥收缩的影响.结果表明:随着磷建筑石膏掺量的增加,熟料浆体的凝结时间显著缩短,化学收缩变化速率加快,浆体内部相对湿度逐渐降低,浆体自收缩与内部相对湿度具有较好的相关性;当磷建筑石膏掺量不超过25%时,硫铝酸盐水泥浆体化学收缩到达稳定阶段的时间缩短;当磷建筑石膏掺量为25%~30%时,硫铝酸盐水泥浆体在自收缩测试条件下产生膨胀,且干燥收缩小于空白组.

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    • 超低温作用对超高韧性水泥基复合材料断裂性能的影响

      2022, 25(9):901-909. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.003

      摘要 (185) HTML (37) PDF 5.37 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)在超低温环境下的断裂性能,设计了5组不同纤维掺量的UHTCC预制裂缝切口梁,在经过超低温作用后进行三点弯曲加载试验,通过分析计算UHTCC的荷载-挠度曲线,评价了超低温环境下UHTCC的断裂性能.结果表明:当纤维掺量为1.5%时,UHTCC性能的提升效果最优,当纤维掺量超过1.5%时,UHTCC的性能略有降低;超低温作用后UHTCC的强度显著提升,当处理温度由常温降至-160 ℃时,材料表现出明显的脆性,其延性指数、特征长度及失稳断裂韧度均明显降低.

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    • 基于GM11-Markov模型盐雾侵蚀对纤维混凝土耐久性能的影响

      2022, 25(9):910-916. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.004

      摘要 (76) HTML (20) PDF 2.29 M (241) 评论 (0) 收藏

      摘要:以玄武岩-聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数为变化参数,对纤维混凝土进行室内盐雾侵蚀加速试验,通过抗压耐蚀系数Kf、相对质量评价参数ξ1、相对动弹性模量评价参数ξ2以及扫描电镜(SEM)照片,分别从宏观、微观层面对纤维混凝土耐久性损伤劣化进行评价分析,并基于GM(1,1)-Markov模型对其寿命进行预测.结果表明:在盐雾环境下,纤维混凝土的Kf先上升后下降,ξ1波动性较大,ξ2可作为评价纤维混凝土损伤劣化的决定性因素;GM(1,1)-Markov模型与实测数据吻合较好,纤维混凝土的最佳玄武岩、PVA纤维体积分数分别为0.10%、0.05%,其在盐雾环境下的服役时间最长,达到680 d.

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    • 金属离子浓度对Q235钢上Mg/Al-CO -LDH防锈膜原位生长的影响

      2022, 25(9):917-923. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.005

      摘要 (71) HTML (17) PDF 1.46 M (256) 评论 (0) 收藏

      摘要:为延缓钢筋腐蚀,采用水热法结合尿素水解在Q235钢上原位合成了Mg/Al-CO32--层状双金属氢氧化物(LDH)新型无机防锈膜,并研究了不同金属离子浓度的反应溶液对LDH膜钢片抗氯盐腐蚀能力的影响;采用X射线衍射(XRD)、衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)及扫描电子显微镜(SEM)表征了LDH膜的物质组成和外貌结构特征,并用电化学测试评价了LDH膜的防腐性能.结果表明:在低金属离子浓度下制备的LDH膜结晶度较低,尺寸较大,膜厚度较小;高金属离子浓度时会生成富余的碳酸镁杂质,不利于LDH生长晶核活性位点的形成;而在c(Mg2+)=0.050 0 mol/L、c(Al3+)=0.025 0 mol/L以及c(尿素)=0.375 0 mol/L条件下通过水热法制备的Mg/Al-CO32--LDH膜具有较好的结晶度和致密性,对钢片腐蚀起到保护作用.

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    • 锈坑对钢筋高温后力学性能的影响

      2022, 25(9):924-930. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.006

      摘要 (95) HTML (21) PDF 1.70 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究高温后钢筋锈坑的应力分布,通过机械加工来模拟锈蚀钢筋并研究了钢筋在高温后力学性能的变化,最后采用有限元软件计算了模拟锈坑的应力分布.结果表明:对于带有单个模拟锈坑的试件,相同条件下双曲线形锈坑的应力集中系数大于椭圆形锈坑;当模拟锈坑的宽度相同时,其应力集中系数随着深宽比的增大而增大;当经历800 ℃的高温作用后,模拟锈坑的应力集中系数较常温时下降了10%左右;对于带有2个模拟锈坑的试件,锈坑夹角在30°~90°时的应力集中系数明显增加.

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    • 钢结构涂层冲击损伤特性及弹塑性特征分析

      2022, 25(9):931-937. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.007

      摘要 (73) HTML (22) PDF 1.51 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用自动球压冲击仪对钢结构聚氨酯涂层进行冲击试验,研究不同冲击高度下钢结构涂层冲击损伤区压痕的扩展规律,并通过计算动态硬度和恢复性系数来分析钢结构涂层的弹塑性特征.结果表明:随着冲击高度的增加,压痕尺寸不断增大;压痕应力随着压痕应变的增大先降低后再略有回增,此时涂层基本失去了防护效果;压痕内部及边缘产生环向裂纹、径向微裂纹及长裂纹,涂层在径向长裂纹末端2~3 mm范围内发生凸起;动态硬度和恢复性系数随着冲击高度的增加逐渐下降,涂层抗变形能力降低.

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    • 构建沥青基材料力学行为主曲线的两阶段方法

      2022, 25(9):938-944. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.008

      摘要 (178) HTML (23) PDF 1.68 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:为构建普适性沥青基材料力学行为主曲线,依据主曲线定义提出了将主曲线获取与主曲线拟合分离的两阶段方法,用基质沥青的试验数据对比了采用两阶段方法与规范方法绘制主曲线时的拟合效果,并用沥青砂浆及橡胶测试数据检验了采用两阶段方法绘制主曲线时的稳健性.结果表明:两阶段方法克服了规范方法需预设主曲线模型与移位因子方程的缺陷,可在主曲线拟合阶段对主曲线模型的准确性进行检验,并可用于主曲线模型或移位因子方程的优化;两阶段方法不仅适用于构建具有时温等效特性的沥青基材料力学行为主曲线,对非沥青基材料也有较好的适用性.

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    • 基于介电性质的沥青抗老化性能量化表征与分析

      2022, 25(9):945-952. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.009

      摘要 (102) HTML (21) PDF 1.07 M (307) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对热氧老化前后的90#基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青进行三大指标、布氏黏度、频率扫描、线性振幅扫描和介电常数测试,研究了老化前后沥青基础指标、流变学指标、疲劳性能及沥青组分的变化情况,量化了短、长期老化后各指标的变化情况,并建立了沥青组分与性能指标之间的量化关系.结果表明:采用三大指标描述沥青老化程度时,针入度指标评价最为合理;基质沥青的黏度、温度敏感性、复数剪切模量主曲线和抗疲劳性能受热氧老化的影响大于SBS改性沥青;基质沥青的黏度和温度敏感性在短期老化过程中变化更明显,SBS改性沥青的黏度和温度敏感性在长期老化过程中变化更明显;2种沥青的抗疲劳性能和复数剪切模量的衰减主要发生在长期老化过程中;采用介电常数对沥青组分进行划分,并以此关联沥青老化前后性能变化的分析方法是可行的.

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    • >工程应用
    • 基于数字图像技术的TRC加固砌体裂缝发展研究

      2022, 25(9):953-959. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.010

      摘要 (63) HTML (14) PDF 4.60 M (246) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用纤维编织网增强混凝土进行砌体墙的加固,并利用数字图像相关技术(DIC)可以全场测量的特点,在全场范围内对加固砌体墙在承受荷载时所产生的裂纹扩展情况进行探测.探测结果表明:随着荷载的增加,砌体墙加固层持续开裂,由微裂纹逐渐形成肉眼可见的裂缝,裂缝的形态和扩展路径与应变场的变化相对应.

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    • >研究简报
    • 生态修复用超疏水颗粒表面结构调控及环保性优化

      2022, 25(9):960-967. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.011

      摘要 (63) HTML (17) PDF 1.98 M (185) 评论 (0) 收藏

      摘要:以大漠沙为基材,通过对表面覆膜树脂用量和微/纳米级辅材掺量的复合调控,研究了颗粒表面结构对生态修复用超疏水颗粒疏水性和抗渗性的影响.针对生产制备过程中不可避免地会产生挥发性有机化合物这一问题,对比研究了疏水型碳酸钙和亲水型活性炭分别作为微米级辅材时生产过程中总挥发性有机化合物(TVOC)浓度的变化情况,并以此来表征超疏水颗粒的环保性.结果表明:纯树脂覆膜的试样仅具有疏水性,接触角约90.5°;表面粗糙结构的构建能够大大提高超疏水颗粒的疏水性和抗渗性,且表面二级粗糙结构优于一级粗糙结构,在达到超疏水效果时,具有表面二级粗糙结构的超疏水颗粒抗静水高度约为255 mm,具有表面一级粗糙结构的超疏水颗粒抗静水高度约为230 mm;TVOC吸附曲线表明,采用活性炭制备的超疏水颗粒具有超疏水性和环境友好性,空气中的TVOC质量浓度降低约86.7%.

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    • 硅酸盐白水泥石面层加速碳化程度与微观结构

      2022, 25(9):968-975. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.012

      摘要 (80) HTML (19) PDF 2.79 M (243) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究加速碳化对白色硅酸盐水泥石强度、碳化程度和微观结构的影响,采用热重分析(TG)定量表征水泥石中的Ca(OH)2(CH)及CaCO3含量,通过扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)和压汞仪(MIP)测试水泥石的微观结构.结果表明:与同龄期的自然养护试样相比,碳化养护3、14、28 d时水泥石抗压强度分别提高10.7%、7.3%和5.8%,抗折强度分别提高17.9%、16.1%和14.3%;碳化14 d时的试样继续干湿循环养护7 d仍可明显提高CH含量,碳化28 d后的碳化程度趋于稳定;碳化试样的孔隙率略高且平均孔径更低,其50~200 nm的较大孔数量明显减少,而小于20 nm的微孔数量相对更多;常压下加速碳化反应直接发生在水泥水化产物CH晶体的表面,在CH晶体棱角处的碳化程度最高,碳化产物与之共生.

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    • PE/PVA纤维海砂ECC的拉伸性能与本构模型

      2022, 25(9):976-983. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.013

      摘要 (89) HTML (25) PDF 2.30 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:以纤维类型及其体积分数为变量,通过单轴拉伸试验,研究了海砂工程水泥基复合材料(SECC)的单轴拉伸性能,并基于现有工程水泥基复合材料(ECC)的拉伸本构模型,阐述了SECC的稳态开裂机理,提出以强化段与软化段描述SECC拉伸应力-应变关系的波动上升段和下降段,得到了新的适用于SECC的拉伸本构模型.结果表明:纤维体积分数为1.5%的聚乙烯(PE)纤维/SECC表现出饱和多缝开裂的应变硬化行为,其延性可达到3.99%;提出的SECC拉伸本构模型计算结果可准确描述具有稳态开裂行为SECC的拉伸应力-应变关系.

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    • 钢纤维再生混凝土的直剪力学性能

      2022, 25(9):984-990. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.014

      摘要 (74) HTML (22) PDF 1.25 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究直剪作用下钢纤维再生混凝土(SFRAC)的破坏机理,以试件尺寸、再生骨料取代率、钢纤维体积分数Vf为变化参数,设计了138个试件,并对其进行了直剪试验,得到了试件的直剪荷载-位移全过程曲线,分析了不同变化参数对SFRAC峰值剪力、抗压强度等直剪力学性能的影响规律,给出了不同试件尺寸下SFRAC峰值剪力的换算系数,提出了SFRAC抗剪强度公式.结果表明:随着试件尺寸的增大,SFRAC峰值剪力逐渐增大;随着再生骨料取代率的增加,Vf=0%的试件峰值剪力先增大后减小,Vf=1.0%的试件峰值剪力减小;钢纤维对再生混凝土抗剪能力提高幅度较大,对抗压强度提高幅度较小;提出的抗剪强度公式计算值与试验值吻合良好.

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    • 非均匀锈蚀钢筋拉伸性能试验与模拟

      2022, 25(9):991-998. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.09.015

      摘要 (71) HTML (19) PDF 1.29 M (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢筋的非均匀锈蚀形貌是决定锈蚀钢筋力学性能的关键.结合“电渗-恒电流-干湿循环”加速锈蚀方法与3D扫描技术,获取了13根不同锈蚀程度、不同直径钢筋试件的锈蚀形貌,并通过单调拉伸试验和数值模拟,研究了锈蚀程度及钢筋直径对其力学性能的影响.结果表明:钢筋的名义屈服强度、名义极限强度、名义弹性模量、硬化起始应变和名义峰值应变等特征参数均随着锈蚀程度的增加而降低,且较小直径钢筋的强度特征值受锈蚀影响更为显著;微段切分法的分析结果表明,锈蚀钢筋名义力学性能的劣化是由截面积削弱引发的,其实际力学性能并未改变;根据已有试验数据和模拟结果,以最大截面锈蚀率和平均质量锈蚀率作为锈蚀程度量化指标对各力学性能特征参数退化规律进行了标定,进而建立了非均匀锈蚀钢筋拉伸本构模型.

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