• 2023年第26卷第7期文章目次
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    • >论文
    • 高强混凝土内养护效果的微观量化表征与分析

      2023, 26(7):697-704. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.001

      摘要 (77) HTML (10) PDF 0.00 Byte (307) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高吸水性树脂(SAP)作为混凝土内养护材料,通过纳米压痕试验,研究了养护龄期和SAP掺量对内养护混凝土孔洞界面微观力学的影响,借助扫描电镜与能谱分析(SEM-EDS)表征混凝土的内部物相及化学组成.结果表明:随着养护龄期的增加,SAP释水界面的弹性模量和硬度提高;掺入SAP后,混凝土中的水化产物分布更加均匀;随着养护龄期的增加,水化产物含量逐渐增大,界面更加致密;SEM-EDS测试结果与力学性能相吻合,说明SAP对高强混凝土具有积极影响.

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    • 基于耦合BAS-MLP的混凝土抗压强度预测

      2023, 26(7):705-715. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.002

      摘要 (80) HTML (7) PDF 0.00 Byte (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对1 030组混凝土抗压强度试验数据,通过天牛须搜寻算法(BAS)来训练多层神经网络(MLP),并与混合复杂进化方法(SCE)-MLP、多元宇宙优化算法(MVO)-MLP这2种耦合模型算法进行对比分析,得到可用于预测混凝土抗压强度的算法模型.结果表明:BAS可以显著提高MLP的训练精度和预测精度,该算法比SCE-MLP、MVO-MLP耦合模型算法更快、更准确;与人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)个体学习算法相比,元启发式算法在混凝土抗压强度预测方便表现出良好的优越性.同时讨论了BAS-MLP模型中与训练数据集数量和输入变量数量相关的因素,发现使用1 030组数据的80%即可获得良好的预测结果.

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    • 混杂聚丙烯纤维-回收轮胎钢纤维增强UHPC高温后力学性能

      2023, 26(7):716-722. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.003

      摘要 (71) HTML (23) PDF 0.00 Byte (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:测试了混杂聚丙烯纤维(PPF)-回收轮胎钢纤维(RTSF)增强超高性能混凝土(UHPC)高温后的抗压强度,并研究了其工作性能.结果表明:PPF体积分数达到0.9%后,可以防止UHPC发生高温爆裂;UHPC的抗压强度随着温度的升高先增大后减小,400 ℃作用后达到最大值,比20 ℃作用后提高了9.2%~19.9%;相同温度作用后,UHPC的抗压强度随着PPF体积分数的增大而降低;PPF熔化前与基体有效黏结,其与RTSF均可发挥桥连作用,PPF熔化后在基体中形成孔道,提高了UHPC的耐高温性能.

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    • 基于X-CT的泡沫混凝土孔隙结构与导热性能

      2023, 26(7):723-730. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.004

      摘要 (89) HTML (4) PDF 0.00 Byte (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同密度泡沫混凝土的孔隙结构特征及其导热性能差异,使用X射线计算机断层成像技术(X-CT)对4种密度的泡沫混凝土试样进行扫描,实现了泡沫混凝土孔隙结构的三维重建.基于试样的孔隙特征及分布,利用Matlab软件随机生成代码建立了4种密度的泡沫混凝土模型,并在Comsol有限元软件中对其稳态传热进行了仿真模拟.结果表明:泡沫混凝土内部的孔径分布近似服从对数正态分布,随着密度的增大,试样的孔隙率和孔径随之减小,孔隙形状逐渐趋于球状;泡沫混凝土内部传热主要在水泥基体中进行,少部分热流会穿过小尺寸孔隙,而大尺寸孔隙增大了热流的传导路径,对泡沫混凝土的导热性能影响较大.

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    • 纳米SiO2对橡胶混凝土断裂行为的影响

      2023, 26(7):731-738. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.005

      摘要 (53) HTML (5) PDF 0.00 Byte (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善橡胶混凝土的力学性能,以纳米SiO2为改性剂,研究了纳米SiO2增强橡胶混凝土的断裂行为,采用数字图像相关方法,分析了纳米SiO2增强橡胶混凝土断裂性能,并结合微观结构分析探讨了其增强机理.结果表明:纳米SiO2的掺入对橡胶混凝土的断裂性能和强度提高效果显著;纳米SiO2与橡胶的协同作用提高了混凝土裂缝扩展稳定性,延长了断裂过程起裂到失稳的时间;纳米SiO2对橡胶混凝土断裂性能的提升归结于其对水泥基质的改善,从而提高了混凝土的承载能力.

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    • 超高性能混凝土颗粒紧密堆积理论优化探索

      2023, 26(7):739-745. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.006

      摘要 (180) HTML (201) PDF 0.00 Byte (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对修正的Andreasen-Andersen模型(MAA模型)在应用于超高性能混凝土(UHPC)配合比设计中的不足,提出了一个基于物理化学的协同优化方法.首先,通过试验探索了MAA模型的关键参数、颗粒分布模量(q)和最大骨料粒径(Dmax)对UHPC性能的影响,得到了最优的Dmax以及q值;然后,根据水泥水化程度的发展,基于一种水泥水化球壳模型建立了新的水泥水化等效粒径并得到了优化配比,完善了MAA模型在UHPC设计中的应用.

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    • 碱激发泡沫混凝土早期稳定行为及机理

      2023, 26(7):746-754. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.007

      摘要 (109) HTML (12) PDF 0.00 Byte (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了不同种类泡沫在碱性环境和碱激发泡沫混凝土中的早期稳定时变行为.结果表明:相比植物型、动物蛋白型发泡剂,复合型发泡剂在碱性环境中具有更好的稳定能力;随着激发剂模数和碱当量的增加,碱激发泡沫混凝土的沉降距逐渐增大,沉降时间逐渐缩短,沉降速率倍增;碱激发泡沫混凝土的早期稳定性是由泡沫本身的稳定性和碱激发混凝土浆体的协同作用所决定,在激发剂模数1.0、碱当量3%、矿渣与粉煤灰质量比为8∶2和复合型发泡剂发泡的条件下,可以制备出具有良好早期稳定性的碱激发泡沫混凝土.

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    • 钢-聚丙烯混杂纤维混凝土等幅受压疲劳变形

      2023, 26(7):755-761. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.008

      摘要 (62) HTML (12) PDF 0.00 Byte (253) 评论 (0) 收藏

      摘要:对钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(HFRC)开展单轴等幅循环受压疲劳变形试验,以探究应力水平对HFRC疲劳破坏形态、疲劳应力-应变曲线、疲劳耗能能力以及极限疲劳变形的影响规律.结果表明:HFRC的疲劳破坏形态为剪切破坏,具有延性破坏特征;HFRC的疲劳累积耗能和极限疲劳变形随着应力水平的降低而增加;建立了考虑存活率的HFRC应力水平-极限疲劳变形方程,能够定量描述HFRC在任意疲劳荷载作用下的极限变形.

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    • 赤泥-粉煤灰稳定煤矸石基层强度特性及机理

      2023, 26(7):762-770. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.009

      摘要 (115) HTML (10) PDF 0.00 Byte (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:以赤泥、粉煤灰、脱硫石膏及一种碱性固体废弃物外加剂为胶凝材料,煤矸石为骨料,制备得到环境友好型全工业固废路面基层混合料(RFDC).研究了4个龄期(7、28、56、90 d)下,不同粉煤灰掺量RFDC无侧限抗压强度(fUCS)和劈裂抗拉强度(fSTS)的发展规律,分析了抗压试件和劈裂抗拉试件的破坏形态,探讨了固废胶凝材料中3种氧化物摩尔比与RFDC 7 d fUCS的相关性,揭示了RFDC的强度形成机理.结果表明:当粉煤灰掺量为15%时,RFDC的力学性能最佳,抗压试件为典型的中心抗压破坏,劈裂抗拉试件为煤矸石粗集料破坏;固废胶凝材料的n(CaO)/[n(SiO2)+n(Al2O3)]值与RFDC 7 d fUCS的相关性最高;钙矾石(AFt)、水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)凝胶及沸石类物质等水化产物是RFDC强度的主要来源.

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    • 反复拉伸加载下钢筋力磁耦合效应

      2023, 26(7):771-782. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.010

      摘要 (56) HTML (5) PDF 0.00 Byte (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究钢筋的力磁耦合特性,开展反复拉伸试验,研究了钢筋应力σ、应变ε与漏磁强度法向分量BZ之间的关联,引入了“应力变化参量”σN与“漏磁强度变化参量”BN.结果表明:钢筋反复拉伸过程中ε值与BZ值均具有可逆性,且应变幅的增大使得BZ变化速率减小;σBZ的波动周期相同,波动方向相反;不同反复拉伸阶段下应力幅与漏磁强度变化率的比例关系一致,且相对偏差率小于9.40%;σNBN呈线性关系,拟合直线斜率接近1.000,表明应力幅变化率与漏磁强度变化率相对等;仿真分析与试验结果吻合.

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    • 酸环境下石灰-偏高岭土改性遗址土的强度及色差分析

      2023, 26(7):783-791. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.011

      摘要 (54) HTML (6) PDF 0.00 Byte (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用X射线衍射、热重分析、扫描电镜观测、色差分析和强度性能测试等方法,研究了酸环境下石灰-偏高岭土(L-MK)及天然水硬性石灰(NHL)改性遗址土强度与色差的变化规律,并探讨了其微观机制.结果表明:随着酸环境下干湿循环次数的增加,L-MK改性遗址土强度先增后减,而NHL改性遗址土则单调递减,且经历20次干湿循环后L-MK改性遗址土强度为NHL改性遗址土强度的1.6倍以上;与原样遗址土相比,8%偏高岭土掺量下L-MK改性遗址土色差最小,且小于8%及10%NHL改性遗址土,L-MK与NHL改性遗址土强度变化规律的差异性与水化产物水化硅酸钙(CSH)的稳定性及CaSO4·2H2O等膨胀性物质的生成量有关,采用L-MK替代NHL应用于土遗址修复领域是可行的.

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    • 共聚醚二醇对叠层聚氨酯支座耐低温性能的影响

      2023, 26(7):792-799. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.012

      摘要 (68) HTML (11) PDF 0.00 Byte (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过引入3-甲基-四氢呋喃/四氢呋喃共聚醚二醇(3MCPG)来提高可浇筑式叠层聚氨酯支座(CLPB)的耐低温性能,从微观层面研究3MCPG质量分数(0%、6%、9%、12%、15%、25%)对聚氨酯弹性体(PUE)的影响机理,对改性后的PUE及CLPB分别在23、0、-10、-20 ℃下进行一系列力学试验.结果表明:3MCPG的引入降低了PUE软硬段的微相分离程度和玻璃化转变温度;相对于23 ℃,PUE-0%和PUE-25%的抗拉强度在-20 ℃分别增加了50.8%、20.1%,CLPB-15%和CLPB-25%的竖向刚度较CLPB-0%分别下降了2.5%、4.4%,CLPB-0%和CLPB-25%的水平刚度在-20 ℃分别增加了106.0%、44.2%.

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    • >工程应用
    • 昆明地区室内自然环境对不同类型木质梁蠕变性能的影响

      2023, 26(7):800-808. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.013

      摘要 (43) HTML (7) PDF 0.00 Byte (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用自研足尺寸木质梁蠕变测试系统,对昆明室内自然环境下2种实木矩形梁和3种木工字梁进行了200 d蠕变测试,并分析其含水率与相对湿度的关系.结果表明:木质梁含水率的变化明显滞后于相对湿度的变化,且其在吸湿段的滞后大于解吸段;2种实木矩形梁和3种木工字梁在低湿波动、高湿波动、湿度持续波动上升和湿度持续波动下降这4类相对湿度典型变化时段的平均蠕变速率分别为8.839×10-2、1.183×10-2、-1.730×10-2/-3.598×10-2、7.424×10-2/9.007×10-2 mm/d,机械吸附蠕变特征明显;7条木质梁的FB90(加载90 d后蠕变挠度与加载1 min后蠕变挠度的比值)小于1.60,满足承重用梁的抗蠕变要求;实木矩形梁的抗蠕变性能优于木工字梁.

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    • >研究简报
    • 聚乙烯醇纤维和碳纳米管改性对混凝土力学性能的影响

      2023, 26(7):809-815. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.014

      摘要 (97) HTML (11) PDF 0.00 Byte (343) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究聚乙烯醇(PVA)纤维和碳纳米管(CNTs)对混凝土力学性能的影响,制备了不同PVA纤维和CNTs掺量的混凝土试件来进行抗压、劈裂抗拉以及抗折试验,并通过数字图像相关(DIC)技术对试件在抗折试验下的裂缝扩展进行了全过程监测.结果表明:当PVA纤维体积分数和CNTs质量分数均为0.15%时,混凝土试件的力学性能最优;DIC应变云图直观展示了混凝土试件在抗折试验过程中的裂缝扩展,可以对裂缝的位置以及发育方向进行准确地判别;PVA纤维和CNTs通过桥接作用延缓了水泥基体中微裂缝的发展,改善了混凝土的微观结构,表现出正混杂效应.

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    • 机械-水热联合法制备高活性硅酸二钙

      2023, 26(7):816-822. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.015

      摘要 (81) HTML (14) PDF 0.00 Byte (390) 评论 (0) 收藏

      摘要:以稻壳灰和Ca(OH)2为原料,B2O3为稳定剂,通过机械-水热联合法制备了高活性硅酸二钙(C2S),研究了预处理工艺对稻壳灰活性以及烧成制度对硅酸二钙活性的影响.结果表明:稻壳灰经1%稀硫酸溶液预处理2.5 h后煅烧,可使稻壳灰活性增高,有利于提高水热合成的效率;分段煅烧和掺入0.5%的B2O3促进了β-C2S的形成,并提升了其早期水化活性,有利于强度发展;按钙硅比为2配制的物料经球磨2.0 h、水热4.0 h后,先在500 ℃下预烧1.0 h,再升温至600 ℃煅烧1.0 h,可得到高活性硅酸二钙,其水化7、28 d后的抗压强度分别为33.0 、41.1 MPa.

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