2024, 27(3):189-196. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.001 CSTR:
摘要:为快速准确地获得具有优异耐水性氯氧镁水泥混凝土(MOCC)的配合比,设计了拓扑结构为4-10-2的粒子群优化(PSO)算法-反向传播(BP)神经网络(PSO-BPNN)模型.该模型的输入层参数为n(MgO)/n(MgCl2)、粉煤灰掺量、磷酸掺量和磷肥掺量,输出层参数为MOCC的抗压强度和软化系数;模型数据集为144组,其中训练集数据为100组,验证集数据为22组,测试集数据为22组.结果表明:PSO-BPNN模型在MOCC抗压强度预测中的评价参数——决定系数R2=0.99、平均绝对误差SMAE=0.52、平均绝对误差百分比SMAPE=1.11、均方根误差SRMSE=0.73;其在软化系数预测中的评价参数——R2=0.99、SMAE=0.44、SMAPE=1.29、SRMSE=0.62;与BP神经网络(BPNN)模型相比,PSO-BPNN模型具有更强的双参数预测能力,可用于MOCC配合比的正向设计和反向指导.
2024, 27(3):197-205. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.002 CSTR:
摘要:为提高硫氧镁水泥(MOSC)的耐水性,以煅烧沸石粉为掺合料制备MOSC,研究了煅烧前后沸石粉对MOSC凝结时间、力学性能、耐水性、相组成、微观形貌和孔结构的影响.结果表明:掺入煅烧沸石粉提高了MOSC的力学性能,且煅烧前后的沸石粉均可在MOSC体系中反应形成水化硅酸镁(M-S-H)凝胶,降低了MOSC的总孔隙率,提高了MOSC的耐水性,但掺入煅烧沸石粉的MOSC耐水性更优;MOSC中掺入20%经200 ℃煅烧、升温速率15 ℃/min处理的沸石粉后,MOSC的耐水性最优,其28 d抗压和抗折强度保留系数分别可达0.91、0.95.
2024, 27(3):206-214. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.003 CSTR:
摘要:研究了聚乙烯(PE)纤维及其与细橡胶颗粒复掺对泡沫混凝土弯曲破坏模式、峰值强度、能量吸收特性和弯曲韧性的影响,并结合孔结构分析和微观形貌观察探究了其作用机理.结果表明:PE纤维使泡沫混凝土出现多缝开裂模式,显著提升了其峰值强度、能量吸收能力和弯曲韧性;复掺细橡胶颗粒可以进一步提升泡沫混凝土试件的比能量吸收和弯曲韧性;掺入PE纤维可以降低泡沫混凝土的平均孔径;复掺细橡胶颗粒导致泡沫混凝土试件的平均孔径增大,联通孔增多,对其峰值强度有不利影响;PE纤维及细橡胶颗粒提升泡沫混凝土弯曲韧性的主要原因在于其削弱了裂纹尖端的应力集中,同时增强了能量耗散作用.
2024, 27(3):215-222. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.004 CSTR:
摘要:采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG-DTG)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS),研究了不同石灰石粉掺量碱激发矿渣-石灰石粉(AAS-LS)低碳胶凝复合体系在海洋环境大气区与水下区的水化产物相组成、官能团以及微结构特性.结果表明:在海洋大气区自然碳化过程中,AAS-LS净浆新增的碳化产物主要为CaCO3的多晶型物相——亚稳态球霰石和文石;在持续的海水浸泡环境中,有Mg(OH)2和微量Ca(OH)2生成,且在浸泡12个月后,类水滑石相显著出现;石灰石粉在碱激发体系中具有潜在的化学效应.
2024, 27(3):223-229. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.005 CSTR:
摘要:采用碳纤维和玄武岩纤维改性地聚合物,分析了纤维掺量对其流动性、力学性能、电阻率及压敏行为的影响规律,揭示了纤维导电性能对地聚合物压敏性能的影响机制.结果表明:碳纤维对地聚合物流动性的影响大于玄武岩纤维;当碳纤维掺量升高时,地聚合物电阻率明显下降,且可分为缓降、突降和平缓阶段;随着碳纤维掺量的升高,地聚合物压敏性能先增强后减弱;当碳纤维体积分数为0.4%时,地聚合物压敏性能最优;玄武岩纤维对地聚合物压敏性能具有削弱作用.
2024, 27(3):230-236. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.006 CSTR:
摘要:采用非接触式光学应变测试系统,跟踪测试了2 060 MPa级高强钢丝试件在20~900 ℃下的全过程应力-应变曲线,建立了高温钢丝各力学性能指标的高温函数模型,得到其高温破断参数.结果表明:高温下高强钢丝试件的各力学性能指标均有不同程度折损.当温度低于200 ℃时,试件的力学性能指标折损率不超过10%,破断模式为脆性破坏;当温度超过200 ℃后,试件的各力学性能指标折损率显著增大,破断模式逐渐由脆性破坏转变为塑性破坏.
2024, 27(3):237-244. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.007 CSTR:
摘要:通过工业固废改良膨胀土团聚体的搅拌破碎试验以及破碎土的耐久性试验,揭示了团聚体尺寸效应对改良效果的影响,并分析了其影响机理.结果表明:掺入铁尾矿砂和电石渣能加速土团聚体在搅拌过程中的破碎;大粒径团聚体内部膨胀土的改良效果较差,容易产生裂隙;粒径大于15 mm的团聚体含量越高,试样的耐久性越差;相对于电石渣改良土,复合改良土的耐久性更好;对于应用于底基层的电石渣改良土和复合改良土,建议控制粒径大于15 mm土团聚体的含量分别小于2.5%和21.8%.
2024, 27(3):245-252. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.008 CSTR:
摘要:为确定钢纤维页岩陶粒混凝土(SFCC)现场实际的导热系数,与桥面板施工同步制作了不同钢纤维体积分数的SFCC试件,采用热板法进行测定,校核并扩展了导热系数预测公式,并且对高温沥青摊铺时SFCC桥面板的温度场进行了实测和数值模拟.结果表明:环境湿度为67%时,SFCC的实测导热系数为0.915~1.409 W/(m·K),增加钢纤维体积分数可提高SFCC导热系数;考虑湿度和钢纤维影响后的扩展Maxwell公式预测值与实测值吻合良好;高温沥青摊铺时桥面板SFCC混凝土内的温度梯度可达20.5 ℃,超过规范日温差,采用数值模拟可有效计算桥面板温度场.
2024, 27(3):253-258. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.009 CSTR:
摘要:以废玻璃为骨料,NaOH和NaCl为碱金属离子来源,通过玻璃溶解及玻璃砂浆碱骨料反应(ASR),研究了碱金属离子对玻璃砂浆ASR的影响.结果表明:玻璃溶解速率随溶液中OH—浓度增加而升高,当OH—浓度为1.000 mol/L时达到峰值,随后降低;在NaOH环境中,ASR膨胀率随NaOH浓度升高而增加,膨胀速率随时间延长而递减;在NaCl环境中,膨胀主要发生在侵蚀初期;在NaOH与NaCl共存环境中,膨胀率与膨胀速率均明显增大,侵蚀后期膨胀速率增加显著;NaOH浓度的增加及NaCl的加入,均导致ASR凝胶钠硅比升高,增加了凝胶的吸水肿胀性,最终加剧膨胀.
2024, 27(3):259-266. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.010 CSTR:
摘要:比较了高引气剂掺量-低轻质集料掺量与无引气剂-高轻质集料掺量对轻质抹灰石膏(LPG)砂浆物理力学性能的影响,并结合压汞法(MIP)和扫描电镜(SEM)分析了引气剂对抹灰石膏孔隙特征的影响.结果表明:掺入引气剂和轻质集料的抹灰石膏内部孔隙主要是气孔,随着引气剂掺量的增加,抹灰石膏内部孔隙率增加,但内部孔隙尺寸先增大后减小;高引气剂掺量-低轻质集料掺量LPG砂浆和无引气剂-高轻质集料掺量LPG砂浆达到相同性能时,引气剂可以大幅减少玻化微珠掺量,达到绿色环保节能.
2024, 27(3):267-274. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.011 CSTR:
摘要:以水玻璃、矿渣粉为材料,基于逆Leidenfrost效应制备了多孔地聚合物微球,研究了其孔结构及pH缓冲性能.结果表明:改变水玻璃掺量和水固比可以调控多孔地聚合物微球的孔结构和pH缓冲性能;当水固比为1.0、水玻璃掺量由4%增大至8%时,微球的孔隙率、中位孔径和孔比表面积均减小,pH值波动范围为1.50~1.90;当水玻璃掺量为4%、水固比由1.0增大至1.2时,微球的孔隙率、中位孔径和孔比表面积均增大,pH值波动范围超过2.00;与双氧水直接发气法制备的多孔地聚合物相比,基于逆Leidenfrost效应制备的多孔地聚合物具有更好的pH缓冲性能和更高的OH-累积浸出量.
2024, 27(3):275-282. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.012 CSTR:
摘要:基于沥青混合料的材料组成及分布,采用扫描电镜(SEM)测定热拌沥青混合料中集料表面裹附的沥青膜厚度,并提出一种拌和和易性评价指标.采用集料分布均匀性和压实度测试结果进一步验证和分析不同热拌沥青混合料拌和和易性的变化规律.结果表明:沥青种类、级配类型及拌和温度对热拌沥青混合料拌和和易性影响作用不同;沥青膜在集料表面裹附得越均匀,热拌沥青混合料的拌和和易性就越好,集料分布的离散性越小,热拌沥青混合料成型的压实度越大.