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      论文
    • 崔圣爱,徐李麟,饶家锐,曹卓颖

      2024,27(2):99-105, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.001

      Abstract:

      研究了玄武岩纤维棒(BFB)的纤维增强指数IR对玄武岩纤维棒聚合物混凝土(BFB-PC)韧性指标T2(n-1)n)的影响,通过分形理论探究了T2(n-1)n)与裂缝形貌的关系,并建立了弯曲韧性计算模型.结果表明:当IR=90.0时,BFB对BFB-PC的增韧效果最优,此时BFB-PC的弯曲韧性比未掺BFB时提升了8.39倍;BFB的增韧阈值为IR=37.5和IR=90.0;当IR相同时,与未掺聚合物的混凝土相比,聚灰比为0.06的BFB-PC T2(n-1)n)更高;IR越大裂缝形貌越复杂,T2(n-1)n)与裂缝分形维数呈二次函数关系;本文提出的弯曲韧性计算模型准确描述了BFB对PC梁的增韧作用,其试验值与理论值的相对误差小于15.00%.

    • 朱天宇,陈忠辉,张令非,年庚乾

      2024,27(2):106-113, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.002

      Abstract:

      采用最小包围盒(MBB)法确定骨料粒径,并与采用等体积球(EVS)法计算的骨料粒径进行比较,分析了这2种粒径计算方法对细观混凝土内部结构的影响.结果表明:采用MBB法计算的骨料粒径与室内试验采用筛分法确定的骨料粒径更为接近;与MBB法相比,EVS法低估了球状、片状和盘状骨料的粒径,且被低估的骨料占比由大到小依次为球状、片状和盘状,EVS法高估了棒状骨料的粒径;粒径计算方法对细观混凝土内部结构的影响因骨料形状类型不同而呈现一定差异性.

    • 王永宁,李晓民,杨涛,魏定邦,李波

      2024,27(2):114-120, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.003

      Abstract:

      为评价双螺杆活化胶粉复合SBS改性沥青及其混合料的低温性能,用测力延度、半圆弯曲和裂缝扩展性能试验分别测试了SBS改性沥青、未活化胶粉复合SBS改性沥青和双螺杆活化胶粉复合SBS改性沥青的低温性能指标,并采用熵权法对测力延度指标进行优选,通过荧光显微镜和四组分试验对3种沥青的性能变化进行机理分析.结果表明:测力延度指标中最大屈服点可有效表征双螺杆活化胶粉复合SBS改性沥青的低温性能;双螺杆活化过程中交联键被打开,并与SBS形成稳定的交联网络结构,显著提高了改性沥青混合料的高温性能和抗水损害性能.

    • 李秀君,董力铭,孙悦,张恒,赵麟昊

      2024,27(2):121-131, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.004

      Abstract:

      分别制备了热氧老化沥青和热氧-紫外老化沥青,构建了新、旧沥青双层扩散模型,并且通过相对浓度与扩散系数的模拟计算、拉拔试验与荧光显微镜试验研究了新、旧沥青扩散融合程度与温度、沥青四组分的关系. 结果表明:热氧-紫外老化沥青更不易与基质沥青扩散融合,与基质沥青的黏附性较差;在10~40 ℃内,新、旧沥青能够快速扩散融合,超过40 ℃后,升高温度对扩散融合的促进作用逐渐减小,且对热氧-紫外老化沥青与基质沥青的扩散融合促进作用的减小速率更大;沥青四组分扩散系数的大小顺序依次为:饱和分>芳香分≥胶质>沥青质,经紫外老化后,四组分的扩散系数均有所下降,沥青质的降幅最大.

    • 工程应用
    • 赵雪松,孙振平,杨海静,罗琼,马跃飞

      2024,27(2):132-138, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.005

      Abstract:

      采用水溶液自由基共聚法,将乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与丙烯酸共聚合成了聚羧酸系减水剂(PCEs),深入研究了反应温度、滴加时间和链转移剂用量3个主要因素对PCEs分子结构和分散性的影响及机理.结果表明,反应温度和链转移剂用量对乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的转化率、PCEs的相对分子质量及其分布影响较大,导致PCEs在水泥净浆中的分散性和分散保持性有明显的区别,而滴加时间的影响相对较小.

    • 研究简报
    • 李悦,李洪文,金彩云,林辉,罗晓

      2024,27(2):139-145, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.006

      Abstract:

      采用波导法测定硅酸镁水泥的电磁性能,分析镁硅比和养护温度的影响,并基于微观测试结果进行机理分析.结果表明:提高养护温度可以显著增强硅酸镁水泥的早期强度;硅酸镁水泥的复介电常数实部随着镁硅比和养护温度的提高逐渐增大;提高养护温度使硅酸镁水泥的复介电常数虚部和损耗角正切值增大;与镁硅比相比,养护温度对硅酸镁水泥的透射率、反射率和吸收率的影响更为明显.微观测试结果显示含水量和孔结构对硅酸镁水泥的电磁性能有重要影响.

    • 许钰,李建,王茹

      2024,27(2):146-152, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.007

      Abstract:

      研究了固定水灰比条件下具有不同取代度和取代基团的5种纤维素醚在0.3%和0.6%掺量时对硫铝酸盐(CSA)水泥砂浆拉伸黏结强度的影响,并结合保水率测试及压汞法对砂浆孔结构进行分析,探讨了纤维素醚结构对其拉伸黏结强度的影响机制.结果表明:对于同类纤维素醚,高取代度的引气多,改性砂浆孔隙率大、拉伸黏结强度低;对于不同类纤维素醚,羟乙基甲基纤维素醚改性砂浆的孔隙率较羟丙基甲基纤维素醚改性砂浆的要小,拉伸黏结强度更高.基于测试结果提出了CSA水泥砂浆拉伸黏结强度影响因子模型.

    • 范向前,葛菲

      2024,27(2):153-160, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.008

      Abstract:

      为探究早龄期混凝土的断裂性能,针对5种养护龄期(3、7、14、21、28 d)的混凝土试件,开展20根含预制裂缝的三点弯曲梁断裂试验,得到其荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线.基于该曲线,计算得到早龄期混凝土的断裂韧度(起裂韧度和失稳韧度)和断裂能.采用声发射(AE)技术,通过振铃计数和累计振铃计数与时间的关系曲线,探讨养护龄期对早龄期混凝土试件损伤断裂过程的影响;通过计算上升角(RA)和平均频率(AF),分析了早龄期混凝土的破坏模式.结果表明:早龄期混凝土的断裂韧度和断裂能均随着养护龄期的增加而增大,抗开裂能力提高,延性变差.当养护龄期由3 d增至14 d时,混凝土的断裂韧度和断裂能增速较快;当养护龄期由14 d增至28 d时,混凝土的断裂韧度和断裂能增速变缓.振铃计数和累计振铃计数均能较好地反映早龄期混凝土的损伤破坏过程,其中累计振铃计数的增速随着养护龄期的增加而减小.混凝土的剪切裂缝占总裂缝的比例随着养护龄期的增加而增加.

    • 刘心中,郇冬冬,丘琛辉,张梦成,杨康

      2024,27(2):161-166, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.009

      Abstract:

      为了将生活垃圾焚烧底灰(MSWI-BA)进行资源化利用,基于响应面中心复合试验法(RSM-CCD)研究了不同活性激发方式对经过预处理的MSWI-BA水泥胶砂试块28 d抗压强度的影响.结果表明:活性激发MSWI-BA胶凝材料具有较好的胶凝活性;采用RSM-CCD得到,掺10%MSWI-BA水泥胶砂试块在最佳试验条件下的28 d抗压强度计算值为46.04 MPa,实测值为46.15 MPa,二者符合较好,为MSWI-BA的资源化利用提供了一种解决方法;MSWI-BA胶凝材料的安全性较好,重金属浸出性能满足GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废物技术规范》的要求.

    • 李力剑,刘素梅,徐凡丁,徐礼华

      2024,27(2):167-173, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.010

      Abstract:

      考虑粗骨料掺量、钢纤维掺量及长径比等因素,研究了含粗骨料超高性能混凝土(UHPC-CA)的单轴受拉力学性能,揭示了纤维增强的机理和粗骨料的作用机制.结果表明:随着粗骨料掺量的增加,UHPC-CA的单轴抗拉强度与变形性能均下降;钢纤维掺量增加、长径比增大对UHPC-CA的受拉力学性能有较大的提升作用;钢纤维与基体间具有良好的握裹力,在基体内出现裂缝后,主要依靠握裹作用承受拉应力;粗骨料的掺入削弱了钢纤维空间分布的均匀性,同时引入了薄弱的粗骨料-基体界面过渡区,对UHPC-CA的受拉性能产生了不利的影响.

    • 王仪良,谭建平,李薇,任文渊,袁克阔

      2024,27(2):174-180, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.011

      Abstract:

      利用X射线计算机断层成像及图像三维重构技术获取了陶瓷透水路面砖的孔隙特征参数与渗透系数.基于沿程水头损失及局部水头损失影响因素,选取合适孔隙特征参数,并利用量纲分析法建立了渗透系数与孔隙特征参数的定量关系模型.结果表明:通过统计学检验方法对建立的定量关系模型进行检验,发现所建立模型是合理可靠的;渗透系数受有效孔隙迂曲度、有效孔隙半径均值的影响最大,受有效孔隙比表面积、有效孔隙等效喉道半径及有效孔隙等效喉道长度的影响较小.

    • 刘宁,刘黎萍,黄颂昌,陆青清,程志强

      2024,27(2):181-188, DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.012

      Abstract:

      沸石作为制备泡沫沥青温拌混合料的发泡剂,其释放的沸石水和残留的沸石矿物对沥青-填料交互作用有着不同影响.通过流变学试验,研究了沸石、沸石矿物和沸石水对SBS改性沥青及其胶浆流变特性的影响.试验发现,在沥青或胶浆中添加沸石或沸石矿物可使其弹性增大,且随其掺量的增加而增大,沸石水则与之相反.进一步,利用基于流变特性的交互作用评价指标[η]、Palierne-C-G*和Luis Ibrarra-A-δ,研究了沸石、沸石矿物和沸石水对SBS改性沥青-填料交互作用的影响.研究表明,胶浆中添加沸石或沸石矿物可使沥青-填料交互作用增大,且随其掺量的增加而增大,沸石水则与之相反.

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    • 粗骨料UHPC单轴拉伸性能及损伤本构模型

      梁林, 王秋维, 史庆轩

      Abstract:

      通过单轴拉伸试验,研究粗骨料含量和钢纤维的掺量、类型及混杂配比对粗骨料超高性能混凝土(CA-UHPC)受拉性能的影响,揭示了CA-UHPC破坏机理以及粗骨料与钢纤维的相互作用机制. 结果表明:粗骨料引起的薄弱界面和空间阻隔削弱了钢纤维的增韧作用,CA-UHPC拉伸性能随粗骨料含量增大而降低,建议其含量不超过450 kg/m3;增大纤维掺量能改善CA-UHPC拉伸性能,且平直钢纤维的增韧作用更稳定;1.0%平直和1.0%端勾钢纤维混杂时,其与粗骨料匹配良好,纤维有效利用率达到25.4%,能够充分发挥混杂纤维的协同增韧作用. 最后建立了考虑粗骨料和钢纤维影响的CA-UHPC受拉损伤本构模型.

      • 1
    • 基于分形理论的古建筑青砖冻融损伤研究

      吴安利, 刘坤, 郝贠洪, 吴日根, 宣姣羽

      Abstract:

      冻融作用对寒冷地区的古建筑墙体青砖材料造成不可逆转的损伤,为保护好珍贵的古建筑,研究冻融循环下青砖的表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度及孔结构变化规律,并结合分形维数理论,建立分形维数与抗压强度、孔隙率及抗冻性能的关系.结果表明:随冻融次数增加,青砖表面小孔劣化为大孔逐渐延伸成裂缝,导致青砖剥落严重,质量损失率不断增加,相对动弹性模量和抗压强度均呈下降趋势;冻融后青砖的多害孔占比逐渐增加,无害孔、少害孔和有害孔占比减少;青砖的内部孔具有明显的分形特征,其分形维数分布在2.9642~2.9827之间,分形维数随冻融次数增加而减小,说明孔结构复杂程度逐渐减弱,分形维数与抗压强度的关系呈正相关、与孔隙率呈负相关,分形维数还与抗冻性能具有高度相关性.分形维数可用于评价青砖的微观孔隙结构,也可以反映冻融后孔隙结构复杂性对青砖宏观性能的影响.研究结果为寒冷地区古建筑青砖的保护及耐久性损伤提供依据.

      • 1
    • 碱式硫酸镁水泥基透光混凝土的界面黏结机理

      徐迅, 孙永涛, 李莹江, 王宗浩, 游潘丽

      Abstract:

      使用碱式硫酸镁水泥(BMSC)作为基体材料,制备了树脂透光混凝土(RLTC),利用界面剪切强度测试、超景深三维显微镜和扫描电镜(SEM)等方法,以分析BMSC基体与树脂的界面黏结性能.结果显示,BMSC与树脂界面裂缝较少且宽度较窄,在两者的界面上观察到大量针状5·1·7相(5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O)结构,微米级5·1·7相晶须填充了基体与树脂的孔隙,增加了界面间的机械啮合作用.相比使用硅酸盐水泥(PC)的RLTC,硬化后BMSC基体与树脂的界面拉拔强度明显提高,其中28d界面拉拔强度提高了59.2%.

      • 1
    • MgO碳化固化疏浚底泥的影响因素及作用机理

      孔祥辉, 梁允鹏, 崔帅, 王潇康, 张思峰

      Abstract:

      采用MgO碳化技术对疏浚底泥进行固化处理,通过强度试验和微观特性试验,系统分析了MgO碳化固化底泥的主要影响因素及微观机理.结果表明:增加MgO掺量能生成较多的水化产物和碳化产物,使得底泥强度明显增大;含水率与压实度能影响CO2在土体内部的运移,二者的增大都会导致CO2吸附量减少,从而影响底泥的碳化固化效果;长时间的碳化作用能使部分碳化产物发生变质反应,因此底泥强度随碳化时间的增长呈先增后减趋势.水化产物和碳化产物对土颗粒的包裹、胶结和孔隙填充,是MgO碳化固化底泥的主要作用机制.

      • 1
    • 再生沥青混合料拉压疲劳特性及粘弹表征

      李浩, 王选仓, 曾国东, 方杨, 龙国鑫

      Abstract:

      基于动态模量主曲线数学特征分析,建立了再生沥青混合料粘弹性评价体系,提出了表征粘弹行为的物性参数,对比了拉伸和压缩方向粘弹差异性;研究了再生沥青混合料拉伸和压缩方向疲劳特性,建立了疲劳性能与粘弹物性参数的相关关系.结果表明:相比于新沥青混合料,压缩模式下,再生混合料“弹而不够粘弹,但够有效粘弹”,拉伸模式下,再生混合料“弹而不粘”;同为压缩或拉伸模式时,仅粘弹物性参数Reve与疲劳寿命Nf线性相关程度高,加载方向不相同时,Reve与Nf无法建立线性关系.

      • 1
    • SiO2气凝胶改性复合防火聚苯板的制备及性能研究

      彭月飞, 杨鹏辉, 杨晨

      Abstract:

      构建了EPS颗粒与玻化微珠二级模型,得出EPS颗粒与玻化微珠的最佳粒径级配,粒径比约为5:2,体积比约为100:7。根据级配模型配制骨料,采用模压成型工艺制备的复合防火聚苯板,放大图显示骨料堆积紧密、有序。分析了硅酸盐胶凝材料、SiO2气凝胶及憎水剂对复合聚苯板性能的影响,结果显示:复合聚苯板的阻燃性能及拉拔强度随着硅酸盐胶凝材料掺量增加而增强,导热系数和拉拔强度随着SiO2气凝胶掺量的增加而降低,软化系数随而升高,吸水率随着憎水剂的掺量的增加随之降低。

      • 1
    • DEIPA和C-S-H-PCEs复掺对水泥-粉煤灰体系早期性能影响

      李好新, 刘驰, 郭君渊, 杨晓杰, 陈雪婷

      Abstract:

      促进水泥熟料-辅助组分体系强度发展,是有效降低水泥工业碳排放的有效途径.二乙醇-单异丙醇胺(DEIPA)是一种新型醇胺类早强剂,C-S-H-PCEs是一种新型纳米早强剂.因此,本论文试图探讨这两者对水泥-粉煤灰体系的综合影响.通过凝结时间、流动度、抗压强度,结合X射线衍射分析、热重-差示扫描量热法和扫描电镜分析法,研究了不同掺量的DEIPA与C-S-H-PCEs对水泥-粉煤灰体系的早期水化过程和早期性能影响规律,结果表明:随着DEIPA和C-S-H-PCEs掺量的增加,水泥-粉煤灰体系流动度增大、凝结时间缩短、早期强度提高和孔隙结构得到改善.

      • 1
    • 热解炭黑与沥青相容性的分子动力学模拟

      邓覃浩, 李闯民, 艾毅, 甘有为, 伍漳麟

      Abstract:

      为了探索废轮胎热解炭黑(PCB)与沥青的相容特性,选取SiO2和ZnO作为PCB表面代表成分,以含缺陷的石墨烯层(D-Graphene)作为炭黑表层。使用Materials Studio软件构建沥青与这些组分的界面模型。通过分子动力学研究发现,ZnO与沥青的黏附能密度最高,其次为D-Graphene,SiO2最低。但D-Graphene界面的沥青分子活性极高,显示出最大的均方位移和扩散系数。不同界面对沥青中各组分表现出选择性吸附,尤其ZnO效果最显著。据此可得出结论,提高PCB与沥青黏附性的关键在于尽可能消除酸性矿物灰分,并暴露PCB表层活性点。

      • 1
    • 基于纳米压痕试验的沥青混合料界面过渡区识别及断裂性能研究

      郭乃胜, 刘祥源, 王志臣, 王双, 何宏伟

      Abstract:

      为了探究沥青混合料界面过渡区(Interface transition zone,ITZ)的力学特性,采用纳米压痕试验对两种不同类型沥青与集料制备而成的沥青混合料ITZ进行识别,基于微观断裂韧度指标评价其力学特性。结果表明:玄武岩沥青混合料的ITZ厚度为6~12μm,石灰岩沥青混合料的ITZ厚度为10~18μm;ITZ与集料具有更为接近的力学特性,其抗开裂性能和稳定性则受沥青与集料共同影响,ITZ断裂韧度越大,沥青混合料抵抗开裂的性能越好;裂缝容易在ITZ和沥青胶浆的交界处展开,特别是沥青混合料更容易在ITZ和沥青胶浆的交界处发生脆性断裂。

      • 1
    • 界面键合对地聚合物-骨料性能影响的分子模拟

      刘泽锋, 张翛, 兰雪江, 李明辉, 史佳玉

      Abstract:

      界面键合方式是影响地聚合物与二氧化硅骨料界面特性的核心因素。本文通过分子模拟,建立三种界面键合方式的复合模型,探究其对界面结构及界面力学的影响。结果表明,界面化学键涵盖Si-O-Al键、Si-O-Si键及Na-O键;界面化学键含量的增加使界面过渡区宽度不变,密度增大,界面相互作用增强;界面处共价键贡献的能量是地聚合物与骨料结合的主要能量,其含量增加显著增强了界面强度,当界面Si-O-Si键浓度超过地聚合物时,界面不再是限制强度发展的原因。

      • 1
    • 极端湿热环境对CFRP/钢界面性能的影响

      李传习, 司睹英胡, 高有为

      Abstract:

      为掌握极端湿热环境下CFRP/钢界面性能的退化机理,用Sika30胶黏剂制作了12个CFRP/钢双搭接试件,并在70℃的模拟海水中浸泡不同时间(0d、30d、60d、90d)后进行拉伸剪切试验. 结果:试件的破坏模式受浸泡时长的影响较小;界面平均抗剪强度随浸泡时长呈先上升后下降趋势;浸泡90d后,界面平均抗剪强度较未浸泡试件下降了35.6%.

      • 1
    • NO2-LDH对减水剂作用效果的影响及机理

      井雪, 宋学锋

      Abstract:

      采用焙烧还原法制备了NO2-LDH,并研究了其对高效减水剂吸附分散及增强效果的影响.研究结果表明:制备的NO2-LDH较原碳酸根型镁铝水滑石层间距和结晶度均略有降低;NO2-LDH与高效减水剂之间存在阴离子交换性能,降低了高效减水剂的吸附分散效果,且随NO2-LDH掺量增加减水剂的分散效果降低程度增大;NO2-LDH对掺高效减水剂砂浆的抗折强度影响不明显,而抗压强度略有提升;NO2-LDH对萘系高效减水剂分散效果的影响大于对聚羧酸减水剂的影响.

      • 1
    • 硫化杜仲胶改性沥青的微观结构及热解过程分析

      崔世超, 郭乃胜, 张军, 褚召阳

      Abstract:

      为研究硫化杜仲胶改性沥青(VEUGMA)的微观结构和热分解过程,以天然植物基杜仲胶(EUG)为基础,制备了VEUGMA,并对VEUGMA的微观结构和热解过程进行了研究。结果表明:VEUGMA较基质沥青具有更小的针入度、更高的软化点、更大的延度和黏度值,以及较好的高温抗车辙和低温抗开裂能力;EUG在沥青相中的硫化过程分为轻度交联—中度交联—深度交联三个阶段;VEUGMA与基质沥青相比蜂型结构数量较多且尺寸较小、均方根粗糙度较小、黏附力较大;沥青热解过程产生的气体有H2O、CO2、CO、CH4、NO2、NO和SO2,其中CO2和CO释放量最大,其次是CH4,VEUGMA相较于基质沥青具有更高的热解温度和较小的CO2和CO释放量。综合分析表明,在基质沥青中添加3.5 wt.% EUG和6phr硫磺具有最佳的改性效果。

      • 1
    • 低气压对水泥基材料性能及水化进程影响研究

      包卫星, 孙勋, 陈锐

      Abstract:

      高原低气压环境会造成水泥基材料性能劣化,导致其耐久性降低。本文研究了低气压环境对水泥基材料水化进程及宏微观性能的影响。结果表明:低气压环境延缓了水泥水化进程,水化产物的生成量减小,且气压越低,影响效果越显著,3~7d龄期时出现明显的“水化平台期”。低压养护环境下,试样孔隙结构劣化,凝胶孔增长幅度最大。养护气压越低,试样吸水速率越快,吸水量越大,但同一试样的吸水量、吸水速率及相对吸水率均随环境气压降低而明显减小。

      • 1
    • 基于数值模拟的新拌混凝土竖直泵送流动行为

      徐支松, 袁世军, 刘加平

      Abstract:

      为了深入研究混凝土竖直泵送时的流动行为,本文借助数值模拟研究了三种不同流动性的混凝土在竖直向上泵送时的管内流动,分析了混凝土内部压力场和流速场的分布规律.结果表明:泵送压力大小主要受润滑层性质的影响,压力的纵向分布与管壁阻力沿程变化规律有关,截面中心压力略高于管壁处压力.研究发现了混凝土在管内前进-扩散-滞留堆积-汇聚的流动行为,并据此分析了润滑层的形成和粗骨料的迁移,解释了泵送离析和堵管的原因.

      • 1
    • 不同摩尔比改性硫氧镁水泥基材料的变形行为及机理

      巴明芳, 马哲洋, 纪璐鑫, 崔嘉铭, 王胜, 周书夙, 柳俊哲

      Abstract:

      为了探究改性硫氧镁(Modified magnesium oxysulfate, MMOS)水泥基材料的变形行为及机理,本文研究了不同摩尔比MMOS水泥基材料的力学性能和变形特征,并采用XRD、SEM、FTIR、TG等微观测试技术对其变形机理进行了分析。结果表明:随着养护龄期增长不同摩尔比MMOS水泥试样的抗折和抗压强度均呈现出明显的增长趋势,其中56天时摩尔比为10:1:12的MMOS水泥试样的抗折和抗压强度最高。不同摩尔比MMOS水泥试样从完成浇筑到56天龄期的变形主要为膨胀变形,不同水硫比(n=H2O/ MgSO4)的MMOS水泥试样中摩尔比为8:1:12的试样膨胀变形量最小;不同氧硫比(m=MgO/ MgSO4)的MMOS水泥试样中摩尔比为10:1:12的试样膨胀变形量最小。微观测试结果表明,不同摩尔比MMOS水泥试样膨胀变形出现差异的主要原因是硬化后基体中水化产物5·1·7相、Mg(OH)2以及未反应MgO相含量不同,当Mg(OH)2含量减少而5·1·7相含量增多时,MMOS水泥试样的膨胀变小,同时5·1·7相含量增加也能提升MMOS水泥抗折、抗压强度而限制其体积膨胀,因此体积变形小的试件力学性能也较好。

      • 1
    • 高聚物复合纤维改良砂土强度特性及其变形机理研究

      黄庭伟, 刘瑾, 朱旭芬, 车文越, 孙梦雅

      Abstract:

      为改善砂土的不良工程特性,提出一种高聚物复合纤维改良砂土的方法。结合无侧限抗压强度试验和数值试验结果,分析改良砂土强度特性及其变形破坏模式。利用微观测试手段,揭示了高聚物复合纤维的改良机理。结果表明:高聚物复合纤维能够有效提升砂土抗压强度。随着高聚物和纤维含量增加至最大,改良砂土抗压强度达到最大值,为414.53kPa;随着纤维含量与分布密度增加,高聚物复合纤维通过黏结、附着、加筋和协同强化的作用,增强了颗粒内部力链强度,提升了试样颗粒间相互作用,延缓了试样内部微裂纹发育,有效改善了试样脆性破坏以及变形;高聚物和纤维的加入填充了砂土孔隙,高聚物形成高聚物膜与纤维相互交织形成网状结构,有效提升了试样抗变形能力。研究结果可为复合材料改良砂土提供一定的理论支撑。

      • 1
    • 基于性能需求的机制骨料混凝土配合比设计

      吴朝明, 李春锦, 胡堃, 吴程航, 任强

      Abstract:

      骨料的紧密堆积是减少单方混凝土胶凝材料用量以实现低碳发展的有效手段.本文基于Dinger-Funk级配理论提出了机制骨料级配设计方法,通过修正Bolomey公式明确了适用于机制骨料混凝土的强度-水胶比关系,通过引入裹浆厚度概念建立了骨料与浆体之间的体积关系,并将机制砂中石粉作为浆体组成考虑,建立了机制砂骨料混凝土配合比设计方法.结果表明,混凝土的工作性可通过裹浆厚度调控,混凝土的抗压强度和氯离子扩散系数与裹浆厚度无明显相关性,可通过水胶比调控.本文提出的配合比设计方法可定量设计不同性能需求的机制骨料混凝土.

      • 1
    • 化学改性对重金属矿物吸附剂高温特性的影响

      朱绘美, 孙晓, 李辉, 马雨晴

      Abstract:

      分别利用硅灰、氢氧化铝和碳酸钙调整高岭土的化学组分,分析改性吸附剂的高温稳定性.结果表明,经900℃煅烧后,吸附剂以无定形硅铝酸盐为主;经1200℃煅烧后,无定形硅铝酸盐向莫来石和方石英转变,增加硅会抑制该过程,提高铝会分解出刚玉相、提高吸附剂的化学稳定性,钙则与活性硅铝反应生成钙长石;经1450℃煅烧后,基准吸附剂出现轻微烧结,适当增加硅和铝分别减轻、消除烧结现象,但钙长石会促进矿物共融,使高钙吸附剂严重烧结

      • 1
    • 响应面法优化3D打印砂浆建造性、开放时间与凝结时间

      王开强, 零朝维, 李迪, 池胜锋, 胡春友

      Abstract:

      运用响应面试验设计方法分析调凝组分与调粘组分对3D打印砂浆建造性和凝结时间的影响规律。结果表明,快硬硫铝酸盐水泥作为调凝组分能有效缩短砂浆凝结时间;HPMC增稠剂与硅酸镁铝作为调粘组分可以提高砂浆触变性,但会延缓砂浆的凝结;运用响应面分析方法,分别采用线性模型和二次模型拟合砂浆建造性和开放时间/凝结时间,模型具有显著性;经过响应面优化,可配制出凝结时间可调、建造性良好且开放时间合适的3D打印水泥基材料。

      • 1
    全选
    显示模式:: |
    • 麻秀星, 钱觉时, 李苑, 邓成, 方云辉

      2011(6):829-833, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.021

      Abstract:

      采用离心喷雾干燥工艺对聚羧酸减水剂进行粉体制备研究,得到的减水剂粉体含固量可达到99%(质量分数,下同).通过红外光谱分析发现:聚羧酸减水剂分子结构中的羰基在干燥过程中发生了部分分解,但减水剂宏观性能仅受有限影响,粉体减水剂的性能与液态减水剂基本相当.通过单因素试验研究了干燥室进口风温、进料液温度、进料液含固量对喷雾干燥工艺及粉体性能的影响,确定了喷雾干燥工艺适宜的参数范围为干燥室进口风温180~220℃,进料液温度20~40℃,进料液含固量20%~60%.

    • 研究简报
    • 纪小平, 侯月琴, 许 辉, 郑南翔, 谭学章

      2013(2), DOI:

      Abstract:

      旨在运用动态表征模型评价沥青的老化过程,并采用多指标评价方法对比不同沥青的优劣。对4种沥青进行不同时间的RTFOT老化试验,采用动态表征模型拟合,得到沥青针入度、延度、软化点和粘度的老化参数和老化方程;采用灰色关联决策评价方法,以沥青针入度、延度、软化点和粘度的老化参数L和r为评价指标,综合对比不同沥青的抗老化性能。研究结果表明:沥青针入度、软化点、延度和粘度与老化时间存在非线性关系,在开始时刻,老化速率大,后期随着时间的推移,老化速率趋于缓慢,最后达到平衡;沥青的老化过程可用动态模型表征,参数L和r能很好地表征沥青老化过程的老化度和老化速率,不同沥青的不同指标的老化参数排序不一致;采用灰色关联决策评价四种沥青的抗老化性能排序为:室内制备改性沥青优于90号A级基质沥青优于成品改性沥青优于70号A级基质沥青。

    • 张君, 陈浩宇, 侯东伟

      2011(3):287-292, DOI:

      Abstract:

      采用早龄期混凝土变形与内部湿度测量装置,测量了水泥净浆、砂浆和混凝土的自由变形及内部湿度变化规律.结果显示:水泥净浆、砂浆和混凝土早期变形均具有先膨胀后收缩的特征,膨胀结束点之后的变形为有效变形;3种水泥基材料的早期收缩随龄期的发展遵循双阶段模式,即早期的快速发展期(阶段Ⅰ)和随后的缓慢发展期(阶段Ⅱ);在阶段Ⅰ,3种材料收缩差异不大,骨料对收缩变形的约束作用主要体现在阶段Ⅱ;最终混凝土收缩最小,砂浆次之,水泥净浆最大.从浇筑开始,材料内部湿度经历早期的水气饱和期(相对湿度RH=100%)和随后的湿度下降期,湿度下降的起始点基本与收缩发展阶段Ⅱ起始点相对应,表明阶段Ⅱ的收缩与内部湿度下降密切相关.收缩变形的双阶段模式及其与湿度发展的对应关系揭示了水泥基材料早期变形机制由化学减缩控制到湿度控制的转换过程

    • 文梓芸, 晏锦, 殷素红

      2011(6):723-729, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.001

      Abstract:

      采用旋转黏度计、流变仪研究了硅酸钠溶液模数、质量分数及温度对硅酸钠溶液及土聚新拌物流变性能的影响;探讨了硅酸钠溶液超声改性对土聚新拌物工作性能的改善效果.结果表明:常温(18~25℃)下,硅酸钠溶液黏度在其模数为2.2时出现最小值,但随着温度的升高,模数对溶液黏度的影响逐渐减弱.当硅酸钠溶液处于真溶液区域(模数<1.8)时,土聚新拌物黏度随硅酸钠溶液模数增大变化不大; 当硅酸钠溶液处于水玻璃SiO2聚合区域(模数>2.2)时,土聚新拌物黏度随硅酸钠溶液模数增大急剧增加.硅酸钠溶液质量分数越高,硅酸钠溶液和土聚新拌物的黏度均越大.在硅酸钠溶液温度为30℃时,土聚新拌物的黏度达到最低值.硅酸钠溶液超声改性可改善其黏度,增大土聚新拌物的扩展度,并提高土聚物的抗压强度.

    • 施惠生, 吴凯, 郭晓潞, 邓恺, R.TRETTIN, 张震

      2011(6):730-736, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.002

      Abstract:

      以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰)为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了硫铝酸盐水泥熟料.研究了硫铝酸盐水泥熟料的烧成过程、组成及其形貌特征,并分析掺加适量石膏的硫铝酸盐水泥水化及重金属浸出特性.结果表明:将焚烧飞灰作为主要原料可以煅烧出以C4A3S和C2S为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料,焚烧飞灰在生料中的掺量不宜超过30%(质量分数,下同);烧成熟料表面疏松多孔,显现多层且无规则、细小的晶体;制备硫铝酸盐水泥时,掺入5%~10%的无水石膏均能使所配制的产品具有优异的物理性能;硬化硫铝酸盐水泥浆体孔隙率和中值孔径随着水化龄期的延长而不断降低;硫铝酸盐水泥对重金属离子固化效果较好,水化各龄期Zn,Cu,Cd,Ni,Cr,Pb这6种重金属离子的浸出浓度均远低于标准规定的浓度限值.

    • 吴浪, 宋固全, 雷斌

      2011(6):819-823, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.019

      Abstract:

      应用复合材料细观力学理论及三维微观水化模型,建立了描述硬化水泥浆体弹性力学性质的多相细观力学模型;将水泥浆体中的水化产物、未水化水泥颗粒和水(孔洞)分别视为基体、夹杂及等效介质,计算了水泥浆体在不同水灰比情况下的弹性力学性质随水化程度的演化.该模型所需要的参数为水泥浆体各相矿物组成含量及自身的弹性力学性质.通过与试验结果比较,证明了该模型可以用于预测水泥浆体的弹性力学性质.

    • 欧阳幼玲, 陈迅捷, 蔡跃波

      2011(6):834-838, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.022

      Abstract:

      采用扫描电镜和能量散射能谱分析仪分析了混凝土中砂岩、大理岩、正长岩和玄武岩4种骨料与水泥浆体界面结构特征,并对这4种骨料混凝土的极限拉伸性能进行了研究.结果表明:不同骨料饱和面干吸水率不同,影响了骨料水泥浆体界面过渡区水化产物的化学组成,进而影响了界面结构特征.砂岩、大理岩骨料与水泥浆体界面过渡区存在氢氧化钙的富集;正长岩、玄武岩骨料与水泥浆体界面过渡区则较少见到氢氧化钙的富集.4种骨料与水泥浆体界面过渡区宽度大小顺序为:大理岩>砂岩>正长岩>玄武岩.不同骨料混凝土的轴心抗拉应力应变行为受骨料水泥浆体界面结构特征的影响.

    • 何真, 王磊, 邵一心, 蔡新华

      2011(3):293-298, DOI:

      Abstract:

      采用X射线荧光分析、X射线衍射、Fourier红外光谱、29Si固体核磁共振谱结合去卷积技术研究了脱钙对水泥(ASTMⅠ型)浆体中C S H凝胶结构的影响.结果表明:对于水化3,28d的水泥浆体,其脱钙过程均为2个阶段,即:当水泥浆体的钙硅比(摩尔比)由2.78左右降至2.00左右时,几乎全部游离的CH被脱去,C S H凝胶部分脱钙,浆体的脱钙主要在这个阶段完成,C S H平均链长分别由2.4,2.9增加至4.4,5.8,且I(Q2)/I(Q1)增加;当水泥浆体的钙硅比降至1.83左右时,C S H凝胶脱钙,并产生了更显著的聚合,C S H平均链长进一步分别增加至6.2,9.9,且I(Q2)/I(Q1)继续增加;Alite和Belite在整个脱钙过程中的变化并不明显.脱钙过程中C S H二聚体向更高聚合态转变,但是Al掺杂会影响C S H结构的稳定性.从分子尺度理解,脱钙如能使桥硅氧四面体结构稳定,对于C S H结构的优化是有利的

    • 马保国, 欧志华, 蹇守卫, 徐如林

      2011(6):798-802, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.015

      Abstract:

      为了探讨纤维素醚与水泥浆之间在水化早期的相互作用,通过傅里叶变换红外光谱分析和热分析方法研究了HEMC(羟乙基甲基纤维素醚)对水泥浆前24h主要水化产物形成历程的影响.结果表明:HEMC延迟了钙矾石、C S H凝胶和CH(氢氧化钙)的形成,延缓了水化产物中水分子由吸附态向结晶态的转化;HEMC对不同水化产物的延迟能力不同,对CH的延迟能力最强,对钙矾石和C S H的延迟能力较弱.在前24h中,HEMC没有导致水泥浆生成新的物相.

    • 耿韩, 李立寒, 孟庆楠

      2011(6):767-770, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.009

      Abstract:

      设计了不同温度条件的肯塔堡飞散试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,以探寻较为合理的、能够有效反映大空隙率沥青混合料抗松散性能、水稳定性能的评价方法和评价指标.结果表明:肯塔堡飞散试验可以用于评价大空隙率沥青混合料的抗松散性能与水稳定性能.建议以20℃飞散损失、-18℃冰冻飞散损失作为一般温度、冰冻条件下大空隙率沥青混合料的抗松散性能评价指标,以60℃浸水飞散损失作为其水稳定性能评价指标,以20℃飞散损失及60℃浸水飞散损失的变异系数不大于10%,-18 ℃冰冻飞散损失变异系数不大于20%作为耐久性指标的技术要求.

    • 谭忆秋, 赵立东, 蓝碧武, 陈克群

      2011(6):761-767, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.008

      Abstract:

      针对南方高原潮湿路面,采用沥青路面上面层常用密级配AC 16混合料,首先根据实际情况制定了反复凝冰的试验条件,然后对经历不同凝冰次数的试件进行体积指标、力学性能、高低温性能以及水稳定性等各项性能的试验研究,分析反复凝冰对混合料各项性能的影响.结果表明:混合料的初始空隙率对反复凝冰过程中的混合料空隙率有重大影响;高温稳定性随着凝冰次数的增加而衰减;力学性能、水稳定性以及低温性能在反复凝冰后都有不同程度的衰减,约前8次衰减较快,之后趋于平缓.

    • 芦令超, 李秋英, 王守德, 程新

      2011(6):803-807, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.016

      Abstract:

      将硫铝酸锶钙矿物引入到硅酸盐熟料矿物体系中,合成了阿利特硫铝酸锶钙水泥,改善了硅酸盐水泥的性能.利用X射线衍射、扫描电镜能谱仪和岩相等测试手段,研究了过量掺加SO3和SrO对阿利特硫铝酸锶钙水泥性能的影响.结果表明:熟料中SO3和SrO最佳过掺量分别为50%和80%(质量分数),制得的阿利特硫铝酸锶钙水泥的1,3,28d抗压强度分别达到32.8,66.8,126.4MPa,具有良好的力学性能.SO3和SrO的过量掺入促进了硫铝酸锶钙矿物的形成,且有利于阿利特在低温下的形成.

    • 梁超锋, 刘铁军, 邹笃建

      2011(6):839-843, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.023

      Abstract:

      采用混凝土的Kelvin阻尼模型和复阻尼模型,对钢筋混凝土阻尼参数进行了分析,推导得到了弹性阶段弯曲振动时钢筋混凝土阻尼性能的理论折减系数.研究了弯曲振动时钢筋混凝土损耗因子与配筋率、激励频率间的关系.结果表明:钢筋混凝土损耗因子随配筋率的增加和激励频率的提高而下降,且初始下降较快,而后渐趋平缓.将试验数据与理论折减系数进行对比分析,发现在配筋率较高时,理论折减系数与实测阻尼变化趋势接近,而在配筋率较低时,由于未考虑素混凝土的阻尼性能与激励频率的关系,两者间存在一定的偏差.

    • 段跃华, 张肖宁, 李红杰, 苑苗苗, 张顺先, 王辉

      2011(6):808-813, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.017

      Abstract:

      采用工业CT获取沥青混合料断面扫描图像,利用数字图像处理方法将粗集料从图像中分离,并解决了颗粒粘连问题,使粗集料颗粒成为单独个体.确立了粗集料颗粒之间接触的判定准则,并设计5像素×5像素大小的窗格沿颗粒边缘进行接触搜索.对640张断面图像遍历处理后获得的数据进行定性分析,尝试建立了接触度指标C.采用4种概率密度分布函数对C数据进行拟合,并通过Kolmogorov Smirnov及Chi square 2种方法复合检验,最终选定了对数正态分布来描述沥青混合料内部粗集料颗粒接触特性.

    • 邹笃建, 刘铁军, 滕军

      2011(6):742-746, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.004

      Abstract:

      通过混凝土柱的轴心动态抗压试验,在10-5~10-3 s-1应变速率范围内对比研究了硫酸钠侵蚀与未侵蚀混凝土本构关系的应变速率效应,分析了该效应对硫酸钠侵蚀与未侵蚀混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变和吸能能力的影响.结果表明:随着应变速率的增加,混凝土的抗压强度也随之增加,受硫酸钠侵蚀混凝土抗压强度的应变速率敏感性较高,弹性模量的应变速率敏感性较低,但是峰值应变和混凝土的吸能能力随着应变速率的增加显著增加.另外,对受硫酸钠侵蚀与未侵蚀混凝土试件在不同应变速率下的破坏现象也进行了初步的讨论.

    • 何忠意, 邓安, 周亚东, 王海波

      2011(6):850-854, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.025

      Abstract:

      通过对不同配比的9组复合固废轻质填料(简称轻质填料)试样在不同干湿循环次数下的单轴抗压强度试验,分析了干湿循环下各组分掺入比对轻质填料抗压强度的影响.结果表明:轻质填料经历8次干湿循环后仍有较好的力学性能,达到或超过水泥土的强度要求.随着水泥掺量的增加,轻质填料在早期干湿循环过程中强度提高,有助于后期抗干湿循环.适量掺入粉煤灰,有利于提高轻质填料的强度及抗干湿循环能力.聚苯乙烯颗粒超过1%(质量分数),会衰减轻质填料的强度和降低其抗干湿破坏的能力.提出了轻质填料的配比范围.

    • 刘一星, 李刚, 韩景泉, 于海鹏

      2011(6):864-868, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.028

      Abstract:

      研究了木聚糖酶预处理麦秸对改善麦秸与水泥之间相适性及提高麦秸水泥板性能的作用.结果表明:麦秸对水泥水化有阻碍作用,体现在水泥与其混合后水化热峰值温度T由42.5℃降低到23.5℃,适合系数CA降低到30.49%,水泥浆体的水化结合水量也明显降低;用木聚糖酶处理麦秸后可将麦秸中的部分木聚糖溶出,减少麦秸在水泥碱性环境中低聚糖的溶出量,进而减弱麦秸对水泥水化的阻碍作用,表现为木聚糖酶处理后该混合体系的T升高到28.5℃,CA升高到50.04%,水泥浆体的水化结合水量也相应提高;XRD分析结果表明,木聚糖酶处理后混合体系中水泥熟料组分峰强较弱,生成物组分(Ca(OH)2)的峰强较强,用木聚糖酶处理后麦秸制得的麦秸水泥板各项性能也均强于由未处理麦秸制得的麦秸水泥板.

    • 罗辉, 朱宏平, 资建民, 王英, 鲁永发

      2011(6):787-792, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.013

      Abstract:

      将研究出的半刚性基层抗裂缝剂添加于道路基层混合料中,通过扫描电子显微镜观测材料微结构形成过程,发现其具有膨胀性和增密性.收缩试验证明,该抗裂缝剂可使道路基层结构因温度和湿度变化所引起的收缩空间大大减少.试验还分析了延迟成型时间对碎石混合料强度的影响,发现抗裂缝剂具有缓凝性能.耐久性试验显示,掺加抗裂缝剂的半刚性基层混合料的早期强度得到了提高,养护周期缩短,耐久性也得到加强.试验路显示,利用半刚性基层材料抗裂缝剂的延时性可实施基层、面层连续施工,使基层、面层紧密结合,从而防止路面开裂,提高道路的耐久性,延长道路使用寿命.

    • 周栋梁, 冉千平, 江姜, 刘加平, 缪昌文

      2011(6):757-760, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.007

      Abstract:

      系统研究了丙烯酸酯类聚羧酸超塑化剂(PAAE)在水泥体系中的分散性能、吸附行为以及分子结构稳定性与温度的依赖关系,并探讨了分散与吸附和水解速率的关系.结果表明:PAAE的初始分散能力随温度升高逐渐增加,但分散保持能力随温度的升高而降低,显示出很强的温度依赖性;PAAE在水泥颗粒表面的吸附量随温度的升高逐渐增加,30℃条件下出现吸附量明显下降的现象.PAAE在碱性环境下发生部分水解反应,水解率随温度升高而增加.水解反应使聚合物分子结构遭到严重破坏,这直接影响PAAE的分散性能.

    • 董祥

      2011(6):781-786, DOI: 10.3969/j.issn.1007 9629.2011.06.012

      Abstract:

      针对TiO2光催化降解尾气技术难应用于沥青路面的弊端,试验研究了可用于各类路面的尾气降解材料的路用性能和尾气降解效果.结果表明:胶粉负载光催化剂型路面尾气降解复合材料的力学性能和耐久性均满足相关标准要求,用沥青黏结层者抗冲击性、拉伸黏结强度和低温抗裂性较好,用环氧树脂黏结层者高温稳定性和水稳定性较好;该降解复合材料会降低路表宏观构造深度,但胶粉摩阻作用能提高路面综合抗滑性,对水泥混凝土路面板抗滑性的改善效果优于沥青路面板,可使前者摩擦摆值提高11.5%;该降解复合材料1h可降解95%(质量分数)初始质量浓度0.002%的NO2气体,且水稳定性较好,浸水7d仍具有1h降解35%NO2气体的降解效果.

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