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为了研究澳洲500N钢筋与混凝土的受拉黏结滑移关系,采用分辨率较高的激光位移传感器,对一批短锚长试件进行了系列拔出试验研究,得到度较高的黏结滑移值及完整的试验黏结滑移关系曲线,详细描述了澳洲500N钢筋在混凝土中的受拉黏结滑移破坏全过程:性阶段、局部滑移阶段、滑移上升段、滑移下降段和残余段.在对试验得到的较短锚长构件拔出试验结果分析的基础之上,经统计回归和分析,提出了澳洲500N钢筋与混凝土的受拉黏结滑移连续型曲线模型,并和试验结果做了对比.
通过二元、三元复合工业废渣大掺量取代水泥,普通砂取代磨细石英砂,掺短切钢纤维等优化基体组成工艺制备出了抗压、抗折强度分别为220,70 MPa的超高强混凝土(UHSC);系统研究了矿物掺和料掺加方式对UHSC动态力学行为的影响规律;通过压分析(MIP)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDAX)、X射线衍射分析(XRD),研究了UHSC的孔结构、界面、显微结构和水化产物.结果表明:复掺矿物掺和料改善了UHSC的界面结构,促进了水化产物的形成,从而提高了UHSC的抗冲击和耐撞磨性能.
详述了反气相色谱用于水泥颗粒表面性质测试的热力学理论和仪器原理,并以此测试了水泥颗粒的表面性质.结果表明:极性和非极性探针分子均与水泥颗粒表面发生相互作用,随着分子表面覆盖率的增加,水泥颗粒的色散表面能、极性表面能和总表面能均显著降低,但降低幅度趋于缓和;极性探针分子附于水泥颗粒表面的驱动力本质上是酸碱作用力,水泥颗粒表面总体表现为碱性;水泥颗粒总表面能的分布近似于抛物线或正态分布,呈非均质特性.
采用非接触式阻抗测量法(NCIM),研究了水泥浆体的早期水化过程及其在不同阶段的水化行为,并通过Kramers-Kronig变换验证了阻抗数据的可靠性.结果表明:在溶解阶段及动态平衡阶段水泥浆体的阻抗近似为纯电阻;在加速阶段水泥浆体中的阻抗虚部值随着频率的增加而增加;水泥浆体早期抗压强度与其阻抗模数有很好的线性关系.
以相变材料十八烷(ODE)为芯材,以壳聚糖(CTS)接枝 (MMA)构成外壳,以引发剂作用下苯(St)在外壳内生成的聚合物构成内壳,形成双壳微纳胶囊.采用差示扫描量热试验和等温、放湿试验分别测试双壳微纳胶囊的储热性能和、放湿性能;采用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪和红外光谱仪对双壳微纳胶囊形貌、粒径以及微观结构进行分析.结果表明:双壳微纳胶囊具有较好的储热性能和调湿性能.双壳微纳胶囊颗粒形貌完整度好,胶囊粒径在微纳米范围.双壳微纳胶囊组分中含有外壳接枝成分壳聚糖和 .
为改善蒸压加气混凝土(AAC)的水特性,对比分析了以硬脂酸钙、硅酸钾和憎水硅氧烷这3种憎水剂改性的AAC抗压强度、导热系数和水率.结果表明:3种憎水剂均会显著降低AAC的水率,提高其饱和水强度保留系数;3种憎水剂中,以憎水硅氧烷的改性效果,其适宜掺量(质量分数)为0.4%~0.8%.
通过改变带预切缝半圆形试件三点弯曲断裂(SCB)试验的支座位置和预制裂纹位置来改变试件的加载模式,对沥青混凝土试件进行了4种温度和5种加载模式的断裂试验,获得了临界应力强度因子(CSIF)随温度和加载模式的变化规律.结果表明:温度和加载模式对沥青混凝土抗裂性能有显著影响,在试验温度范围内,沥青混凝土抗裂性能随温度的降低而增大,在Ⅰ/Ⅱ型断裂的某个混合模式时弱,纯Ⅰ型或纯Ⅱ型断裂试验会高估其抗裂性能,应以Ⅰ/Ⅱ型混合模式下的临界应力强度因子作为沥青混凝土抗裂性能评价指标.
为合理评价混凝土中发生硫铝酸盐膨胀反应的 根离子浓度,应用电子探针显微分析技术,研究了碳化对水泥石中硫元素分布的影响,阐明了碳化作用下混凝土中硫元素的迁移规律.结果表明:碳化前水泥石截面的硫元素分布比较均匀,碳化后水泥石中的硫元素由碳化区向非碳化区迁移和积聚,硫元素在碳化区浓度较低,非碳化区浓度较高,钙矾石含量也随之增大,这种因碳化作用造成的硫元素分布不均匀可能导致混凝土局部发生硫铝酸盐膨胀开裂.
采用分离式霍普金森压杆装置对橡胶颗粒体积分数为0%～20%的橡胶混凝土进行多应变率动态力学性能试验研究,得到同一类试件在4种应变率下的应力-应变曲线.结果表明,橡胶混凝土是应变率敏感材料,其峰值应力、极限应变表现出显著的应变率强化效应.对于同一橡胶颗粒掺量,橡胶混凝土的增应随着应变率的增大而增强.对于同一应变率水平,橡胶混凝土的变形能力随橡胶掺量的增加而增强.从破坏形态来看,橡胶混凝土的抗冲击性能明显优于普通混凝土.
以多孔石墨为载体,采用高温附法将月桂酸-肉豆蔻酸二元低共融脂肪酸与其复合制备多孔石墨基复合相变材料,通过冷热循环耐久性试验检测其温度敏感性和长期稳定性,以此确定多孔石墨烧制工艺及脂肪酸附量、附温度.结果表明:烧制温度为800℃的多孔石墨,在水浴温度为70℃的条件下可附700%(质量分数)脂肪酸,这种以多孔石墨为载体所制备的复合相变材料冷热循环质量损失小于3%,碱浸泡前后相变点基本无变化,相变焓损失为10.14%.
合成了一系列含有不同阴/阳离子基团摩尔比的两性梳形共聚物,研究了其对水泥浆体分散、分散保持、附和水泥早期水化的影响规律,并初步探讨了其作用机理.结果表明:主链中适当引入阳离子基团可改善水泥浆体的分散性能,进一步提高阳离子基团含量,附量增大,但水泥浆体的分散性能下降;共聚物分散保持性能随主链中阳离子基团含量增加而增强,其分散保持率和溶液聚物浓度呈负相关.两性梳形共聚物优异的分散和分散保持性能受附位置、附构象和早期水化的共同影响,且主链中阴/阳离子基团摩尔比存在一个平衡值.
设计了单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉的3个系列自密实混凝土试件.通过快速碳化试验、水试验,研究单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉对自密实混凝土抗碳化性能的影响.结果表明:当粉煤灰单掺掺量大于40%(质量分数)后,随着粉煤灰掺量的增大,自密实混凝土抗碳化能力迅速下降;粉煤灰与矿渣微粉复掺可显著缓和大掺量粉煤灰自密实混凝土抗碳化性能的下降.矿物掺合料对自密实混凝土抗碳化性能的影响存在正负效应.
某机场在使用近40a后其道面板接缝出现严重破损,减少了机场的服役寿命.为了降低道面接缝破损引起的耐久性问题,采用纤维混杂微膨胀混凝土技术,将道面板尺寸由4m×4m增大至4m×8m(大板),并通过在大板内部埋设混凝土应变计测量了其应变变化规律.结果表明:大尺寸面板早期未出现开裂,在其内部出现了不同程度的微膨胀效应;新型道面作用机理为氧化镁膨胀剂水化产生的膨胀能与纤维的物理约束共同作用,从而提高了混凝土自身抗变形能力.
介绍了基于表面活性剂的温拌沥青混合料生产工艺.试验结果表明:浓缩液法温拌沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料可比相应的热拌沥青混合料降低拌和温度约30~40℃;进一步测试温拌沥青混合料的马歇尔稳定度、流值、浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂、谢伦堡析漏、肯塔堡飞散以及车辙动稳定度等现行规范所列的试验项目后发现:不论是否改性,浓缩液法温拌SMA混合料都可达到相应热拌沥青混合料的性能,并且满足现行规范要求.另外,室内试验表明,浓缩液法改性温拌SMA-13混合料的疲劳寿命要比相应的热拌沥青混合料有所提高.
在蒸压加气混凝土中掺含18%(质量分数)Al2O3的陶瓷生产尾泥替代一部分含94%(质量分数)SiO2的石英砂,研究不同替代率下蒸压加气混凝土力学性能的变化,并采用X射线衍射、扫描电镜对蒸压加气混凝土的矿物组成和微观结构进行了研究.结果表明:使用陶瓷生产尾泥替代40%(质量分数)石英砂制备的高铝质蒸压加气混凝土各项性能均优于未使用陶瓷生产尾泥的混凝土试块.陶瓷生产尾泥能促进蒸压加气混凝土水化产物的结晶,优化其各项力学性能.
采用新研发的数字化冲刷试验仪(动水压力、速度和入射角度等可调),开展了水泥稳定土和水泥稳定碎石这2种基层材料的室内冲刷试验,得到了水泥稳定类基层材料冲刷深度与冲刷次数、动水压力以及材料无侧限抗压强度之间的相互关系,其中,冲刷动水压力与材料无侧限抗压强度之比对其抗冲刷能力影响.研究成果可作为制定基层材料抗冲刷性能试验方法的依据.
研究了不同配比水泥化沥青砂浆(cement-emulsified asphalt mortar,CA砂浆)的导电与流动特性,并研究了浆体密度差与电导率差的关系.研究表明:新拌CA砂浆电导率与其液相体积分数成线性关系,增稠剂因能增大溶液黏度、减小自由离子的迁移速率而使砂浆的电导率降低;新拌CA砂浆通过J型漏斗的流动时间与其液相体积分数、电导率成指数关系,可通过液相体积分数来设计CA砂浆的流动度,并可通过电导率的方法测CA砂浆的流动度;通过液相体积分数,建立了上下层浆体密度差和电导率差的关系.
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