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为改善现有氯离子扩散理论模型不能考虑计算期内大气温度、大气湿度随时间变化的不足,在Fick 定律基础上,提出了一个计算氯离子在混凝土中扩散的新方法.该方法不但能考虑水灰比、龄期、温度、湿度、混凝土与氯离子结合能力的影响,而且能考虑混凝土结构服役期内大气温度和大气湿度的时变效应.通过与理论模型和有限差分法计算结果的对比,验证了该方法的正确性和有效性.
近年来在浙江地区所出土的部分东周时期陶瓷标本,无论是在成型还是烧制技术方面都相当成熟,已体现出较高的工艺制作水平,由此引发了其是否改变了陶瓷史,成为远早于东汉时期的早瓷器的广泛争议.采用多种测试技术,研究了有代表性的浙江东周时期各类陶瓷标本,并通过与东汉时期浙江上虞出土的越窑青瓷的比较,对这批备受关注的精美陶瓷标本的工艺特点、性能指标和器质界定等进行了探讨和分析.
采用沥青混合料轮碾成型机,运用等体积参数原则,研究了Evotherm温拌沥青混合料的集料加热温度、混合料成型温度下限值.结果表明:运用马歇尔-轮碾分步设计法设计的温拌沥青混合料水稳定性及疲劳性能试验结果均优于热拌沥青混合料,其指标与热拌沥青混合料相当;在材料组成、成型方式相同的情况下,借助热拌沥青混合料成熟的油石比设计方法以及马歇尔-轮碾分步设计法可以较为准确地确定温拌沥青混合料集料加热温度和混合料成型温度,使设计的温拌沥青混合料降温环保效果显著.
设计了碳化混凝土的电化学再碱化试验方法,提出了合理的电化学再碱化效果评价指标:pH值与钠离子迁移量.研究了电解质溶液种类及浓度、再碱化时间等对碳化混凝土电化学再碱化效果的影响.结果表明:随再碱化时间的增长,碳化混凝土内部的pH值增大,但pH值增长速率逐渐减缓.对于相同种类电解质溶液,随着其浓度升高,再碱化后碳化混凝土中的钠离子迁移量增大;对于同浓度不同种类的电解质溶液,再碱化后碳化混凝土中的钠离子迁移量不同.
利用圆形气泡试验研究ETFE薄膜双向受力性能,得到了完整的真实应力-应变曲线和基本力学性能参数.结果表明:当真实应力为17~18MPa时,ETFE薄膜的真实应力-应变曲线出现第1个转折点,与单轴拉伸试验结果相同;当真实应力约为50MPa时,该曲线趋于平缓;当真实应力约为60MPa时,由于局部破损导致ETFE薄膜球冠失效;在双向拉伸下,ETFE薄膜破裂时的真实应变为30%~40%,远小于单轴拉伸试验结果.基于试验结果提出了1种四折线本构模型,并通过数值模拟验证其适用性.
通过常规三轴受压强度和变形特性试验,研究了围压以及PVA纤维掺量对高性能PVA纤维增强水泥基复合材料(HPFRCC)受压性能的影响.结果表明:随着围压的增加,HPFRCC的轴向极限抗压强度以及峰值应变均显著提高;PVA纤维掺量对HPFRCC抗压强度的影响较小,在低围压受力状态下使用PVA纤维增强HPFRCC要比在高围压受力状态下更能发挥纤维的增强阻裂作用,而且PVA纤维掺量对应力-应变曲线下降段也有一定影响.根据试验数据建立了HPFRCC的轴向极限抗压强度、轴向峰值应变与围压之间的关系.
通过线性极化、电化学阻抗谱等测试方法,研究了耐蚀钢筋和普通钢筋在Cl-侵蚀环境下的腐蚀行为,对比了不同组成钢筋间耐蚀性能的差异,并考察了主要成分为N,N- 的阻锈剂与耐蚀钢筋的协同防腐作用效果.结果表明:在Cl-侵蚀环境中,添加了单一合金元素Cr的耐蚀钢筋耐蚀性能略有提高,而添加了Cu,Ni,Cr多种合金元素的耐蚀钢筋耐蚀性能进一步提高.在掺加阻锈剂后,耐蚀钢筋和普通钢筋的耐蚀性能不同程度提升,其中,阻锈剂与耐蚀钢筋的协同防腐作用使得钢筋的腐蚀速率显著降低.
针对沥青胶砂的蠕变特性,提出了改进分数阶导数幂函数经验蠕变本构模型,然后分别对不同应力水平下沥青砂的蠕变恢复试验结果和不同温度下沥青玛蹄脂的蠕变试验结果进行拟合分析,确定了相关的模型参数,分析了模型参数的物理意义及其变化规律.在此基础上,提出了相应的沥青胶砂高温性能评价指标.结果表明:改进分数阶导数幂函数经验蠕变本构模型能够较好地描述沥青胶砂的蠕变特性,并能够反映温度对其蠕变变形的影响,具有较为广泛的适用性.
混凝土科学理论与技术的进步是现代工程技术革新的基础.可持续发展是现代社会、经济与环境发展的必由之路.改革开放30多年来,基础设施建设经历了快速发展,社会经济水平显著提高,在这其中混凝土材料作出了巨大贡献.作为宗的建筑材料和人造材料,混凝土也应遵循绿色、低碳、节能、环境友好、可持续的发展原则.尤其是在,截止2015年商品混凝土产量已超过16亿m3,水泥产量近25亿t,混凝土的可持续发展对可持续发展事业
利用TONI差分量热仪,测量了石灰石粉掺量分别为0,30%,50%(质量分数,下同)以及粉煤灰掺量为50%的水泥基材料水化放热速率和水化放热量曲线.运用动力学方法进行分析,得到了反应速率常数K,水化度α,反应级数N等动力学参数,并依此评价了石灰石粉对水泥基材料水化机理和水化过程的影响.结果表明,石灰石粉对水泥基材料的早期水化有促进作用,特别是当石灰石粉掺量为50%时,水化迅速由NG过程向I过程转变,影响尤为明显.
采用电子试验机对铁路轨道系统(CRTS)Ⅰ型板式无砟轨道水泥化沥青砂浆(CA砂浆)现场取样试件进行反复荷载试验,试验采用恒应变控制.结果表明:单调加载情况下CA砂浆的极限抗压强度较大,现场取样试件的极限抗压强度较室内试件大;反复荷载会造成CA砂浆损伤不断积累,从而使其承载能力达到极限承载强度后迅速下降.通过试验和参数研究,提出了CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆的反复荷载应力-应变曲线方程,理论计算结果与试验结果吻合.
采用相同砂浆体积(EMV)方法配制再生粗集料混凝土,可节省水泥及细集料的用量,其强度及性模量与对比天然集料混凝土(NAC)相近,但由于新拌砂浆含量小而使其流动性能变差.给出了EMV方法的改进方法及具体设计步骤,并应用该改进方法配制2种不同来源再生粗集料的大流动性再生粗集料混凝土(FRAC),测定其坍落度、干湿表观密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度以及性模量.结果表明:采用改进EMV方法可配制出满足和易性要求的FRAC,而且与传统方法配制的FRAC相比,其各项性能指标更接近对比NAC.
夏普计划已经走过了25年,它是沥青科技发展极为重要的里程碑.它打破了传统马歇尔设计中要求混合料低沥青含量的限制,其成果还包括广为熟知的PG系列沥青试验和回转式混合料试件成型新方法.同时夏普计划推动了改性沥青技术发展,特别是其带来了以粗(开)级配为特征的骨料级配多元性,提出了混合料中的力传递可由粗骨料间的接触来实现的新机理观点.然而夏普计划在研发沥青混合料性能试验(等价于马歇尔稳定度和流值)方面,遇到很大阻力.在后夏普时代,期待新的努力和突破.
在石英砂表面包覆石墨粉制得覆导电膜骨料,并以此制备了覆导电膜骨料水泥砂浆.试验表明:与普通石墨导电砂浆相比,覆导电膜骨料水泥砂浆的石墨用量显著降低.石墨导电砂浆达到导电渗流阈值所需石墨的掺量约为20%(质量分数),覆导电膜骨料水泥砂浆相应的石墨掺量仅为3%~4%.与石墨导电砂浆试件相比,覆导电膜骨料水泥砂浆试件的力学性能显著提高:在电阻率为1~5Ω·m时,覆导电膜骨料水泥砂浆抗压强度与抗折强度分别为石墨导电砂浆的35,55倍.覆导电膜骨料水泥砂浆的导电模式为壳体接触传导电流型.
对比研究了掺加粉煤灰和(或)凝灰岩粉的复合胶凝材料的抗压强度发展规律.结果表明:在水化初期,粉煤灰与凝灰岩均以物理填充作用影响复合胶凝材料抗压强度的发展;与粉煤灰相比,具有特殊形貌的凝灰岩颗粒所引起的形态效应和微集料效应在水化初期更为显著;同等条件下,凝灰岩粉比表面积越大,复合胶凝材料的抗压强度就越大;粉煤灰的火山灰活性在水化后期逐渐显现,从而使得掺加粉煤灰的复合胶凝材料抗压强度较掺加凝灰岩粉复合胶凝材料抗压强度有所减小;相较于粉煤灰,凝灰岩粉对于复合胶凝材料抗压强度的贡献更多体现在水化初期.
为了了解纤维土的路用特性,采用室内试验分析了影响纤维土黏聚力的主要因素,研究了素土、石灰土和水泥土掺加纤维后所表现出来的基本力学性能.结果表明:纤维掺量对纤维土黏聚力影响显著;在素土、石灰土和水泥土中掺加纤维均能明显提高土体的黏聚力,但内摩擦角变化不大;素土的初始性模量随纤维掺量的增大而增大,而石灰土和水泥土的初始性模量随纤维掺量的增大而减小;素土和石灰土掺加纤维后可应用在需要提高抗变形能力的实际工程中,水泥土掺加纤维后可应用在需要提高强度的实际工程中.
用非接触式电阻率测试仪研究了粉煤灰及石膏掺量对路面基层专用水泥24 h内电阻率的影响,分析了该水泥与32.5矿渣硅酸盐水泥凝结时间与电阻率的关系.结果表明:随着粉煤灰和石膏掺量的增加,路面基层专用水泥凝结时间延长,其中粉煤灰掺量的影响更显著;路面基层专用水泥密度小,液相体积分数小,孔连通性差,离子浓度低,因而其电阻率较大;电阻率曲线及其微分曲线上特征点出现时间和用维卡仪测得的凝结时间有较好对应关系.
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