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采用气固两相流冲蚀试验系统对混凝土进行了风沙冲蚀损伤试验,并通过扫描电镜(SEM)对其损伤表面的微观形貌进行了分析.结果表明:在低冲蚀角下,混凝土的风沙冲蚀损伤破坏表现为表面划伤破坏,在高冲蚀角下,其破坏表现为冲击压痕破碎破坏,随着下沙率的增大,其冲蚀率呈先升高后降低的趋势;提出了一种混凝土受风沙冲蚀损伤评价方法,可为混凝土的风沙防护及耐久性评价提供依据.
定义了一种塑性浆体湿密实度的测定方法,建立了一种新型快速干燥收缩法.将试件分别放入不同温度的烘箱,研究不同干燥时间内水泥基材料的干燥收缩率的变化.新型快速干燥收缩法与常温法结果相似,能明显缩短干燥周期.试验以普通硅酸盐水泥为胶凝材料制备了不同密实度的水泥基材料,探讨水泥基材料的密实度对其收缩开裂性能的影响.结果表明:密实度的下降可水泥基材料的塑性收缩开裂程度,增大其干燥收缩率,但对硬化早期收缩开裂程度影响不大.

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.
基于对流传质理论分析了沥青路面热再生过程中老化沥青与新沥青、再生剂的混溶机理,认为老化沥青预热温度、再生剂扩散能力以及再生沥青混合料拌和时间是影响老化沥青有效再生率的重要因素.设计提出了能够良好模拟实际热再生工艺条件的老化沥青有效再生率检测方法,试验分析了老化沥青预热温度、再生剂添加与否、再生沥青混合料拌和时间对老化沥青有效再生率的影响.试验结果验证了所设计检测方法的可行性,据此可为老化沥青再生效果的评价以及老化沥青热再生工艺条件的设计提供有利依据.
针对路面污染物影响热反射沥青路面降温性能的问题,采用自制温度测试箱,选取尘土作为不透光污染物的代表,甘油、机油作为透光污染物的代表进行研究.试验结果表明:不透光污染物对热反射沥青路面降温性能的影响随污染物密度的升高而增大,随试件构造深度的增加而减小,透光污染物对热反射沥青路面降温性能的影响随污染物透光率的降低而升高,随污染物厚度的升高而增大;清扫和水洗手段可使受尘土污染的热反射沥青路面降温性能得到恢复,但不会对油类污染物产生作用.
采用COMSOL Multiphysics软件,对不同温湿度耦合作用下的C30,0路面混凝土内部所产生的应力和应变进行对比分析.结果表明:不同温湿度环境下,路面混凝土内部应力主要集中于板体棱角、各边和板体中部;0路面混凝土在温湿度耦合作用下更易产生应力集中,且内应力是相同环境下C30路面混凝土的1.2倍左右;C30路面混凝土更易产生内部形变,内应变可达相同环境下0路面混凝土的1.1~1.4倍;上述现象在温湿度均存在大梯度循环的耦合作用下更加显著.
通过化学分析法测定了水化硅酸钙(C-S-H)附氯离子的能力;通过核磁共振法和拉曼光谱法测定了水化硅酸钙的结构.结果表明:水化硅酸钙附氯离子的能力与其结构密切相关,水化硅酸钙平均链长约为4时,其附氯离子的能力强;氯盐阳离子促进了水化硅酸钙链长的增加,使其附氯离子的能力增强;与钠离子相比,钙离子更能促进水化硅酸钙链长的增加,从而使其附更多的氯离子.
针对多种因素下道路混凝土干缩预测模型难以建立的难题,基于BP神经网络理论建立了干缩预测模型.结果表明:BP神经网络预测道路混凝土干缩可获得较高准确度,且具有良好的泛化能力,在5种算法中,Trainlm训练速度快,但误差大,Traingda函数训练速度居中,误差,用其训练的神经网络可很好映射道路混凝土配合比与干缩率之间的非线性关系.

设计沥青混合料直接燃烧试验,以试件燃烧时间、表面温度为指标评价阻燃剂对沥青混合料阻燃性能的影响;提出试件燃烧时烟雾面积的计算方法,以烟雾面积大小判别阻燃剂的抑烟效果;设计沥青混合料的路用性能试验,评价阻燃剂对沥青混合料路用性能的影响.结果表明:阻燃剂掺量越大,沥青的氧指数越高,沥青混合料试件的燃烧时间越短,表面温度越低,抑烟性能越好.阻燃效果较好的酸性阻燃剂会显著降低沥青混合料的高温稳定性和水稳定性.阻燃剂在沥青铺面工程中的适用性必须综合考虑其对沥青混合料阻燃性能和路用性能的影响.
在分析改性前后植物纤维表面性状差异的基础上,研究了植物纤维改性状况、种类和掺量对黄河泥沙基生土材料力学性能、耐水性和微观结构的影响.结果表明:黄麻纤维和秸秆纤维经过改性作用后,其表面积和粗糙度显著提高;当改性黄麻纤维掺量(体积分数)为0.8%~1.2%时,生土材料的力学性能和耐水性均显著提高;当掺入原状黄麻纤维时,生土材料的抗压强度随着其掺量的增加而降低;当掺入原状和改性秸杆时,生土材料的耐水性随着其掺量的增加而降低;改性黄麻纤维与基体材料之间黏结紧密,能起到增强生土材料的作用.
以赤泥、粉煤灰、石英砂等为主要原材料,经掺加物理泡沫、浇注、煅烧等工艺制备了赤泥轻质保温材料,研究了煅烧温度及升温速率对其性能的影响;利用扫描电子显微镜观察其微观形貌,并探讨其烧结机理.结果表明:在煅烧温度1 150℃,升温速率6℃/min条件下制备的赤泥轻质保温材料,其堆积密度为527kg/m3,收缩率为5.7%,抗压强度和抗折强度分别为3.4MPa和2.2MPa,导热系数为0.105W/(m·K),孔隙率(体积分数)为33.61%.
采用粉煤灰陶砂和页岩陶砂为轻细骨料,研究了水灰比mw/mc为0.4和0.3,引气与非引气情况下轻细骨料内养护混凝土与普通混凝土28d抗冻融和抗盐冻性能.结果表明:当水灰比为0.4时,轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能明显低于普通混凝土,原因是轻细骨料内养护混凝土28d饱水度明显大于普通混凝土,但适量引气可明显提高其抗冻融和抗盐冻性能;当水灰比为0.3时,轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能较好,无需引气;同等条件下,轻细骨料筒压强度越高,对应混凝土抗冻融和抗盐冻性能越好.
根据电磁波收原理,通过材料模型设计和理论模拟分析,成功制备出石膏/木纤维复合电磁波收板,并对其性能进行了测试.结果表明:厚度为1.3 cm的石膏/木纤维复合电磁波收板,在3.4 GHz附近的电磁波收量达到-39 dB,反射率在-5 dB以下,带宽72%以上.采用320Ω/□电阻膜且厚度为1.8 cm的石膏/木纤维复合电磁波收板可作为2.45 GHz波材料用于无线局域网(WLAN)的电磁干扰防护及建筑室内电磁 污染防护.
以性损伤机理的有限元程序模拟混凝土空心砖的抗折性能.在数值模型中,为了体现混凝土材料的非均匀性,定单元的材料性能服从韦伯尔分布.利用该模型,可以得到混凝土空心砖在荷载作用下的裂纹起裂、发展直至后破坏的全过程.结果表明:空心砖的抗折强度随着壁厚和均质度系数的增加而增大,随着空洞率的增加而减小,数值计算结果和试验结果吻合较好.
利用微生物的酶化作用诱导矿物沉积来封堵混凝土裂缝是防渗堵漏的有效途径.采用裂缝内直接灌浆(浆液为菌液、营养盐和钙源溶液的混合溶液)和裂缝内预填介质再灌浆2种封堵处理方式,获得不同裂缝宽度条件下,混凝土灌浆次数与裂缝渗水速度的关系曲线.结果表明:缝内直接灌浆法适用于宽度较小的裂缝(小于0.5mm),宽度较大裂缝则需采用缝内预填细砂等介质再灌浆的封堵方式.

采用快速冻融法研究了再生细骨料粒径、掺量以及粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:再生细骨料混凝土的抗冻性能明显劣于相同配合比的基准混凝土;随着再生细骨料粒径尺寸减小、掺量增加,混凝土的抗冻性能下降,当再生细骨料粒径尺寸≤0.16mm,掺量≥40%(质量分数)时,混凝土抗冻性能下降很大;尽管再生细骨料混凝土的抗冻性能随着粉煤灰掺量的增加而有所下降,但掺粉煤灰后再生细骨料混凝土的抗冻性能仍明显优于未掺粉煤灰的再生细骨料混凝土,粉煤灰对再生细骨料混凝土的抗冻性能具有明显的改善作用.
用3种高水聚合物(super-absorbent polymer,SAP)作为内养护剂,通过研究其在饱和Ca(OH)2溶液中的水特性及配制混凝土的工作性进行优选.研究了优选SAP掺量及粒径对混凝土早期变形和抗裂性的影响,并通过水化热测试、X射线衍射分析内养护的作用机理.结果表明:经优选的内养护剂可减小混凝土的早期变形,提高混凝土抵抗塑性收缩、自收缩开裂的能力及水泥水化程度;内养护剂掺量对混凝土抗裂性、水泥水化程度的影响较大,而其粒径变化所带来的影响则相对较小.