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测试和分析了掺复合缓凝剂(CR)的磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体的凝结时间、水化热、液相pH值、抗压强度、物相组成和微观结构,将其与掺硼砂(NB)的MKPC浆体进行比较,研究了掺CR的MKPC浆体的水化硬化特性.结果表明:CR通过控制MKPC水化体系液相pH值,使MKPC浆体的凝结时间延长、早期水化反应速度减慢、水化体系温度降低、总水化放热量减少;掺CR的MKPC硬化体中主要水化产物磷酸钾镁晶体(MKP)的生成量增加、晶体生长完好、稳定性好,MKPC硬化体的微观结构更完善,后期抗压强度显著提高.

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.
为了定量研究椭圆环试验约束度,采用数值分析方法,通过对混凝土施加虚拟温度场来模拟其收缩作用,计算了椭圆环试件中混凝土在自由收缩和限制收缩条件下的位移,分析了混凝土壁厚、钢环厚度和混凝土性模量对椭圆环试验约束度的影响,并拟合得到椭圆环试验约束度计算表达式.通过对比椭圆环混凝土的开裂时间后发现,预测结果与试验结果吻合良好,验证了所提出的数值分析方法的可行性.后针对不同约束度条件下的早龄期混凝土,进行了约束圆环和椭圆环试验设计.

提出了混凝土氯离子扩散系数预测的格构模型;应用能量等效原理,导出了格构梁和连续体氯离子扩散系数之间的解析关系式.基于模拟所得的骨料分布和格构梁与骨料之间的相对位置,确定了每一个格构梁单元的刚度矩阵.通过有限单元分析,获得了混凝土氯离子扩散系数;定量评价了骨料直径、界面氯离子扩散系数和骨料级配对混凝土氯离子扩散系数的影响.基于数值结果,发现混凝土氯离子扩散系数随着骨料直径的增大而减小;随着界面氯离子扩散系数的增大而增大;骨料级配对混凝土氯离子扩散系数有较大影响.
对不同含水率(质量分数)、不同密度麦秸砖墙的导热系数进行了研究,并探讨了不同温度区段对麦秸砖墙导热系数的影响.结果表明:麦秸砖墙导热系数随其含水率的增加而增加,随其密度的增大而升高.不同温度区段影响麦秸砖墙的导热系数,相同含水率麦秸砖墙导热系数随温度区段升高呈近似线性增加.麦秸砖墙含水率应保证小于13.0%,以使其具有高热阻值,确保其隔热性能.

利用落锤冲击系统研究了玄武岩纤维束在不同应变速率和不同温度下的拉伸力学性能.结果表明:玄武岩纤维束的力学性能与应变速率和温度具有相关性.在相同的温度下,玄武岩纤维束的性模量和拉伸强度都随着应变速率的增加而增大,其应变与韧性呈先增后减的趋势;在相同的应变速率下,随着温度的增加,其性模量减小,应变和韧性增大,拉伸强度呈先减后增的趋势.
根据氯离子在混凝土中的传输机制,从交变荷载作用下混凝土的疲劳损伤入手,基于裂纹面积来表征氯离子扩散系数,从微观角度定量分析了疲劳损伤对混凝土裂纹面积扩展值的影响;根据Fick第二定律建立了交变荷载作用下损伤混凝土中的氯离子传输模型,并给出了其解析解.结果表明:所建模型计算结果与室内试验结果吻合良好,说明交变荷载作用下损伤混凝土中氯离子传输模型所应用的理论和提出的设具有一定的合理性和科学性.
通过快速氯离子扩散试验测试了不同矿物掺和料高性能混凝土和普通混凝土的电通量,分析计算了氯离子扩散系数和钢筋锈蚀的临界氯离子浓度;利用边界元法计算了普通混凝土和高性能混凝土的服役寿命.结果表明:基于边界元法的氯离子扩散场计算长度理论及数值分析模型能很好预测混凝土的服役寿命.三掺粉煤灰、硅灰和矿渣高性能混凝土其耐久性优于单掺粉煤灰高性能混凝土,具有抗氯离子扩散能力.
为了研究SBS改性沥青的温度敏感性,采用镇海基质沥青、星型SBS4303和SBS401、线型SBS1192和SBS503制备了6种SBS改性沥青.由针入度试验和动态剪切流变试验(DSR),得出各沥青不同温度下的针入度值、黏度值、针入度指数PI和黏温指数VTS,并分析了改性剂种类和改性剂剂量对SBS改性沥青PI和VTS的影响.结果表明,VTS比PI更能客观反映SBS改性沥青的温度敏感性,建议采用lg(lgη)-lgTK的开氏温标回归方法得到的VTS作为SBS改性沥青感温性指标比较适宜.
通过不同老化程度和不同温度下AC-13C型沥青混合料的应力松弛试验,结合时间-温度的等效关系原理和WLF公式分析,得到了不同老化程度沥青混合料的松弛模量主曲线簇及其黏性参数值;以材料黏度的自由体积理论为基础,推导出了沥青混合料的老化程度与温度、时间之间的等效关系式,并通过已有应力松弛试验数据进行了验证.结果表明:老化后的沥青混合料应力松弛特性可以用未老化沥青混合料在较低温度或较低荷载作用时间下的性能来分析.
针对玄武岩纤维(BF)在的研究现状,为提升其在沥青混合料中的加筋和增果,采用偶联剂(KH550)对BF进行表面处治,并研发了一套适用于KH550表面处治BF的装置;通过红外光谱、电镜扫描和X射线能谱等试验,研究了KH550表面改性BF的机理,并通过耐热性、持沥青能力和离析分散性等试验,对改性BF的路用性能进行了研究.研究表明:KH550溶液可显著改善BF表面特性,形成具有稳定化学键的凸起,显著提升其与沥青的黏聚力;改性BF的路用性能得到了提升,有利于其在沥青混合料中性能的发挥.
针对宋代建窑、吉州窑、耀州窑的兔毫黑釉瓷样品,采用EDXRF,SEM/EDS,XRD,热膨胀分析等手段研究了胎釉化学组成、显微结构、物相及兔毫形成机理,采用多元统计方法深入探讨了建窑、吉州窑、耀州窑兔毫黑釉瓷的胎、釉化学组成特征,并比较了这3个窑口兔毫黑釉瓷的异同点.
将0.1%(质量分数)碳纳米管掺加到微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆中,以提高其起裂断裂韧度.结果显示:与空白试件相比,在28d龄期时,掺加0.1%碳纳米管的微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆性模量和起裂断裂韧度分别提升了9.05%和21.44%;碳纳米管主要通过桥连作用、网格填充作用增强微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆的起裂断裂韧度.
将竹材视为由维管束与基体组成的两相复合材料.通过电子显微图像分析及宏观抗拉力学试验,研究竹材维管束分布及竹材抗拉力学性能与维管束体积比之间的关系.结果表明:单个维管束面积由竹青至竹黄逐渐变大,且距竹黄越近变化趋势愈平缓;维管束体积比随着竹高的增加而增大,沿竹黄向竹青方向也不断增加;竹材抗拉力学性能与维管束体积比之间呈线性递增关系,这为竹质工程材料力学性能的可控性提供了理论依据.
通过锈蚀高强钢筋反复荷载试验,分析了锈蚀对高强钢筋力学性能和耗能性能的影响.同时探究了锈蚀引起高强钢筋力学性能及耗能性能退化的原因,并建立了锈蚀高强钢筋力学性能及耗能性能退化模型.结果表明:高强钢筋随着锈蚀程度的增加,其力学性能不断降低,屈服平台逐渐消失,延性下降,破坏时更加表现为脆性断裂;反复荷载下,高强钢筋随着锈蚀程度的加深,滞回环逐渐缩小,耗能性能降低,使得结构抗震性能下降,地震发生时更易导致结构脆性破坏.
参考常用的混凝土强度,设计了4种配合比水泥砂浆.采用拉拔测试仪(limpet pull-offtester)测得的水泥砂浆直接拉伸强度大约为其劈裂抗拉强度的60%.采用自行设计的水泥砂浆拉剪、压剪耦合受力装置,测量不同压应力水平下水泥砂浆的抗剪强度.结果表明,当压应力水平大于0.6倍水泥砂浆轴心抗压强度时,其抗剪强度会有不同程度下降.通过数据拟合获得了水泥砂浆复合受力状态下的破坏准则.该准则可以应用于细观力学模型中对混凝土材料破坏过程进行数值模拟;也可作为砌体结构中砂浆的破坏准则.