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采用压测孔仪(MIP)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等测试技术,研究了石灰石粉对复合胶凝材料水化特性的影响.结果表明:与掺入粉煤灰相比,掺入石灰石粉也可减少复合胶凝材料的需水量,同时使胶砂强度有所降低,但其对胶砂后期强度的影响会逐步减小;石灰石粉和粉煤灰均能降低复合胶凝材料的水化热;石灰石粉对胶砂孔结构具有显著改善作用,能细化砂浆孔隙;随着龄期的延长,石灰石粉和粉煤灰都会发生水化,石灰石粉后期将水化生成水化碳铝酸钙.

通过试验与分析,建立了再生混凝土性模量与其疲劳强度的回归公式,结果表明:由该回归公式计算出的再生混凝土受压疲劳强度与试验结果接近,可用来预测再生混凝土的受压疲劳强度,并指导工程实践;初步验证了GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中普通混凝土受压疲劳强度的取值方法对再生混凝土同样适用.
研究了高温后钙质骨料混凝土(C30)残余抗压强度的变化规律,同时借助热重试验、扫描电镜试验和压试验对与钙质骨料混凝土同水灰比和经历相同高温冷却条件处理的硬化水泥浆(HCP)进行了微观试验研究.结果表明:HCP在中低温段(100~300℃)的二次水化反应对钙质骨料混凝土在该温度区段的残余抗压强度有很大影响.钙质骨料混凝土高温后残余抗压强度和高温后HCP孔隙率之间具有良好的负相关性.

采用动态剪切方法对沥青进行时间扫描、频率扫描等试验,对比时间扫描过程预测的车辙因子G*/sinδ与实测车辙因子误差;采用WLF方程对沥青玻璃化转变温度(Tg)进行拟合,并对玻璃化转变温度表征混合料低温性能的适用性进行了分析.结果表明:回归计算的普通石油沥青车辙因子与实测车辙因子相对误差小;石油沥青及简单相态改性沥青的玻璃化转变温度拟合相关程度高,数据稳定,变小;复杂相态结构的聚合物改性沥青拟合结果数据离散,平行性差;玻璃化转变温度与混合料低温破坏应变关联程度高.
为了解决采用标准试验方法无法测试早龄期混凝土性模量的问题,采用温度-应力试验法,选用测量精度为0.1kN的高精度荷载传感器,控制混凝土试件在极短时间(5s)内的位移量为10~15μm,可以准确测得早龄期的混凝土性模量.综合采用温度-应力试验测得的48h内的性模量数据与采用标准试验法测得的3~28d的性模量数据,建立了以等效龄期作为时间尺度、以零应力时间为起始测试点的混凝土性模量随时间发展的函数关系.

采用4个受损轴压钢管混凝土柱试件和4个用碳纤维复合材料(carbon fiber reinforcedplastics,CFRP)加固的受损轴压钢管混凝土试件进行对比试验研究,分析两者的受力机理,评价CFRP加固受损轴压钢管混凝土承载力提果.结果表明:由于CFRP的环向约束,受损钢管混凝土的钢管和核心混凝土的径向变形受到了限制,受损钢管混凝土轴压承载力有不同程度提高,且其提果随着长细比的增加而变小;提出了加固前后受损钢管混凝土承载力计算方法,其计算结果与试验结果吻合良好.
适当的弯曲半径可以抵消二维扩散作用下腐蚀物质侵入对钢筋腐蚀的影响.根据弯曲半径与氯离子二维扩散之间的关系,提出了氯离子环境下角部钢筋与中间部位钢筋同步腐蚀的数学模型.根据敏感性分析得出,在氯离子环境下,保证钢筋同步腐蚀所需的钢筋弯曲半径与氯离子扩散系数大小无关,与保护层厚度和临界氯离子浓度成正比,与表面氯离子浓度和初始氯离子浓度成反比.通过对T形梁的检测数据分析得出,钢筋保护层厚度检测应根据钢筋骨架三维图像,考虑弯曲半径与二维扩散的影响,对钢筋的腐蚀风险进行正确评价.
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.
采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析技术,探讨了硫酸铝、明矾和工业石膏对糯米灰浆性能的影响及作用机理.结果显示:硫酸铝对于改善糯米灰浆的力学性能、耐冻融性和耐水性均有较大帮助;明矾对糯米灰浆的改善主要表现在力学性能方面;工业石膏对糯米灰浆在力学性能和耐候性方面均未有明显改善;3种添加剂对减缓和减少糯米灰浆收缩均表现出良好的效果.在实际应用中,建议采用一定比例的硫酸铝作为糯米灰浆的添加剂.
采用液和液对超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)进行改性,研究二者对UHTCC力学性能、黏结强度、收缩率的影响.结果表明:对比未改性UHTCC,液和液改性的UHTCC抗压强度和抗折强度均降低,但黏结强度提高,收缩率减小;液改性UHTCC的极限应力和早期初裂应力降低,但90d的初裂应力提高,极限应变保持不变,初裂应变增大;液改性UHTCC的极限应力、初裂应力提高,初裂应变增大,但极限应变减小,拉伸应变硬化现象不显著.
为经济便捷地对膨胀型饰面防火涂料进行防火性能检测,设计了1种简易的防火性能测试装置.在一些简化设的基础上,针对该测试方法,提出了1个包含6个关键变量的传热数学模型.研究发现:6个关键变量中,反映外炭化层隔热能力以及热源综合影响的参数i值对防火涂料防火保护时间的影响为关键.利用曲线拟合,获得i值的计算公式,并通过测试起始涂覆厚度不同的1组透明饰面型防火涂料样品,估算出了该防火涂料的i值.
根据木材受压应力-应变曲线的特点,提出了木梁受压区计算模型.在分析加固木梁各种破坏形式的基础上,运用提出的计算模型,推导了木梁受弯承载力的计算公式.对36根木梁进行了受弯性能试验.结果表明,在木梁受拉区布置纤维增强聚合物FRP(fiber reinforced polymer)可有效提高木梁的受弯承载力,木梁受压区设置FRP加固层对受弯承载力的影响与其加固方式有关.加固木梁受弯承载力计算结果与试验值吻合较好,说明所推导的计算公式可作为木梁加固设计参考.
优选低表面能材料及高温改制沥青为成膜物质,从表面自由能的角度研究了这种疏水型防护材料的抗水、抗冻黏及抗冻融黏附能力.结果表明:疏水型防护材料具有优异的抗水、破坏性能,能够有效降低与路表结构的冻黏力;随涂膜固化时间的延长,防护材料对湿轮磨耗试件表面细集料的黏附效果优异,抗水及耐冻融黏附性能显著提高.抗凝损伤疏水型防护材料的应用对促进沥青路面预防性养护新技术的发展具有重要意义.
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第二定律基础上,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.
根据负压法测孔原理,采用土壤力平板仪测试了透水模板布的孔径分布累计曲线,同时运用基于平面随机分割(Poisson polyhedron)理论得到的非织造土工织物孔径分布计算模型,计算了透水模板布孔径分布累计曲线.结果表明,尽管透水模板布孔径分布累计曲线两端约10%的大孔和5%的小孔其实测结果与理论计算有偏差,但实测曲线与模型计算曲线孔径范围和主体分布相当一致,说明孔径分布计算模型能够有效反映透水模板布的孔径分布特征.
为了建立水泥化沥青砂浆(CA砂浆)28d抗压强度计算模型,通过正交试验校验了多种配合比参数对CA砂浆28d抗压强度影响的显著性,通过SEM观察了CA砂浆的微观形貌,分析了配合比参数影响砂浆强度的机理.借鉴混凝土微观力学的理论,建立了基于孔隙率与水化程度的CA砂浆28d抗压强度的理论模型.结果表明:在较大的范围内,该理论模型的计算结果与实测强度有良好的一致性.