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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.
研究了再生混凝土集料对透水性混凝土物理力学性能和耐久性能的影响;从结构分析角度提出了透水性混凝土在工程应用中的结构形式;结合工程实例介绍了再生集料透水性混凝土的应用效果.

为有效测钢筋混凝土结构内部钢筋的锈蚀,提出了基于压电陶瓷(PZT)波传播法的钢筋锈蚀测方法.先,基于PZT波传播法对变形钢筋进行了试验研究及数值模拟,找出了应力波在无锈蚀钢筋中的传播衰减规律;然后,设计制作了18个钢筋混凝土试件,在埋入每个试件中的钢筋表面相同位置粘贴PZT激励器/传感器;后,对试件进行电化学快速锈蚀,并在试件锈蚀过程中,对其进行PZT测试,来追踪锈蚀对应力波传播特性的影响.结果表明:钢筋锈蚀严重影响应力波的传播衰减规律,传感器接收到的信号幅值与钢筋锈蚀率之间呈二次函数的关系.
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.
针对传统橡胶沥青混溶速度慢、黏度大、加工难度高和掺量低等问题,采用螺杆反应挤出法对橡胶粉进行深度降解(溶胶质量分数大于50%),使其能在低温下快速混溶于沥青改性.结合常规测试和动态流变学分析研究了橡胶粉来源、掺量对使用温度下沥青流变性能和加工流变性能的影响.结果表明:深度降解橡胶粉能较快分散于沥青中;橡胶粉来源、掺量可影响改性沥青的高低温流变性能及加工流变性能;在不显著增加改性沥青黏度的情况下,深度降解橡胶粉的掺量(质量分数)可达50%以上.
为量化沥青混合料集料之间的接触关系,提出了一种基于数字图像的沥青混合料集料接触分析方法.以AC20型沥青混合料为例,对72个车辙板试件切片图像进行处理,得到每个切片上大于2.36 mm集料的接触数量及集料特征;通过统计分析,得到AC20型沥青混合料接触对总体分布、各档集料的接触对分布及单颗集料接触数分布规律.通过对AC20型沥青混合料接触状况的量化分析,可将接触特征作为混合料级配设计的参考因素,指导级配设计.
选取了不同类型、不同尺寸木节的兴安落叶松规格材,分别截取清材试样和足尺试样进行抗弯测试.通过对试验数据回归分析,足尺抗弯性模量Ef采用其平均密度ρa和测试跨距内所有木节信息拟合效果,R2为0.674,均方根RMSE为1.15.根据足尺抗弯性模量中独立变量密度和木节信息拟合参数值的分析,相对于密度的影响,木节对足尺抗弯性模量的影响较小.建立了足尺抗弯性模量、清材抗弯性模量和木节信息之间的理论模型.
通过室内模拟试验,研究了冻融和碳化共同作用下混凝土质量和相对动性模量的变化规律.结果表明:混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤大于其在冻融单一作用下的损伤.建立了混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤模型,该模型拟合精度较高.

研究了钠基膨润土和钙基膨润土对水泥基材料抗低温硫酸盐侵蚀性能的影响.将水泥-石灰石粉试件浸泡在5℃,5%(质量分数)硫酸钠溶液中,用红外光谱(IR)和XRD分析了腐蚀产物.结果表明:水泥-石灰石粉试件腐蚀程度随浸泡时间延长而增加,未掺膨润土的试件棱角发生明显脱落,腐蚀产物以碳硫 石为主;在试件的腐蚀产物中,碳硫 石的生成量随膨润土掺量增加逐渐减小,试件的腐蚀程度也逐渐减小;膨润土掺量相同时,钠基膨润土比钙基膨润土改善水泥-石灰石粉胶凝材料低温下抗硫酸盐腐蚀性能的效果更好.
针对混凝土在不同应变率加载作用下的变形和强度特征,在现有试验数据研究基础上,先提出了基于热力学定律的一般塑性损伤模型,再将应变率敏感性参数引入其中,推导出了应变率型塑性损伤本构模型.模型计算结果与试验结果比较表明,所建立的本构模型可以很好地描述混凝土在不同加载速率时的力学特征.应用该模型可预测大范围应变加载情况下混凝土破坏强度.结果表明:应变率对混凝土力学性能影响较大.
采用改进的SHPB(分离式Hopkinson压杆)技术测试了较高应变率范围内浮法玻璃的动态应力-应变曲线,探讨了其动态力学性能.结果表明:浮法玻璃为脆性材料,其动态应力-应变关系呈非线性特征.在较高的应变率范围内,浮法玻璃动态应力-应变关系与应变率相关,其性模量随应变率的增大而增大.基于损伤力学的基本理论,并根据SHPB测试结果,拟合得到了浮法玻璃应变率相关的动态本构方程.
为了更好地评价和预估沥青混合料抗车辙能力,基于离散元方法,应用PFC2D软件对沥青混合料的三轴剪切试验进行离散元数值模拟,并将模拟结果与实验室试验结果进行了对比分析.结果表明,离散元模拟结果与实验室试验结果具有较好的相关性,且规律一致,验证了模型的正确性;可基于此模型建立评价和预估沥青混合料抗车辙能力的虚拟试验方法.
制备了小型混凝土构件,通过三点弯曲诱导裂缝和氯盐溶液干湿循环加速其中钢筋锈蚀,采用自然电位法测钢筋的腐蚀电位,并采用中子断层扫描成像技术对钢筋锈蚀产物分布进行了分析.结果表明:钢筋混凝土构件经过85次氯盐溶液干湿循环后,采用中子断层扫描成像技术对其进行三维扫描成像,可直观呈现钢筋锈蚀产物分布状况;钢筋锈蚀产物集中分布于裂缝断面钢筋与基体界面的底部区域,并沿界面逐渐向外扩展,符合氯盐诱导钢筋锈蚀的坑蚀规律.这为研究混凝土结构中钢筋的锈蚀机理提供了一种新的试验方法.
运用宾汉姆模型试验研究了不同超塑化剂掺量下石灰石粉等量取代水泥对水泥净浆流变性能的影响.结果表明:石灰石粉较大比表面积和较小表观密度带来的对水较强附作用和使水粉比(体积比)有所降低劣化了水泥净浆的流变性能,而其良好的颗粒级配和形貌,以及促进水泥颗粒附超塑化剂的作用则对水泥净浆的流变性能有改善效果.这2方面因素相互制约,使得超塑化剂掺量出现明显的临界点.
由于应用瞬时电化学方法测量混凝土中钢筋锈蚀会产生各种误差,在电化学共轭反应的基础上,提出了以银库仑计为测量原理的积分方法,该方法可提高测试的精度和可靠性.对银库仑计的原理和制备进行了介绍,对电量的测量方法和测量误差进行了详细的分析和讨论,并通过实例介绍了银库仑计在混凝土钢筋锈蚀测量中的应用.

结合高温后混凝土楔入劈拉法试验,采用3种常温下混凝土双线性软化本构曲线,借鉴常温下双K断裂模型中失稳韧度KIC,un,T与黏聚韧度KIC,c,T,起裂韧度KIC,ini,T间的定量关系,对高温后混凝土断裂韧度间的关系进行研究.结果表明:高温后黏聚韧度KIC,c,T的计算分为2种情况,用不同软化曲线计算得到的黏聚韧度值相近;由3种常温下的软化曲线计算得到的失稳断裂韧度值与实测失稳断裂韧度值能够较好吻合,现有软化曲线能较好地反映高温后混凝土断裂性能;同时验证了双K断裂模型对高温后混凝土的适用性.
通过PVA-FRCC(聚醇-纤维水泥基复合材料)与钢筋黏结锚固构件的中心拉拔试验,对钢筋应力和黏结应力进行了分析.通过回归分析提出了PVA-FRCC与钢筋的黏结强度计算公式,其计算结果与试验结果吻合良好.在可靠度分析的基础上提出了PVA-FRCC与钢筋锚固长度设计建议.结果表明:钢筋锚固长度可按现行的GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定的公式计算.