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采用温差发电片作为电源,混凝土模拟孔隙液作为介质,研究温差发电应用于钢筋阴极保护的可行性.结合半电池电位、线性极化、Tafel曲线和电化学噪声,分析了温差发电单元对钢筋进行阴极保护的效果.结果表明:温差发电单元具有与直流电源相同的电学性能,内阻不会随着两端温差变化而明显变化;在阴极保护系统中温差发电单元具有很好的稳定性,实施阴极保护可以使钢筋电位负移至保护电位;阴极保护后钢筋的腐蚀速率大大减小,从腐蚀状态进入热力学稳定状态而得到有效保护.

采用喷雾干燥法制备丙烯酸酯可再分散胶粉.探讨了干燥温度对丙烯酸酯可再分散胶粉性能的影响.结果表明:干燥温度对丙烯酸酯可再分散胶粉的外观、粒径、含水率、再分散及成膜性能有较大影响;干燥温度升高,胶粉含水率降低;过高温度(160℃)和过低温度(100℃)会使胶粒子在干燥过程中形成粒径较大的聚合物颗粒,导致胶粉滤渣含量增加,再分散性及成膜性能变差,致密性降低,水率提高.
为模拟预应力钢筒混凝土管(PCCP)在蒸汽养护阶段的温度场,考虑温度与化学反应速率的关系,根据Arrhenius方程引入温度影响因子,提出新的混凝土水化度公式,并根据不同养护温度下的水泥水化热试验数据,拟合了不同温度下混凝土实际龄期时所对应的水化度公式.结果表明:所拟合的水化度公式拟合效果较好;将用水化度表示的混凝土导热系数和水化热参数应用于工程实际,与传统的分析结果相比,PCCP温度场的温度值有所提高,与工程实际更为贴近.

采用有限元软件ANSYS分析了尺寸、电压电极间距和表面粗糙度对镍粉水泥基传感器与其周围混凝土应力/应变协调性的影响,进而对该传感器的制作参数进行了优化,并对优化传感器埋入混凝土后其自身及周围混凝土的受力状态进行了分析.结果表明:镍粉水泥基传感器的合适尺寸为20mm×20mm×40mm,电压电极间距为5mm,并尽量使其表面粗糙;镍粉水泥基传感器埋入混凝土中的受力状态近似于单轴受力状态,其与周围混凝土的应力差别较大,应变基本协调,将其应用于混凝土结构健康测时需对测试结果进行修正.
为解决废旧轿车轮胎胶粉难利用和螺杆高温挤出脱硫胶粉能耗高、污染大的问题,采用废机油活化辅以螺杆低温挤出的工艺制备脱硫胶粉,研究活化工艺、挤出温度、废旧轿车轮胎胶粉掺量对改性沥青脱硫程度及高低温流变性能的影响.结果表明:废机油活化能显著提高废旧轿车轮胎胶粉的溶胶含量,废旧轿车轮胎胶粉的挤出温度和掺量能显著影响改性沥青的性能,废旧轿车轮胎胶粉挤出温度为180℃的改性沥青高低温流变性能,加工性能良好,且废旧轿车轮胎胶粉掺量可达30%(质量分数).

利用油脂在碱性条件下发生皂化反应的原理,考察了溶剂用量、碱用量及油脂种类对水泥浆体触变性的影响,并且开发了适用于水泥浆体系的新型脂肪酸盐类触变剂,同时测试了触变水泥浆体的流变特性及不同时间段的扭矩.结果表明:掺入新型触变剂的水泥浆体具有良好的触变性,当浆体静置时,状态稳定;当以特殊剪切力搅拌浆体时,状态为流体状,流动度十分稳定.
利用TAM-AIR热活性微量热仪测定了掺不同减水剂水泥水化过程的水化放热曲线,并用Db10小波对放热曲线进行分析.结果表明:掺新型聚羧酸减水剂(SPC)水泥的水化曲线放热峰比掺萘系减水剂(NSF)和不掺减水剂的水泥分别滞后了171.3,235.9 min.对各放热曲线进行分解与重构发现,掺SPC试样的各近似系数比掺NSF试样和空白样小,重构得到的信号误差大,表明掺SPC比掺NSF对水泥水化的影响大.减水剂可有效延缓水化放热峰出现,掺SPC水泥水化放热过程比掺NSF水泥更加温和,有利于后期水泥强度的发展.
将碳纤维石墨水泥基复合材料(CFGCC)试块(40 mm×40 mm×40 mm)预埋入混凝土柱(100 mm×100 mm×300 mm)中,利用四电极法研究了CFGCC试块在混凝土柱受到不同幅值循环荷载作用下的电阻性能.结果表明:CFGCC试块电阻变化率与混凝土柱压应力呈现良好的对应关系,因此,CFGCC有望成为混凝土结构长期健康测的新一代传感材料.
选取CO2体积分数为3%和20%进行加速碳化试验,比较分析了2种情况下单掺粉煤灰、矿粉混凝土及二者复掺混凝土碳化深度及碳化速率系数随碳化龄期的变化规律.结果表明:在3%CO2体积分数下进行加速碳化试验,不但能较好地反映普通混凝土的自然碳化规律,而且能对水胶比相同矿物掺合料不同的混凝土碳化性能进行有效区分,但试验时需要适当延长碳化龄期;采用20%CO2体积分数进行加速碳化试验,并不能有效区分水胶比相同矿物掺合料不同的混凝土的碳化性能.
为了改善聚苯(EPS)轻集料混凝土中EPS颗粒与水泥砂浆界面的黏结性能,提高EPS轻集料混凝土的力学性能,采用- 酯(EVA)液对EPS颗粒表面进行改性,并对改性前后EPS轻集料混凝土的力学性能作了对比试验,结合扫描电镜、X射线衍射和红外光谱,分析了EVA液对EPS轻集料混凝土性能的影响机理.结果表明:EVA改性改善了EPS轻集料混凝土的微观结构,使其内部孔洞数量减少,孔洞尺寸趋于减小;使水泥水化更为充分,水化产物组成得以优化,EPS轻集料混凝土的180 d抗压强度和抗折强度得到提高.
在单向冻结条件下对饱和粉质黏土试件进行了6种工况下的室内冻胀试验研究.结果表明:冷端温度、压实度、温度梯度、上覆压力和补水条件是影响土体冻胀变形的关键因素;温度梯度、冷端温度和上覆压力与土体冻胀变形呈反比,压实度与土体冻胀变形呈正比;冻胀率是表征土体冻胀敏感性的关键指标,与材料参数和冻结条件有关.后,基于试验研究提出了用于指导工程应用的路基冻胀害措施.
在活性激发剂作用下,将粉煤灰、脱硫石膏和水泥混合,制备成一种新型的复合胶凝材料,然后在优选试验基础上确定了复合胶凝材料的基本配合比.研究了典型配合比粉煤灰-脱硫石膏-水泥净浆在复合激发剂作用下的水化过程,结果表明:粉煤灰早期火山灰活性显著提高;脱硫石膏除自身析晶、具有一定的增应外,还是粉煤灰火山灰活性理想的硫酸盐激发剂.粉煤灰3d即开始明显水化,脱硫石膏对粉煤灰水化活性激发效果明显.
采用灰色系统理论方法,对不同水灰比及粉煤灰掺量混凝土的碳化方程进行灰色建模.分别对不同灰色预测模型进行比较分析,依据预测模型精度变化规律,给出了建立混凝土碳化深度灰色预测模型的基本方法.经实例验证,灰色预测模型针对性好、模拟精度高,并可采纳新信息进行新陈代谢,是一种可行、实用、应用范围广泛的方法.
在已有水泥混凝土硫酸盐腐蚀模型的基础上,引入疲劳荷载影响的 根离子有效扩散系数,分析不同参数对疲劳荷载作用下水泥混凝土硫酸盐腐蚀寿命的影响;通过大量的均匀设计计算,回归出疲劳荷载作用下道路混凝土受硫酸盐腐蚀寿命的计算公式,可为疲劳荷载作用与硫酸盐腐蚀工况下的水泥混凝土材料设计及寿命预估提供参考.
测定了铁路轨道系统(CRTS)Ⅰ型板式无砟轨道水泥化沥青(CA)砂浆搅拌功率随时间变化曲线——搅拌功率曲线,并对搅拌功率进行了微分求导及波动分析.结果表明:依据搅拌功率曲线特征,CA砂浆的搅拌过程可分为液相均匀、干料球形成、干料球分散、干料球浸润、干料球破碎、悬浮液均匀6个阶段;依据搅拌功率波动曲线特征,CA砂浆的搅拌过程可分为液相均匀、干料球均匀和悬浮液均匀3个区域.CA砂浆搅拌动力学可为其搅拌工艺的选择提供重要的依据.
为了提高水泥基材料的热电性能,采用水热合成法制备了纳米MnO2粉末,并将其作为热电组分掺入到水泥浆中,研究了不同掺量下水泥基复合材料的热电性能,并着重探讨了其热电机理.结果表明:水泥基复合材料的Seebeck系数随着纳米MnO2粉末掺量的增加而增大,当纳米MnO2粉末掺量为水泥质量的5.0%时,水泥基材料的Seebeck系数高达3 300.0μV/℃,约为碳纤维水泥基材料的30倍之多.研究结果在建筑工程领域余热回收及空调制冷等方面具有潜在应用价值.