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基于固相分形模型和格子Boltzmann方法,通过数值模拟手段研究非饱和硬化水泥浆的氯离子扩散性能.先应用固相分形模型来模拟硬化水泥浆的多孔结构,在此基础上采用格子Boltzmann方法模拟相应的氯离子扩散.在固相分形模型中,按照孔隙尺寸分布对硬化水泥浆多孔结构进行逐级饱和来实现饱和度的变化.对比当前数值模拟的结果与经典幂函数型饱和函数的预测结果,发现二者吻合较好,饱和系数的合理取值为4~5.

应用动电位极化、电化学阻抗谱(EIS)、Mott-Schottky曲线、恒电位极化和浸泡方法研究了HRB400钢筋在NaCl质量分数为0.1%的饱和Ca(OH)2模拟混凝土孔隙液中的点蚀性能.结果表明:随着模拟液温度的升高,HRB400钢筋的自腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,点蚀电位降低,钝化膜阻抗降低;发生点蚀的孕育期缩短,点蚀敏感性增加;均匀腐蚀速率增大且其表面在较高的温度下出现了明显的点蚀坑;在不同模拟液温度下,HRB400钢筋的半导体类型和性质发生了改变.
采用炉底渣作轻砂,普通水泥和Ⅱ级粉煤灰作胶凝材料,膨润土和复合外加剂作改性剂配制轻质保温砂浆.研究了膨润土掺量对炉底渣保温砂浆的和易性、密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明:掺入一定量的膨润土能明显改善砂浆的和易性,提高砂浆的抗压强度,而砂浆表观密度和导热系数变化不大.综合考虑保温砂浆的工作性、强度和导热系数等方面因素,较为合适的膨润土掺量为5.0%~7.5%(质量分数).

为研究轻钢与聚苯颗粒(EPS)混凝土界面黏结滑移的作用机理,制作了20个轻钢EPS混凝土短柱试件进行拉拔试验,研究EPS混凝土强度、钢管埋置长度及保护层厚度对轻钢与EPS混凝土黏结性能的影响.结果表明:轻钢与EPS混凝土的黏结应力要比钢筋与普通混凝土的黏结应力小;峰值黏结应力随EPS混凝土强度和保护层厚度的增加有所提高;钢管埋置长度的变化对峰值黏结应力的影响不明显.基于试验结果,提出了轻钢与EPS混凝土的三段式黏结-滑移本构模型,计算值与试验值基本吻合.
开展了不同粒径骨料机制砂自密实混凝土构件的性能研究.结果表明:不同粒径骨料机制砂自密实混凝土工作性能良好,其抗压强度及密实度较大.相比普通粒径骨料机制砂自密实混凝土,超大粒径和大粒径骨料机制砂自密实混凝土内部温峰降低18~23℃,温峰出现时间延长4~9h,但是,其构件受弯极限载荷较低,且所受弯矩越大,超大粒径骨料的尺寸影响效应越明显.超大粒径及大粒径骨料的粒径、堆积程度、分布状态、界面黏结情况是影响机制砂自密实混凝土构件受力性能,尤其是抗弯拉性能的关键因素.
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.

利用3组共9根玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管件轴心受压稳定性试验,观察其破坏过程及破坏特征,分析研究管件变形、极限承载力及破坏形式,同时建立了管件的ANSYS有限元模型.结合试验及有限元分析结果,推导出GFRP圆管构件实用的极限承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好.
在0.3%,0.5%,1.0%,2.0%预加拉伸应变破坏下,进行了2种配比、不同龄期的工程水泥基复合材料(ECC)的裂缝分布、干湿循环自愈合后力学性能的恢复及不同物相的纳米压痕测试.结果表明:ECC具有很多有利于裂缝自愈合行为的特性,其裂缝宽度大都在30μm以下,自愈合后,其终强度及拉伸应变能力均能达到甚至超过对比试件,裂缝自愈合产物的性模量约为34.8GPa,硬度约为1.6GPa,刚度约为0.1mN/nm.
为了研究纤维格栅类型、旧水泥混凝土与纤维格栅表面处理状况、粗集料粒径对新/旧水泥混凝土黏结劈拉强度的影响,对10组150mm×150mm×150mm的新/旧水泥混凝土黏结立方体试块进行劈拉试验.分析了试件的劈拉破坏过程,探讨了纤维格栅与新/旧水泥混凝土的黏结机理.结果表明:采用网格尺寸为5mm的玄武岩纤维格栅时新/旧水泥混凝土的黏结劈拉强度,旧水泥混凝土与纤维格栅表面处理状况对新/旧水泥混凝土黏结劈拉强度有较大的影响,而粗集料粒径对新/旧水泥混凝土黏结劈拉强度影响较小.
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.