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为了了解纤维土的路用特性,采用室内试验分析了影响纤维土黏聚力的主要因素,研究了素土、石灰土和水泥土掺加纤维后所表现出来的基本力学性能.结果表明:纤维掺量对纤维土黏聚力影响显著;在素土、石灰土和水泥土中掺加纤维均能明显提高土体的黏聚力,但内摩擦角变化不大;素土的初始性模量随纤维掺量的增大而增大,而石灰土和水泥土的初始性模量随纤维掺量的增大而减小;素土和石灰土掺加纤维后可应用在需要提高抗变形能力的实际工程中,水泥土掺加纤维后可应用在需要提高强度的实际工程中.

以赤泥、粉煤灰、石英砂等为主要原材料,经掺加物理泡沫、浇注、煅烧等工艺制备了赤泥轻质保温材料,研究了煅烧温度及升温速率对其性能的影响;利用扫描电子显微镜观察其微观形貌,并探讨其烧结机理.结果表明:在煅烧温度1 150℃,升温速率6℃/min条件下制备的赤泥轻质保温材料,其堆积密度为527kg/m3,收缩率为5.7%,抗压强度和抗折强度分别为3.4MPa和2.2MPa,导热系数为0.105W/(m·K),孔隙率(体积分数)为33.61%.
设计合成了一种醛-磺化木质素共聚减水剂(SAF-LS),并采用红外光谱和黏度试验对醛-磺化木质素之间的接枝共聚反应进行了论证.对比了醛系减水剂(SAF),SAF-LS以及醛系减水剂与磺化木质素的冷复配体系(SAF+LS)在净浆、混凝土中的作用效果,证明SAF-LS是一种性能略逊于SAF,但远优于SAF+LS的减水剂.利用SAF-LS和缓凝组分,配制出了坍落度保持性和强度发展均十分优良的强度等级为C30~C50的预拌混凝土.

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.
为研究弯曲韧性对不同配箍率钢纤维自密实混凝土梁受剪性能的影响,分别对24个弯曲韧性试件与16根钢纤维自密实混凝土梁式构件进行了弯曲试验.根据荷载-位移曲线以及韧性参数,分析了弯曲韧性对梁式构件受剪破坏形态和承载力的影响.结果表明:加入钢纤维可以提高自密实混凝土梁的受剪承载力,同时还可以改善梁的破坏形态;建立了基于弯曲韧性的受剪承载力计算模型,该模型预测值与试验结果较为接近,可用于钢纤维自密实混凝土梁的受剪计算.

利用自行设计的加载装置研究了单掺矿物掺合料(矿渣、粉煤灰、硅灰)的素混凝土在单轴持续压荷载作用下的氯离子渗透性,并提出了相应的数学模型.结果表明:单轴持续压荷载显著影响混凝土的渗透性,氯离子扩散系数与应力比近似满足抛物线的数学模型.掺入矿物掺合料可以改善混凝土抗氯离子渗透性,改善效果硅灰,矿渣次之,粉煤灰差.掺入矿物掺合料的混凝土,其氯离子扩散系数随矿物掺合料掺量的增大而近似呈负指数函数减小.对于掺矿物掺合料的混凝土,其渗透性与抗压强度不具相关性.
以电化学交流阻抗谱和再碱化模拟试验研究了再碱化对碳化混凝土中具有氧化层钢筋的作用;采用扫描电镜(SEM)结合能谱分析(EDS)对再碱化后具有氧化层钢筋的表面进行了分析.结果表明:再碱化过程中,钢筋电极表面的电化学反应与钢筋表面的状态密切相关;当钢筋电极表面存在氧化物时,再碱化使该氧化物的价态逐渐降低,并在钢筋电极表面形成单质铁,导致钢筋表面不易形成致密钝化膜.
通过改变混凝土内、外部盐溶液浓度,研究了盐溶液浓度差对混凝土单面盐冻剥落的影响.结果表明:在预水过程中,氯离子扩散规律符合Fick第二定律,在中、低盐溶液浓度或存在内外浓度差的情况下,冻融过程对混凝土表面附近氯离子浓度分布影响显著;混凝土内、外部盐溶液浓度差对混凝土盐冻剥落影响显著;当混凝土内部的盐溶液浓度低于外部时,盐冻剥落量,且远大于3%(质量分数)盐溶液中冻融的混凝土.
为研究沥青混合料的断裂性能,对SBS沥青混合料和普通沥青混合料小梁进行三点弯曲试验,利用CCD摄像头跟踪拍摄了沥青混合料小梁变形破坏的全过程,并利用扫描电镜(SEM)观察了受力前以及断裂后沥青混合料的细观界面形貌,从细观结构角度揭示沥青混合料小梁变形断裂的机理.结果表明:SBS沥青混合料的抗弯断裂性能要优于普通沥青混合料,而沥青本身的性能、沥青与骨料间的界面性能及加载速率对混合料的特性影响至关重要.
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.
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.
采用比等效导热相等法则,把颗粒改性复合材料导热系数求解问题转化为含有单个颗粒立方单元体的导热系数求解.通过在单元体中定义复合体,计算出复合体的导热系数.在此基础上分别采用串、并联模型,推导出颗粒改性复合材料导热系数计算公式.采用本方法的计算结果与文献报道的实验数据进行了对比,表明本方法计算结果比Luikov算法及经典的Maxwell-Eucken模型更为,与实验数据吻合较好,从而为颗粒改性型复合材料导热系数计算提供了一种简单、可靠的方法.
采用电化学测试方法结合表面分析,研究了再碱化条件下钢筋表面锈层发生还原的可能性,同时采用粉末微电极法研究了铁锈在碱性环境中的阴极过程.结果表明:钢筋及其氧化层在碱性环境中的电极过程都表现出良好的氧化还原性,铁锈的阳极过程表现出2个阶段,但无锈钢筋的阳极过程却表现出3个阶段,锈层氧化物经过电化学再碱化后能够发生不同程度的还原,同时其体积也会相应缩小,再碱化只使腐蚀电位有所正移,但并未使腐蚀电流密度明显降低.
采用原位聚合法合成了水泥基材料自修复用脲醛树脂/树脂(UF/E)微胶囊,利用电化学阻抗谱测试方法和渗流结构参数检测、评价了该微胶囊的自修复效果,总结了渗流结构中迂曲度T和水力半径rh在不同自修复温度、自修复龄期、微胶囊参数时的变化规律,同时,分析了UF/E微胶囊在水泥基体中发挥自修复作用的机理.
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.
以木质纤维、木质素磺酸铵、素为原料,并添加磷酸铵阻燃剂,然后通过高温热压处理工艺制备木质素基环保型纤维板.采用锥形量热仪测试了阻燃剂对纤维板阻燃性能的影响.结果表明:阻燃剂促进了纤维板的成炭过程,降低了纤维板的热释放速率、烟比率峰值和CO2释放速率,减少了可燃性挥发物的产生,使纤维板的阻燃性能得到明显改善.