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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.
为研究泡沫混凝土内部的扩散特性,利用电化学法,对比分析了泡沫混凝土与普通混凝土在不同水温、有无发泡剂以及不同浸水时间等条件下的交流阻抗图谱.结果表明:与普通混凝土相比,泡沫混凝土由于存在内部气孔而具有截然不同的细观结构和扩散特性,表现在阻抗谱上,即为其Nyquist图中的曲线是双曲正切型而非Randles型;通过对泡沫混凝土扩散特性与双曲正切曲线的关联,可以求得扩散系数与扩散层厚度等表征其扩散特性的参数.

利用差示扫描量热仪研究了分别由48#石蜡和液态石蜡、癸酸和硬脂酸组成的2种二元混合物的相变温度和相变潜热,并选取其中6种试样进行5 000次热循环试验,旨在寻找适合于建筑围护结构中使用的相变储能材料.结果表明:2种二元混合物的相变温度和相变潜热随配制比例的不同发生了较为明显的变化;它们的热稳定性均较好,且脂肪酸混合物的热稳定性优于石蜡混合物.同时给出了适用于被动式相变墙体和主动式相变供暖地板或墙板中使用的相变材料混合物配比.
以回收沥青路面材料(RAP)为主体,研究了水泥-粉煤灰(C-FA)和再生骨料2个体系之间的适应性.结果表明:随着温度的升高和加载频率的降低,RAP混合料的动态性模量随之降低;当m_A/m_s为1/5~5/5,水泥掺量(质量分数)为2%~6%,粉煤灰掺量(质量分数)为5%~6%时,再生骨料和C-FA体系之间有较好的适应性;当m_A/m_S为2/5~3/5时,RAP混合料的软化系数大于0.75,具有较好的水稳定性.
机制砂因石粉含量高、颗粒棱角多、表面粗糙等特点,对自密实混凝土的工作性、泵送性能影响显著.基于流变学理论与Kaplan混凝土泵送压力计算模型,结合机制砂自密实混凝土现场泵送压力测试,利用流变参数坍落度S和倒坍落度筒流出时间t建立了这种混凝土的泵送压力计算模型,并分析了机制砂特性和配合比参数对其泵送压力的影响规律.结果表明:机制砂特性与混凝土配合比参数对机制砂自密实混凝土泵送压力影响显著,呈现出不同的变化规律.
利用X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电镜(SEM)、红外分析(IR)等微观测试手段,对3种有机大分子(萘系、脂肪族系、聚羧酸系)作用下的3CaO.SiO2(C3S)单矿水化过程进行了研究,分析了有机大分子对C3S单矿水化的影响,探讨了有机大分子与水泥浆体的化学反应作用.结果表明:有机大分子的掺入改变了C3S单矿的水化历程,促进了C3S的后期水化,同时使得纤维状的C-S-H凝胶生长更完整,水泥颗粒间的空隙变小,但并未发现新的水化产物生成.
为实现不锈钢尾渣中脱水滤饼的资源化和无害化利用,对脱水滤饼进行了基本的物化试验,开展了其在道路基层材料中的应用研究.结果表明:用脱水滤饼部分替代粉煤灰,然后与粉煤灰、石灰一起进行与石灰配伍是可行的,以石灰、粉煤灰和脱水滤饼为胶结料的三灰碎石具有足够的力学强度、水稳定性及抗冻性,能够满足高速公路基层的强度要求,且施工性能良好;延迟12h后的三灰碎石抗压强度下降不超过10%.
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.

通过试验研究了聚丙烯纤维(PP纤维)和植物纤维(UFPP纤维)对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:在混凝土中掺加PP和UFPP纤维均可提高混凝土的抗冻性能,并且UFPP纤维对混凝土抗冻性能的提高作用明显高于PP纤维;此外,掺0.9kg/m3纤维混凝土的抗冻性能优于未掺纤维和掺0.6kg/m3纤维混凝土.同时,研究了掺纤维混凝土孔结构对混凝土抗冻融循环能力的影响,并分析其机理.
为揭示酸雨环境下混凝土抗拉性能的变化规律,在实验室配置了pH1.0硫酸混合溶液来模拟酸雨环境,采用完全浸泡的加速腐蚀试验方法对40个哑铃形混凝土试件进行不同程度的腐蚀,完成了受侵蚀不同程度的混凝土单轴拉伸试验.结果表明:在腐蚀初期,混凝土的抗拉强度、性模量和峰值应变逐渐递增;随腐蚀时间的延长,抗拉强度和性模量逐渐降低,但峰值应变仍继续增长;在相同环境下,混凝土抗压强度对腐蚀环境的敏感性较抗拉强度的敏感性大.基于试验结果,提出了酸雨环境下混凝土单轴抗拉应力-应变曲线上升段统一数学表达式.
采用自行研发的道路材料冲刷试验仪,开展了3类半刚性基层材料7,28,90d龄期的室内冲刷试验,得到了标准冲刷次数、冲刷动水压力以及劈裂强度之间的关系式.研究发现:随着龄期增长,材料的抗冲刷系数有下降的趋势,冲刷应力比指数变化较小,大致在18左右,冲刷深度指数受冲刷动水压力和龄期影响较小,在1.8左右;冻融对材料的抗冲刷系数、冲刷应力比指数的影响可予忽略,材料抗冲刷性能的下降可归结于结构强度的下降.另外,反映砂浆黏结作用的劈裂强度较抗压强度与材料的冲刷抗力有更好的相关性.
针对尺寸效应率和边界效应模型在混凝土名义强度的尺寸效应分析中存在分歧等问题,基于幂定律和等效性裂缝方法,提出了可综合考虑试件尺寸、初始裂缝长度以及断裂过程区对混凝土名义强度影响的尺寸效应模型.该模型融合了尺寸效应率和边界效应模型在混凝土名义强度尺寸效应分析中的影响因素,而且所需要的经验参数较少、求解方便.结合试验数据以及现有文献中的研究数据,对所提出的尺寸效应模型进行了验证,结果表明:所提出的模型可以较好地描述和预测混凝土材料的准脆性断裂行为,对试件的几何形状没有限制.
利用落锤冲击系统研究了玄武岩纤维束在不同应变速率和不同温度下的拉伸力学性能.结果表明:玄武岩纤维束的力学性能与应变速率和温度具有相关性.在相同的温度下,玄武岩纤维束的性模量和拉伸强度都随着应变速率的增加而增大,其应变与韧性呈先增后减的趋势;在相同的应变速率下,随着温度的增加,其性模量减小,应变和韧性增大,拉伸强度呈先减后增的趋势.
研究了水和养护环境温度对泡沫混凝土的凝结时间、干密度、抗压强度、导热系数和内部形貌的影响.结果表明:养护温度为5~50℃时,泡沫混凝土浆料的初、终凝时间对数与养护温度呈线性关系;水温为35~40℃时,泡沫混凝土内部孔径分布均匀,连通孔少,导热系数较小,且试块具有较好的抗压强度.
以性损伤机理的有限元程序模拟混凝土空心砖的抗折性能.在数值模型中,为了体现混凝土材料的非均匀性,定单元的材料性能服从韦伯尔分布.利用该模型,可以得到混凝土空心砖在荷载作用下的裂纹起裂、发展直至后破坏的全过程.结果表明:空心砖的抗折强度随着壁厚和均质度系数的增加而增大,随着空洞率的增加而减小,数值计算结果和试验结果吻合较好.

为了定量化描述沥青发泡过程设计参数与沥青发泡效果之间的动力学关系,提出了沥青发泡过程参数敏感性的工程化分析方法;根据多场条件下的多相流体动力学理论,建立了沥青发泡过程设计参数与耦合场分布的动力学模型,并分析了不同沥青发泡腔结构参数下的耦合场分布情况.结果表明:耦合场分布的统计数值与沥青发泡试验数据之间具有确定的相关性,沥青发泡动力学模型能够在一定程度上表征实际沥青发泡效果;利用沥青发泡动力学模型,从工程化角度对沥青发泡过程参数进行敏感性分析,得出了不同设计参数对耦合场分布影响的敏感性系数.
运用图像分析软件(IPP软件)测定了石灰石和铁尾矿废石粗骨料的三轴特征、圆度和球度,采用统计产品与服务解决方案软件(SPSS软件)对不同粒级石灰石和铁尾矿废石粗骨料的等轴率、圆度和球度进行了统计分析,并建立了三者之间的相互关系.结果表明:不同粒级石灰石和铁尾矿废石粗骨料的等轴率、圆度、球度分布均近似符合正态分布;等轴率、圆度、球度这3个指标用于评价不同品种、不同粒级粗骨料的粒形特征具有良好的一致性;粗骨料球度与等轴率、圆度之间能够建立显著性极高的二元线性回归方程.