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以天津港北疆港区的废弃碱渣为研究对象,提出了利用高炉矿渣微粉(GGBS)、水泥对高含水率碱渣进行固化处理的方法,并对基于模糊评价法得到的优选配合比固化碱渣土的压缩特性进行了研究.结果表明:同等固化剂掺量下,混掺固化剂的固化碱渣土的强度要高于单掺固化剂的固化碱渣土;基于优选配合比(3%水泥+8%GGBS)的固化碱渣土压缩系数及压缩指数随龄期的延长不断降低,而结构屈服应力不断增大.固化碱渣土的压缩性能在屈服前后变化很大,建议工程中应确保上部荷载不能超出其结构屈服应力,以免发生突然破坏.
通过试验,就可再分散胶粉(简称"胶粉")掺量对钢渣砂砂浆的流动性、抗压强度、抗折强度、拉伸黏结强度和柔韧性的影响进行了研究.结果表明:随着胶粉掺量的增加,钢渣砂砂浆的流动性提高,抗压强度下降,早期抗折强度降低,28d抗折强度提高,拉伸黏结强度大幅增加,柔韧性得到改善.由此可知,对于钢渣砂砂浆,可掺入一定量胶粉来提高其抗折强度,改善柔韧性,并大幅增加拉伸黏结强度.

采用不同收缩试验装置测试了C50箱梁混凝土的凝缩、早期(1d)自收缩、长期自收缩和干燥收缩,系统研究了水胶比、砂率、单位用水量及减水剂掺量等混凝土配合比参数对高性能混凝土收缩性能的影响规律,提出了低收缩混凝土的制备要点.研究表明:减小水胶比,C50箱梁混凝土凝缩和干燥收缩减小,但自收缩增大;减小砂率和单位用水量均可显著减小混凝土的凝缩、自收缩和干燥收缩;优化石子级配和适当减小拌和物流动性可显著改善箱梁混凝土的抗收缩性能.
为研究碳纤维布加固方式对混凝土框架结构抗震性能的影响,按1:2缩尺比例设计制作了3榀单层钢筋混凝土框架试件,进行了低周反复荷载试验.通过对比完好框架、碳纤维布加固受损与未受损框架,研究了3榀框架的破坏形态、滞回性能、骨架曲线及承载能力.结果表明:采用碳纤维布加固框架能有效改善其受力性能和抗震能力,提高结构抗倒塌能力;采用碳纤维布加固受损框架能有效提高其极限承载能力,对结构的延性性能也有一定的改善效果;采用碳纤维布加固未受损框架,能显著提高框架的极限承载能力和抗震性能,使其具有良好的滞回耗能能力.
通过对带(预制)裂缝混凝土试件进行明火升温试验,研究高温下裂缝对混凝土温度场的影响.依据传热理论分析建立带裂缝混凝土试件截面温度计算模型,然后用数学软件MATLAB进行数值计算并与试验结果进行对比.结果表明:高温下裂缝区域的主要传热方式为热传导;相对于无裂缝处,有裂缝处测点温度更高;总体上测点的温度随裂缝宽度的增大而增大,远离裂缝的测点温度受裂缝的影响较小;不同测点的计算与实测升温曲线总体变化趋势一致,依据传热理论分析建立的带裂缝混凝土试件截面温度计算模型较为可靠.
结合16组钢纤维混凝土试件的弯曲韧性试验结果,分析总结常用弯曲韧性测试和评价方法的优点和不足,提出了一种适合钢纤维混凝土特点的弯曲韧性评价方法,并基于该方法探讨了钢纤维体积率对普通混凝土(C30)和高强混凝土(C50)弯曲韧性的影响.结果表明,所提出的钢纤维混凝土弯曲韧性评价方法克服了现有评价方法的不足,简单实用,可供钢纤维混凝土试验方法标准修订时参考.
针对碱-矿渣水泥水化产物中不存在Ca(OH2)且碳化比较严重的现象,选择水玻璃作为碱组分,采用X-射线衍射(XRD)和可变真空扫描电子电镜(SEM)研究了碱-矿渣水泥浆体的碳化产物和微观形貌,结合氮附方法分析了碳化对碱-矿渣水泥浆体孔结构的影响.结果表明:碱-矿渣水泥浆体碳化导致的孔隙溶液Ca2+浓度降低由水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙补偿,碳化生成的碳酸钙主要以方解石的形式存在;碳化后,C-S-H凝胶的钙硅比降低,浆体的比表面积增大,平均孔径降低,而累积孔体积的变化与水玻璃的模数有关.
根据建筑复合型外墙在室外气象参数周期性变化的边界条件,建立了复合墙体内表面温度在一维非稳态导热控制方程作用下的计算模型,结合夏热冬暖地区复合墙体的结构特点及该地区的夏季气象参数,分析了不同朝向复合墙体随室外气象参数变化的内表面温度响应特性及变化规律,为复合型墙体在隔热和室内舒适性方面的研究提供了理论指导.

由于泡沫沥青处于非稳定状态,其膨胀与衰退过程具有较强的瞬态特征,真实地测量与评价泡沫沥青性能比较困难.为此,从泡沫沥青时空并行发生的机理角度,运用积分反推算法制订了两类泡沫沥青真实的衰减方程,提出了基于试验数据的理论膨胀率和理论半衰期的真实评价方法,通过沥青发泡试验验证了该评价方法的有效性,并从工程应用的角度制定了泡沫沥青理论评价的测算流程.
为量化控制混凝土浇注质量,研究开发了一套动态可视化实时测集成系统.此集成系统利用GPS导航的RTK(real time kinematic)工作模式和特制电极装置实时获取振捣棒轨迹和振捣时间,经单片机过滤整合后无线发送给远程计算机,终由可视化软件评判并实现在线馈控作业.试验表明:该系统可较好地实现实时测和量化评价混凝土振捣状态.
在三水醋酸钠基复合相变材料中添加导热强化剂铜粉、碳粉和膨胀石墨,研究导热强化剂对复合相变材料导热性能的影响.利用示差扫描量热仪测量膨胀石墨添加前后复合相变材料的热特性.结果表明:膨胀石墨能与三水醋酸钠基复合相变材料很好共融,并对复合相变材料的导热有显著的强化效果.膨胀石墨掺量为10%(体积分数)时,三水醋酸钠基复合相变材料相变焓为307.762kJ/kg,与未添加膨胀石墨复合相变材料相变焓相比减少不到2%,而导热系数却提高了2倍.
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.
基于沥青路面裂纹扩展行为,设计预切口小梁试件的疲劳试验,以模拟其复合裂纹扩展模式;以疲劳寿命指标来评价沥青混合料的抗裂性能,同时进行沥青混合料的低温弯曲试验和J积分试验,试验混合料采用4种低温性能差异显著的沥青胶结料.判别各项评价指标对试验混合料抗裂性能的鉴别程度,并分析沥青低温临界温度指标、低温弯曲试验指标、J积分试验指标与预切口小梁疲劳寿命的相关性.结果表明:以混合料疲劳性能为基准的混合料抗裂性能排序与沥青胶结料临界温度的排序一致,也与沥青混合料低温弯曲试验和J积分试验中能量指标的排序一致.
通过单轴拉伸试验、撕裂试验、双轴拉伸试验以及徐变试验,对膨体聚四氟纤维(ePT-FE)膜材进行了力学性能试验研究,得到了不同温度下ePTFE膜材的抗拉强度、焊接强度、撕裂强度、双轴拉伸性模量、泊松比、徐变延伸率.结果表明:ePTFE膜材经纬两向强度基本相同,经向延伸率大于纬向延伸率;60℃时抗拉强度约为20℃时的60%,焊接后经向抗拉强度下降不大,但纬向焊接强度约下降20%;撕裂强度高于其织物类膜材,双轴性模量较小;经向徐变延伸率大于纬向徐变延伸率,徐变缓慢.
为了研究影响聚合物颗粒在水泥表面附行为的因素,测试了掺液前后新拌浆体zeta电位随时间的变化,并研究了液类型及聚灰比(mL/mC)对水泥粒子附液中聚合物颗粒(简称液颗粒)的影响.结果表明:水泥粒子会附液颗粒,阴离子型液颗粒较非离子型液颗粒更易被水泥粒子附;随聚灰比的增加,水泥粒子对液颗粒的附量有一个值,且液颗粒在水泥表面的附是单层的.

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.
对煤矸石集料的基本物理性能和微观构造特征进行了的试验分析,并对煤矸石混凝土力学性能进行了初步测试.结果表明:煤矸石集料的化学成分主要是石英,有发生碱骨料反应的潜在危险;在扫描电镜(SEM)微观形貌中发现煤矸石集料不如普通集料均匀、密实;煤矸石集料与普通集料的微观孔结构存在较大差异;在一定掺量范围内,煤矸石集料不会对煤矸石混凝土力学性能产生明显的不利影响.