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为了揭示浇筑式沥青混合料超热老化机理,采用傅里叶红外光谱法(FTIR)和热失重法(TG)实时追踪扫描了微观尺度下浇筑式沥青不同超热温度下分子基团以及轻质组分的变化规律,分析了超热温度下挥发和氧化对改性沥青老化的影响进程.结果表明:在超热温度下,挥发对浇筑式沥青混合料老化所起的作用明显,并且一直贯穿整个超热老化过程,而氧气浓度决定了氧化在其整个老化过程中的作用时间,在高氧气浓度下,氧化主要发生在老化前期,而老化后期轻质组分的挥发起主导作用.

将COMSOL软件与MATLAB软件有机结合,提出基于数值图像处理技术和骨料嵌入判别准则的混凝土细观数字模拟方法,实现了全级配混凝土二维细观几何模型和有限元模型的自动生成.骨料的生成主要依据混凝土级配中的骨料粒径分布,骨料的投放以骨料颗粒不相互嵌入为原则.为了验证该方法的有效性,采用4种形状的粗骨料试件进行模拟.结果表明:对于骨料含量高的全级配混凝土细观模拟试件,无论是骨料投放还是有限元网格自动剖分,此方法均可获得较率.
夏普计划已经走过了25年,它是沥青科技发展极为重要的里程碑.它打破了传统马歇尔设计中要求混合料低沥青含量的限制,其成果还包括广为熟知的PG系列沥青试验和回转式混合料试件成型新方法.同时夏普计划推动了改性沥青技术发展,特别是其带来了以粗(开)级配为特征的骨料级配多元性,提出了混合料中的力传递可由粗骨料间的接触来实现的新机理观点.然而夏普计划在研发沥青混合料性能试验(等价于马歇尔稳定度和流值)方面,遇到很大阻力.在后夏普时代,期待新的努力和突破.

采用丙基纤维素醚(HPMC)溶液来模拟蒸压加气混凝土料浆,并测试了HPMC溶液黏度,研究了溶液黏度和NaOH质量分数对铝粉气泡稳定性的影响.结果表明:HPMC溶液黏度与HPMC质量分数呈幂函数关系;溶液黏度增加,有利于铝粉气泡的生成和稳定,直到达到溶液黏度临界值;增加NaOH质量分数将提高铝粉发气速度,但过高的NaOH质量分数会加速气泡的合并和破裂,因此NaOH质量分数存在一个值.
为了分析 沥青混合料的水稳定性,寻找改善 沥青混合料水稳定性的方法,采用改进水煮法检测了硫化沥青与集料的黏附性,通过四组分分析和接触角分析研究了硫化沥青与集料的黏附性;采用冻融劈裂强度试验、车辙试验以及低温弯曲试验研究了 用量、空隙率以及抗剥落剂对 沥青混合料水稳定性的影响.结果表明,在一定条件下, 可改变沥青的组成,并改善沥青与集料的黏附性; 用量、空隙率及抗剥落剂对 沥青混合料的水稳定性具有非常大的影响.
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.

对钢纤维掺量(体积分数)为0%,1%,2%,4%的混凝土劈裂强度与变形特性进行了分析.结果表明:4种钢纤维掺量混凝土屈服时拉伸变形量约为0.12mm,峰值时压缩(拉伸)变形量随着钢纤维掺量增加而增大;钢纤维掺量增加,混凝土的阻裂性能增强,其屈服、峰值抗拉强度明显提高,屈服、峰值前韧度增强,而且对混凝土峰值抗拉强度的贡献明显大于屈服抗拉强度;当钢纤维掺量大于2%时,混凝土不易形成贯通裂纹,基体开裂后,钢纤维继续承受拉应力,其韧性随着钢纤维掺量增加而增大.
探究了微胶囊掺量、试件预破坏程度、侵蚀溶液pH值以及试件养护龄期对试件修复行为的影响.利用抗压强度回复率和损伤变量来评价试件的自修复效果.结果表明:掺入微胶囊后试件的抗压强度回复率得到提高,不同龄期试件的修复效果均随侵蚀溶液pH值的提高而提高.相同情况下,当微胶囊质量分数为2%时,养护28d的试件修复效果较好,而微胶囊质量分数为4%时,养护180d的试件抗压强度回复率较高.
为实现纤维增强延性水泥基复合材料高强度与高延性的匹配,在原有材料体系中附加钢纤维,试验研究了混杂聚醇(PVA)/钢纤维增强延性水泥基复合材料的轴拉、抗压性能.结果表明:随着钢纤维掺量的增加,混杂纤维增强延性水泥基复合材料开裂强度和抗拉强度不断提高,裂纹宽度显著降低,且钢纤维对高强基材的作用效果更加显著;当钢纤维掺量适量时,混杂纤维增强延性水泥基复合材料的极限拉应变得到有效提升,而钢纤维掺量对抗压性能的影响并不显著;PVA纤维和钢纤维混杂可获得高强度、高延性和低裂纹宽度的水泥基复合材料.
采用不同强度等级的混凝土试件,通过快速冻融试验方法,对经过冻融损伤的混凝土单轴受拉性能和劈拉性能进行了试验研究,分析了冻融次数、混凝土强度等级对混凝土受拉性能的影响,建立了冻融后混凝土受拉峰值应力与劈拉强度的关系.结果表明,随着冻融循环次数的增加,混凝土的受拉力学性能和变形性能均呈明显的下降趋势;随着混凝土强度等级提高,各性能指标随冻融循环次数的增加,下降趋于缓慢.