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为研究沥青混合料的时间-应力-温度依赖性,对3种沥青混合料进行了不同温度和应力水平下的静载蠕变试验,分析了温度、应力水平对沥青混合料蠕变特性的影响.结果表明:应力水平与温度对沥青混合料特征时间的影响相似,具有等效性;可以应用非线性黏性体的时间-应力-温度等效原理,推导出恒力温度位移因子、恒温应力位移因子和温度-应力联合位移因子;将沥青混合料在其温度、应力水平下的蠕变曲线移位,可得到参考温度、参考应力水平下的蠕变主曲线.该研究成果也可为其黏性材料的蠕变研究提供参考.

采用宏观和微观分析相结合的方法,细致区分了SBS改性沥青中沥青相和SBS相各自的老化特性.通过常规指标试验评价了SBS改性沥青热氧老化前后的物理性能差异,并将其与基质沥青对比,得出SBS改性沥青的老化规律为黏度增加、变形能力下降.采用傅里叶红外光谱技术(FTIR)定量分析了SBS改性沥青老化前后结构与性能的关系,发现SBS改性沥青在老化时主要发生氧反应,并伴随着SBS中丁二烯C—C键的断裂.老化过程中,SBS改性沥青FTIR特征峰的定量变化与其宏观性能间具有明确的定量关系.
利用琼脂作为菌株的载体,将菌株和营养物质牢固固载于水泥石表面,对其进行修复防护.对菌株固载包埋量、载体含量、修复涂刷液黏度以及固载素(urea)与Ca2+浓度等配比参数进行了优化,并采用涂抹法在试件表面缺陷处游离出微量Ca2+,用以增强覆膜层与表层之间胶结能力.结果表明:琼脂固载菌株涂刷3d后可在水泥石表面原位矿化沉积出厚度为100μm的方解石层,修复后水泥石试件毛细水系数较修复前降低90%以上,修复效果显著.

为研究锈蚀钢筋沿长度方向的锈蚀率变化规律及其对锈蚀钢筋力学性能的影响,对混凝土板中钢筋进行了电化学加速锈蚀试验.结果表明:通过控制混凝土密实度及浸泡方式,采用电化学加速锈蚀试验,可以得到沿截面及长度方向不均匀锈蚀的钢筋.锈蚀钢筋屈服荷载、极限荷载与微段锈蚀率有较大的相关性,且沿长度方向不均匀锈蚀参数随其平均质量损失率增加而增大.用微段锈蚀率计算得到的锈蚀钢筋屈服荷载预测值与试验值较为接近,可为相关研究提供参考.
利用加载直流电场模拟杂散电流的方法,对杂散电流存在情况下氯离子向混凝土内部的传输特征进行了研究.结果表明:杂散电流的存在会明显加速氯离子向混凝土内部的传输,同时随着杂散电流作用时间的延长和电流强度的增大,杂散电流对氯离子传输的加速作用越发明显.此外,与无杂散电流情况下氯离子在混凝土内部均匀扩散的特点相比,杂散电流的存在使得氯离子在混凝土内部的渗透面变为一个抛物面,并且在垂直钢筋的方向上氯离子侵入深度.

考察了不同固化温度下9种偏高岭土基地聚物的力学性能,并通过微量热、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等测试技术分析了固化温度影响偏高岭土基地聚物性能的作用机理.结果表明:升高固化温度可以促进 酸盐的溶解和缩聚,从而提高偏高岭土基地聚物的力学性能;但过高的固化温度会使缩聚反应速度过快,从而使 酸盐溶解所产生的缩聚反应前驱物被生成的胶凝体所包裹,无法接触碱激发剂发生缩聚反应,造成地质聚合反应不充分和地聚物力学性能降低.
通过室内模拟试验,研究了冻融和碳化共同作用下混凝土质量和相对动性模量的变化规律.结果表明:混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤大于其在冻融单一作用下的损伤.建立了混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤模型,该模型拟合精度较高.
采用3种材料(第1种以有机硅为主要成分并引入氟碳化合物;第2种是质量分数分别为30%和70%的Remmers300和酒精;第3种是质量分数分别为30%和70%的单体和酒精)来加固石质文物样品,然后用单边核磁技术探测样品0,3,5mm深度剖面的孔隙率、孔径分布.结果发现:经过加固处理的样品孔隙率有所减小,同时具有较小的含水率;用第1种和第3种材料加固的样品其渗透加固效果较好,但通过三维形貌仪分析发现,第3种加固材料使样品表面形貌及颜色改变较大.综合比较后得出,第1种加固材料较为理想.
采用甘油对木粉/聚酸复合材料进行增容改性,通过熔融挤出法成型,制备了木粉/聚酸复合材料.研究了甘油用量对木粉/聚酸复合材料界面相容性、热稳定性、流变性、水性及力学性能的影响.结果表明:甘油用量增大有利于提高木粉与聚酸的相容性,当用量达到9%(质量分数)时,二者的相容性明显提高;当甘油用量为6%时,木粉/聚酸复合材料的水率,耐水性;随着甘油用量的增加,木粉/聚酸复合材料的拉伸强度和弯曲强度均呈现先增大后减小的趋势,且在甘油用量为6%时达到值.
建立水泥砂浆分层度和约束度测试方法,并据此研究了水泥砂浆初始结构和约束条件对其塑性收缩开裂的作用;进而建立了基于材料组成参数(水灰比、灰砂比、纤维掺量、纤维长度)、环境参数(水分蒸发速率)、初始结构参数(分层度)、约束状况参数(约束度)的水泥砂浆塑性收缩开裂七元本构方程.结果表明:该多元本构方程能较好地预测水泥砂浆的开裂趋势,次实现了水泥基材料中组成、结构与性能间的数学关联.
采用恒温箱模拟火墙环境对肉豆蔻酸封装盒体进行加热与自然降温试验,通过埋置热电偶测试该封装盒体中不同位置处的温度,分析了不同金属和厚度封装盒体对其放热规律的影响.结果表明:肉豆蔻酸封装盒体在加热阶段可收并储存大量热量,在降温阶段具有明显的持续放热平台,可用于调节火墙采暖建筑物的室内温度,随着封装盒体厚度的增大,其储热能力和对周围空间的供热能力增强.当封装盒体厚度相同时,铝质肉豆蔻酸封装盒体的完全相变时间比铜和铁质肉豆蔻酸封装盒体的完全相变时间缩短了10%~20%.
采用气固两相流冲蚀试验系统对混凝土进行了风沙冲蚀损伤试验,并通过扫描电镜(SEM)对其损伤表面的微观形貌进行了分析.结果表明:在低冲蚀角下,混凝土的风沙冲蚀损伤破坏表现为表面划伤破坏,在高冲蚀角下,其破坏表现为冲击压痕破碎破坏,随着下沙率的增大,其冲蚀率呈先升高后降低的趋势;提出了一种混凝土受风沙冲蚀损伤评价方法,可为混凝土的风沙防护及耐久性评价提供依据.
应用复合材料细观力学理论及三维微观水化模型,建立了描述硬化水泥浆体性力学性质的多相细观力学模型;将水泥浆体中的水化产物、未水化水泥颗粒和水(孔洞)分别视为基体、夹杂及等效介质,计算了水泥浆体在不同水灰比情况下的性力学性质随水化程度的演化.该模型所需要的参数为水泥浆体各相矿物组成含量及自身的性力学性质.通过与试验结果比较,证明了该模型可以用于预测水泥浆体的性力学性质.
以生命周期理论为基础,对典型墙体材料建立了能源、环境与成本的多目标评价模型.结合陕西区域发展情况,对10种典型墙体材料进行了多目标评价,得到了适合陕西区域情况的墙体材料生命周期评价结果,该评价结果可作为墙体材料推广应用的指导性依据.
利用天然石膏模拟钛石膏的物理形态和化学组成,对比研究天然石膏、钛石膏以及模拟钛石膏的物理性能.控制粉磨时间使天然石膏与钛石膏的比表面积、平均粒径以及颗粒级配情况基本相同,掺加Fe(OH)3等杂质使两者化学组成基本相同,通过系列性能研究寻求影响形态模拟钛石膏物理性能的主要因素.结果表明:比表面积对形态模拟钛石膏物理性能有一定影响,随着比表面积增大,其标稠用水量增大,力学强度降低;Fe(OH)3对钛石膏物理性能影响显著,随着Fe(OH)3含量的增加,其标稠用水量显著增大,力学强度急剧降低.
利用显微硬度仪、扫描电镜、能谱分析等微观测试手段,采取对比方法研究了普通碎石混凝土和钢渣粗骨料混凝土界面过渡区的结构和形态.结果表明:钢渣表面粗糙多孔,水泥浆体能够紧密包裹钢渣;钢渣-水泥石界面过渡区约为40μm,略小于普通碎石-水泥石界面过渡区(50μm),其界面过渡区结构较为致密,因而可形成较强的界面黏结力,配制的钢渣粗骨料混凝土整体强度较高.