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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.

对6个混凝土试件进行楔入劈拉试验,劈裂后采用树脂注胶技术修复试件,然后再次对试件进行楔入劈拉试验,对比两次试验中试件的破坏界面和断裂参数.结果表明:修复后试件破坏界面未发生在黏结界面;试件起裂韧度平均增幅为47.06%,失稳断裂韧度、断裂能也有所提高,这说明注胶修复技术能够有效推迟裂缝的再开展,改善混凝土的断裂性能.建议将起裂韧度作为评定注胶修复效果的断裂参数,研究成果可为注胶修复混凝土结构的工程应用提供依据.
玻璃钢由于具有质量轻、强度高和耐热性好等优点,在航天、民用产业等领域得到了广泛的应用。对于在役的玻璃钢制品,由于长时间的分化腐蚀或制品中存在分层缺陷等原因,会造成材料厚度发生变化。对于很难找到材料二次底波的高衰减玻璃钢,提出了一种利用一次底波来测量声速,进而求得材料厚度的方法。实验结果表明,利用一次底波法测量几种材料的厚度,误差为±0.15 mm。利用这种方法测量高衰减玻璃钢的厚度是可行的,对于高衰减玻璃钢现场测厚有很大的指导意义。

综合分析了影响浮法玻璃破裂的各种因素,利用封闭腔室玻璃破裂模拟试验装置进行了7因素2水平正交试验.结果表明:玻璃厚度、玻璃边缘平整度、辐射源升温速率对玻璃的破裂影响很大,玻璃平面尺寸、遮蔽表面宽度影响次之,而框架内填充物(石膏粉)厚度和辐射源距离影响较小.温差和热应力的中位数分别为129.2℃,69.13MPa.
阐述了相变砂浆作为填充层材料在地板采暖中应用的意义,采用溶胶-凝胶法制备了以化硅为载体的复合有机相变颗粒材料,配制了相变石膏砂浆.利用地板采暖试验间进行了相变砂浆和普通砂浆的地板采暖试验,以验证相变砂浆地板采暖系统的蓄放热性能,并对地板表面和室内的温度影响进行了试验分析.通过试验验证了新型相变砂浆作为填充层材料应用到地板采暖是切实可行的,在较好改善室内温度环境的同时降低了地板采暖系统的荷载和厚度.

提出了一种新型格构腹板增强轻木夹芯复合材料桥面板,这种面板具有轻质高强、耐腐蚀、易拼装等特点,可用于事舟桥等组合结构桥梁领域。该新型桥面板的复合材料面层、格构腹板与芯材在模具内通过真空导入工艺整体一次成型,利用格构腹板提高面层与芯材的整体性,可更大程度地发挥新型桥面板的受力性能。基于复合材料夹层结构经典理论,对该桥面板在典型轮式车辆和履带式车辆荷载作用下的性能进行了受力分析。结果表明:该桥面板的刚度满足设计要求;纤维面层正应力和轻木芯材剪应力均满足强度要求;与原同尺寸桥面板相比,减重57%。
针对沥青胶砂的蠕变特性,提出了改进分数阶导数幂函数经验蠕变本构模型,然后分别对不同应力水平下沥青砂的蠕变恢复试验结果和不同温度下沥青玛蹄脂的蠕变试验结果进行拟合分析,确定了相关的模型参数,分析了模型参数的物理意义及其变化规律.在此基础上,提出了相应的沥青胶砂高温性能评价指标.结果表明:改进分数阶导数幂函数经验蠕变本构模型能够较好地描述沥青胶砂的蠕变特性,并能够反映温度对其蠕变变形的影响,具有较为广泛的适用性.
采用DTA-TG,IR,XRD,SEM等分析手段研究了不同煅烧制度下高岭土的结构变化,分析了偏高岭土胶凝活性产生的原因,并以水玻璃激发偏高岭土制成地聚合物材料.结果表明:高岭土在600℃煅烧6h或者在700～900℃煅烧2h以上,可形成偏高岭土,它是一种结晶度很差的过渡相,保持了高岭土的层片状结构,但片状和管状晶体尺寸变小,结块增加,其胶凝活性较好.
将2种普通混凝土破碎加工成再生粗骨料(RA),经620℃高温处理,剔除RA上的附着砂浆,得到再生粗骨料H-RA,然后配制再生骨料混凝土(RAC),测定其抗压强度、劈裂抗拉强度和断裂能.结果表明:RAC的力学性能显著下降,这归因于RA破碎加工导致的石子损伤及其表面的附着砂浆;在低水胶比条件下,RA中的石子损伤是导致RAC力学性能下降的主要因素,而在高水胶比条件下,导致RAC力学性能下降的主要因素则是石子表面的附着砂浆;水率与断裂能可敏锐反映RA的缺陷特征.
在已有水泥混凝土硫酸盐腐蚀模型的基础上,引入疲劳荷载影响的硫酸根离子有效扩散系数,分析不同参数对疲劳荷载作用下水泥混凝土硫酸盐腐蚀寿命的影响;通过大量的均匀设计计算,回归出疲劳荷载作用下道路混凝土受硫酸盐腐蚀寿命的计算公式,可为疲劳荷载作用与硫酸盐腐蚀工况下的水泥混凝土材料设计及寿命预估提供参考.
为了改善聚苯(EPS)轻集料混凝土中EPS颗粒与水泥砂浆界面的黏结性能,提高EPS轻集料混凝土的力学性能,采用-醋酸酯(EVA)液对EPS颗粒表面进行改性,并对改性前后EPS轻集料混凝土的力学性能作了对比试验,结合扫描电镜、X射线衍射和红外光谱,分析了EVA液对EPS轻集料混凝土性能的影响机理.结果表明:EVA改性改善了EPS轻集料混凝土的微观结构,使其内部孔洞数量减少,孔洞尺寸趋于减小;使水泥水化更为充分,水化产物组成得以优化,EPS轻集料混凝土的180 d抗压强度和抗折强度得到提高.
对石英纤维布进行了高温脱蜡处理,并制成了石英布增强酸酯树脂基预浸料及其复合材料,对比了脱蜡处理前后预浸料的理化性能和工艺性的变化,以及复合材料介电性能和力学性能的变化。结果表明,脱蜡处理后的石英布/酸酯预浸料的工艺性能更好,复合材料的介电性能保持不变,力学性能显著提高,其中弯曲强度提高31%,层间剪切强度提高16%,脱蜡后界面结合更好。
采用光剂、抗氧化剂、光稳定剂3种材料复配基质沥青抗紫外线老化剂,根据其紫外线老化规律建立了老化方程,确立了终老化量表征值|m/nP0|,并利用老化方程及|m/nP0|对6种组合方式进行了抗紫外线老化能力分析,得出了复配抗紫外线老化剂组合体系,进而对组合体系中各组分进行了复合掺量研究.结果表明:沥青的紫外线老化规律符合P(t)=m/n(1+m-nP0/nP0e-mt);采用5.0%(质量分数)抗氧化剂+1.5%(质量分数)光稳定剂的复合抗紫外线老化剂具有强的抗紫外线老化能力.
以2400 tex无捻玻璃纤维粗纱为原料,设计并织制了两种不同结构的三维角联锁机织预制体。以树脂E51及固化剂聚醚胺WHR-H023充分混合作为树脂基体,通过真空辅助成型工艺进行复合成型。对制备出的复合材料拉伸性能进行测试,探究两种结构的力学性能差异并分析其原因。结果表明:相同工艺下,含有衬经结构的预制体制备出的复合材料纤维体积分数略高于无衬经结构的复合材料;含衬经结构的复合材料在经纬向拉伸、弯曲破坏强度、拉伸性模量均相对较大;不含衬经结构的复合材料在经纬向均表现出更好的韧性。
采用室内试验重点分析了水泥对沥青混合料SAC25体积特性和路用性能的影响.结果表明:水泥替代矿粉后显著增加SAC25空隙率,这是因水泥密度比矿粉大,当水泥等质量替代矿粉后,外掺剂(水泥+矿粉)总体积下降所致;水泥的掺加对SAC25压实特性的影响很小.基于水泥对SAC25的4种路用性能影响的综合分析,水泥的掺量(以占集料总质量分数计)为4%.
对60,50,43℃及干、水温度条件下钻芯取得的沥青混合料进行了表观密度、空隙率、间接抗拉刚度模量和水稳定性试验研究.结果表明:取样温度条件对试体的表观密度和间接抗拉刚度模量具有显著的影响,随着取样温度的下降,试体表观密度和间接抗拉刚度模量显著增加,空隙率显著下降;高温取样试体易受剪切力的影响,间接抗拉强度较低;低温取样试体由于其混合料黏结紧密,不易受剪切力的影响,间接抗拉强度相对较高;水取样时,由于水受热融化通过沥青混合料空隙渗入结构内部,对试体的水稳定性产生影响.