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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.
设计沥青混合料直接燃烧试验,以试件燃烧时间、表面温度为指标评价阻燃剂对沥青混合料阻燃性能的影响;提出试件燃烧时烟雾面积的计算方法,以烟雾面积大小判别阻燃剂的抑烟效果;设计沥青混合料的路用性能试验,评价阻燃剂对沥青混合料路用性能的影响.结果表明:阻燃剂掺量越大,沥青的氧指数越高,沥青混合料试件的燃烧时间越短,表面温度越低,抑烟性能越好.阻燃效果较好的酸性阻燃剂会显著降低沥青混合料的高温稳定性和水稳定性.阻燃剂在沥青铺面工程中的适用性必须综合考虑其对沥青混合料阻燃性能和路用性能的影响.

基于内人工气候模拟实验室,对24个再生混凝土砖砌体试件进行不同循环次数的冻融模拟试验,进而进行轴心抗压试验,研究了冻融循环次数对再生混凝土砖砌体抗压性能的影响.对比分析了砌体试件破坏形态、抗压强度、应力-应变关系随冻融循环次数增加的变化规律;建立了砌体试件抗压强度均值随冻融循环次数退化的关系式;通过对砌体试件实测应力-应变数据的拟合,得到了不同冻融循环次数下砌体试件的抗压本构关系曲线.所得结果可为冻融循环下在役砌体结构耐久性研究以及抗震性能评估提供理论基础.
为研究沥青混合料的断裂性能,对SBS沥青混合料和普通沥青混合料小梁进行三点弯曲试验,利用CCD摄像头跟踪拍摄了沥青混合料小梁变形破坏的全过程,并利用扫描电镜(SEM)观察了受力前以及断裂后沥青混合料的细观界面形貌,从细观结构角度揭示沥青混合料小梁变形断裂的机理.结果表明:SBS沥青混合料的抗弯断裂性能要优于普通沥青混合料,而沥青本身的性能、沥青与骨料间的界面性能及加载速率对混合料的特性影响至关重要.
利用极化曲线和交流阻抗谱研究比较了基材HRB400及添加不同Cr含量的3种钢筋在氯离子浓度不同的水泥萃取液中的腐蚀行为;利用Mott-Schottky理论研究了4种钢筋钝化膜的半导体特性.结果表明:在同一腐蚀溶液中,随着钢筋中Cr含量的增加,钢筋腐蚀电流密度减小、钝化区间和极化电阻增大、钝化膜稳定性增强,钢筋耐腐蚀性能提高;随着溶液中氯离子浓度增大,钢筋腐蚀电流密度增大、钝化区间和极化电阻减小、载流子密度增大,钢筋耐腐蚀性能降低;Cr合金化的钢筋具有相对较好的耐蚀性.
利用自行研制的粗集料形态特征研究系统(MASCA),采用数字图像处理技术,提出了以轴向系数与圆度这2个指标来表征粗集料的二维形状特征.研究表明:随着集料粒径的增大,其轴向系数呈下降趋势,岩性特征与集料的轴向系数间并无密切关联.卵石颗粒的圆度显著地接近于1,石灰岩、花岗岩、玄武岩和安山岩这4种集料的岩性特征对其圆度影响不大.
提出一种透水模板布(CPFL)再生利用的有效方法,即用5%(质量分数)工业副浸泡水泥浆淤堵后的CPFL,测试了处理前后CPFL的渗透系数,并对比分析了梯形撕裂强度、顶破强度、破强度、抗拉伸强度等力学性能参数.结果表明,稀对CPFL淤堵后的渗透系数有显著改善效果,但酸洗处理后其顶破强度、破强度等力学性能参数略有下降,考虑工程应用特点,建议对CPFL进行酸洗处理的次数以6次为宜.
完成了36件灌孔砌块砌体的抗压强度试验,统计了既有研究530件灌孔砌块砌体的抗压强度试验数据,建立了输入层为4个参数(砌块抗压强度、砂浆抗压强度、灌孔混凝土抗压强度和灌孔混凝土面积与砌体毛截面面积比值)的BP神经网络,推导出简化的灌孔砌块砌体抗压强度计算公式,分析了灌孔砌块砌体抗压强度试验值与计算值的比值(平均值).结果表明:在统计样本空间内,简化的灌孔砌块砌体抗压强度计算公式预测结果良好.BP神经网络方法可以作为灌孔砌块砌体抗压强度计算的一种新方法使用.

从材料层次分析了疲劳载荷与碳化作用对混凝土的耦合效应.疲劳载荷对混凝土碳化的影响可归结为它对混凝土CO2扩散系数的影响,疲劳动载荷会导致混凝土裂纹间隙因子减小,从而使混凝土CO2气扩散系数随其疲劳损伤程度增加而增大.根据混凝土承受的疲劳载荷和大气环境,建立了疲劳载荷与大气环境复合作用下的混凝土碳化寿命预测模型.计算结果表明:疲劳载荷对混凝土损伤程度越大,其服役寿命降低就越显著;混凝土抗疲劳载荷能力越强,且运营过程中承受的疲劳载荷应力水平越小,其服役寿命就越大.
研究了6种硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体的Marsh时间、剪切应力及表观黏度的影响.通过微观手段分析硫酸根离子对聚羧酸减水剂附量的影响.结果表明:碱金属硫酸盐会显著降低掺聚羧酸减水剂水泥浆体的分散性,而难溶性硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体分散性的影响较小.硫酸根离子大量存在时,聚羧酸减水剂的表观附量及无效附量增加,聚羧酸减水剂的分散性能降低,浆体絮凝结构数量及强度增大.
针对目前水泥基波材料研究存在的问题,结合空间电磁波传播原理,提出了一种新型水泥基波材料设计思路;选用玄武岩纤维、膨胀珍珠岩与石墨为组分,研究了膨胀珍珠岩颗粒直径、掺量对水泥基波材料波性能的影响;设计不同配合比,在8~18 GHz频段内试配出20 mm厚、波性能好(反射率达到-12.4 dB)、频带宽(反射率小于-10 dB的频宽达6 GHz)、力学性能佳(28 d抗压强度为30.9 MPa,抗折强度为4.27 MPa)的新型水泥基波材料,为新型水泥基波材料的设计与制备提供了依据.
采用有限元软件ANSYS分析了尺寸、电压电极间距和表面粗糙度对镍粉水泥基传感器与其周围混凝土应力/应变协调性的影响,进而对该传感器的制作参数进行了优化,并对优化传感器埋入混凝土后其自身及周围混凝土的受力状态进行了分析.结果表明:镍粉水泥基传感器的合适尺寸为20mm×20mm×40mm,电压电极间距为5mm,并尽量使其表面粗糙;镍粉水泥基传感器埋入混凝土中的受力状态近似于单轴受力状态,其与周围混凝土的应力差别较大,应变基本协调,将其应用于混凝土结构健康测时需对测试结果进行修正.
提出了基于高分子导电膜拉敏效应的混凝土裂缝红外热成像检测方法.结果表明:在外部电压源激励作用下,涂覆在混凝土试件表面导电膜中的导电粒子由于隧道效应形成导电通路,混凝土裂缝处可形成局部热效应温度场,红外热成像仪能够分辨出混凝土裂缝位置及走向.该方法检测裂缝精度达到0.04mm,检测裂缝宽度为0.040.30mm,检测距离达到40m,从而可实现对混凝土裂缝进行远距离、非接触、大面积的快速分布式测.
采用沥青路面分析仪(APA)对排水性沥青混合料(DA混合料)和SMA混合料进行标准条件和重载交通条件下的车辙试验,采用车辙深度指标分析DA混合料的抗车辙能力及其对加载水平、加载次数及温度的敏感性.结果表明:采用高黏度沥青、适当级配组成并予以充分压实,DA混合料的抗车辙能力可有效提高;DA混合料抗车辙能力对加载水平、加载次数以及温度的敏感性均低于SMA混合料.
研究了0~20℃养护温度下,纤维素(HEMC)和-醋酸共聚物(EVA)改性水泥砂浆28d拉伸黏结强度的变化.结果表明:养护制度对不同种类和掺量聚合物改性的水泥砂浆拉伸黏结强度影响差别很大.单掺HEMC时,5℃恒温养护以及20℃/5℃循环养护有利于水泥砂浆28d拉伸黏结强度的发展;单掺EVA时,水泥砂浆28d拉伸黏结强度随着养护温度的升高而增大,循环养护并未明显改善水泥砂浆的28d拉伸黏结强度.

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.
采用Fluent软件,选取标准k-ε湍流模型、涡耗散反应模型与DO辐射模型,利用UDF函数将玻璃液面与玻璃熔窑火焰空间进行耦合,获得玻璃熔窑火焰空间和玻璃液的温度、速度及压力分布模型,从而更为细致地分析了玻璃熔窑工作时的传热传质过程.结果表明:所提出的模型能够比较客观地反映玻璃的熔制过程,对优化窑炉设计,提高窑炉使用寿命,降低成本和工作风险,改善工况具有一定的指导意义.

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