海泥陶粒制备高性能轻集料混凝土的试验研究

通过正交试验,研究了水泥用量、粉煤灰用量、体积砂率等因素对高强高性能轻集料混凝土的强度、密度和工作性的影响规律.给出了利用700级海泥陶粒制备高强高性能轻集料混凝土的适宜配合比:水泥用量为385 kg/m3~450 kg/m3,Ⅱ级粉煤灰用量为125 kg/m3~150 kg/m3,体积砂率为35%,外加剂为胶凝材料的1.5%,水约150 kg/m3~160 kg/m3.该混凝土的密度等级为1800级,28d强度可达45 MPa~50 MPa,快速冻融循环可超过300次,RCM法测得的氯离子扩散系数仅为8.95×10-12m2/s~7.73×10-12m2/s,且工作性较好,基本克服了陶粒的上浮问题.     

坑道内化爆载荷数值模拟与泡沫混凝土吸能效应优化分析

针对密闭空间化爆载荷数值模拟及泡沫混凝土结构吸能效应优化设计问题,该文基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法建立坑道内化爆的三维数值模型。采用有限元计算软件LS-DYNA对坑道试验进行数值模拟,研究200 kg TNT化爆下泡沫混凝土防护结构的三维构型、横截面积以及道数等因素对其吸能效应的影响。计算结果表明:在坑道内对称面各设置3道等距分布(比例距离为R=0.19 m/kg1/3),半径为1 m圆柱体泡沫混凝土防护结构的吸能效果较优,其超压峰值和100 ms准静态压力值较空腔爆炸分别下降71.4%和37.6%。     

结构用橡胶集料混凝土受压全曲线试验及其本构模型

针对结构用橡胶集料混凝土（CRC）应保证与普通混凝土等强,而此类CRC单轴受压全曲线试验研究有限,尚无较成熟单轴受压本构模型的情况,分别进行了3组粒径为1~2 mm、掺量为0~100 kgm^-3的CRC立方体试块单轴受压试验及棱柱体试块受压应力-应变全曲线试验。结果表明：通过综合采用NaOH碱溶液处理橡胶颗粒及配合比优化设计的方法,可以精确控制CRC与普通混凝土等强,且峰值应变及极限应变明显增加,试块破坏过程温和缓慢,破坏时完整性较好。同时,现有的普通CRC单轴受压本构模型不适用于此类结构用CRC,而普通混凝土单轴受压Carreira-Chu本构模型虽与试验曲线吻合尚可,但其对CRC的适用条件有待考证。最后,通过曲线拟合试验数据,得到以过镇海模型为基础的结构用CRC本构模型参数的建议取值,以用于此类结构构件的分析与设计。     

水泥砂浆立方体抗压强度尺寸效应的试验研究

通过36组强度等级分别为M30、M50和M80且边长分别为70 mm、100 mm、150 mm和200 mm的水泥砂浆立方体试件的抗压试验,研究了不同强度等级水泥砂浆试件抗压强度的尺寸效应,建立了强度等级与抗压强度尺寸效应的关系,提出了水泥砂浆抗压强度尺寸效应率的计算公式,通过试验数据验证了该公式的适用性。     

发泡剂含量对双马来酰亚胺泡沫泡孔结构和性能的影响

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,采用预聚、发泡的两步法制备双马来酰亚胺泡沫,研究AC含量对泡沫泡孔结构、密度、尺寸稳定性温度和压缩性能的影响。结果表明:可通过发泡剂用量的改变实现泡沫密度在60~280kg/m3范围内调整,发泡剂用量对泡孔尺寸及其均匀性影响较小。随发泡剂用量降低,尺寸稳定性温度和压缩性能提高,当泡沫密度为280kg/m3时,尺寸稳定性温度可达220℃,压缩强度和模量分别为4.8MPa和200MPa,满足结构泡沫的耐温性能和力学性能要求。     

负泊松比三明治结构填充泡沫混凝土的面内压缩性能

为改善负泊松比三明治结构的受压破坏模式且提高其缓冲吸能能力,提出一种填充泡沫混凝土的新型复合三明治结构。在负泊松比结构中填充不同密度(409 kg/m3、575 kg/m3、848 kg/m3、1 014 kg/m3)的泡沫混凝土得到负泊松比填充结构,并对无填充负泊松比结构、负泊松比填充结构和泡沫混凝土对照试块在准静态压缩下的破坏模式和吸能特性进行比较。根据荷载-位移关系和破坏模式得到以下结论:当填充物密度较小时,负泊松比填充结构能够将填充物的泊松比限制在较小的数值,胞元表现出内凹的变形模式,结构发生逐渐被压实的压缩破坏;当填充物密度较大时,结构发生“X”型剪切破坏,塑性铰区域和剪切带附近的胞壁发生断裂破坏;泡沫混凝土填充物的密度越大,填充结构的压实应变越小,吸收的能量越多,但当填充物密度超过一定值后,填充物密度的增加对负泊松比填充结构能量吸收能力的提升作用不再明显,结构的比吸能降低。      

低温下混凝土劈裂拉伸破坏及尺寸效应试验研究

混凝土材料在低温环境下应用广泛，但是目前对混凝土低温力学性能的研究仍不够充分。为了探讨混凝土材料的低温抗拉性能及尺寸效应规律，设计了边长为100 mm、150 mm和300 mm的立方体混凝土试块，分别在四个温度（T=20℃、-30℃、-60℃和-90℃）下进行了劈裂抗拉强度试验，得到了相应的破坏模式、荷载-位移曲线以及劈裂抗拉强度。试验结果表明：在低温劈裂拉伸荷载作用下，混凝土中的骨料颗粒破坏比常温下更为严重；随着温度降低，混凝土材料的劈裂抗拉强度较常温下显著提高；低温下混凝土的劈裂抗拉强度随其尺寸增大而下降，存在明显的尺寸效应现象，且随着温度降低，尺寸效应行为更显著；另外，经典的Type-2尺寸效应律可以较好地描述试验得到的低温条件下混凝土劈裂抗拉强度的尺寸效应规律。     

块状纳米孔超级绝热材料的制备与表征

以正硅酸乙酯为硅源,采用两步溶胶-凝胶法结合超临界干燥技术制备出了块状无裂纹SiO2气凝胶,体积密度在50kg·m-3和300 kg·m-3之间,样品尺寸约为300mm×300mm×50mm.热学测试表明,常温常压下体积密度大约为100kg·m-3的样品导热系数为0.020 W/m·K,并采用XRD、SAXS、BJH和SEM等其他方法对典型样品(100kg·m-3)进行了测试.测试结果表明,SiO2气凝胶是非晶态的,并且具有纳米多孔结构(骨架颗粒平均粒径为6.8nm,孔径主要集中在10～20nm范围内,而且所有孔径都在70nm以内).因而可作为具有一定潜在应用价值的块状纳米孔超级绝热材料.     

盐渍土通电环境中钢筋混凝土损伤劣化及尺寸效应试验研究

针对西部盐渍土地区混凝土结构在电流与腐蚀离子综合作用下耐久性突出问题,设计了室内恒电流通电加速试验,同时考虑试件尺寸效应的影响,将100 mm×100 mm×100 mm立方体及100 mm×100 mm×400 mm棱柱体试件置于盐渍土中进行耐久性试验,采用电化学方法进行腐蚀监测,利用裂缝观测仪密切关注裂缝开展情况,腐蚀结束后分别对混凝土及钢筋进行电镜扫描.研究结果表明:在盐渍土通电加速环境下,钢筋混凝土经历了失钝、自由膨胀、应力增长、裂缝开展四个阶段.钢筋表面有层片状、团簇状、颗粒状的疏松结构生成,锈蚀产物呈黑色、褐色,混凝土内有针杆状、冰溜状、薯条状晶体生长,裂缝沿钢筋周围纵向开展、分布.立方体试件腐蚀电位、腐蚀电流密度、裂缝开展宽度等指标均显著高于棱柱体试件,且立方体试件实际腐蚀效率是棱柱体试件的1. 5～1. 6倍.钢筋混凝土试件尺寸效应显著,强度等级越高,尺寸效应越明显,且对于普通强度等级钢筋混凝土,尺寸效应对其耐久性影响程度高于强度等级.     

填充泡沫混凝土铝管组合挂板的吸能性能

为提高金属圆管组合挂板的吸能性能,提出一种填充泡沫混凝土铝管组合挂板。在铝管中分别填充不同密度(300 kg/m³、700 kg/m³、1 100 kg/m³)的泡沫混凝土,并对单根填充泡沫混凝土铝管和填充泡沫混凝土铝管组合挂板在准静态压缩下的变形模式、力学性能和吸能性能进行试验研究。结果表明：与单根空铝管相比,填充300 kg/m³泡沫混凝土会小幅降低填充铝管的吸能性能,随着填充物密度增加至700 kg/m³和1 100 kg/m³,填充铝管的吸能性能大幅提升,能量吸收总量分别提高286%和815%;与单根铝管压缩相比,组合挂板中填充铝管产生的挤压作用会大幅提升空铝管和填充300 kg/m³泡沫混凝土铝管组合挂板的比吸能,分别提升28.6%和68.9%,而降低填充700 kg/m³和1 100 kg/m³泡沫混凝土铝管组合挂板的比吸能,分别降低42.7%和38.1%。因此,考虑组合挂板实际...