铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能

目的 通过分子动力学（MD）模拟,揭示了纳尺度沟槽织构对单晶铜摩擦磨损的影响机理,为设计高耐磨超声电机（USM）定子材料提供理论指导方法 建立了金刚石-铜摩擦配副模型,首先研究了金刚石下压深度对铜基体摩擦学性能的影响,随后重点研究了铜表面沟槽织构的角度、深度、宽度对摩擦学性能的影响。通过提取摩擦过程中的摩擦因数、磨损原子数目、摩擦界面温度、体系能量、界面间相互作用力以及观察摩擦前后界面形貌变化,从原子尺度揭示沟槽织构对铜的减摩机理。结果 对于无织构铜表面,摩擦因数和磨损率等性能参数随着下压深度的增加而增加;有沟槽织构的铜表面,摩擦因数和磨损率相较于无沟槽织构有显著下降。在沟槽织构与摩擦方向成90°时,效果最佳,摩擦因数下降25%左右,磨损率下降50%。同时,摩擦因数和磨损率还随沟槽深度和宽度的增大而减小。其主要原因是：沟槽织构的引入,使得在金刚石和铜基体的摩擦过程中相互作用的原子数量明显减少,相互犁削和接触原子的数量也减少,从而导致摩擦因数、磨损率下降。结论 在铜表面进行沟槽织构化处理能够减少摩擦过程中的磨损,提高铜基体的耐磨性能。     

钢壳沉管自密实混凝土的体积稳定性优化与浇筑技术

大型钢壳沉管自密实混凝土因尺寸大、强度等级高,内部胶凝材料集中水化会产生巨大温度应力,从而造成严重的温度裂缝问题。为解决这一现象,在自密实混凝土基准配合比大体选定为矿粉(30%)与粉煤灰(30%)复掺,总胶凝材料为550 kg/m³,砂率为50%的基础上,研究分析了自制的土水化温升抑制剂TRI对自密实混凝土各项性能的影响。研究发现,TRI能够推迟温峰出现,降低混凝土温升,从而减少温度裂缝产生,但对自密实混凝土的总放热量影响不大,掺杂TRI的自密实混凝土的56 d抗压强度仅比未掺杂的空白样降低了2.9%。     

机制砂高抗冲磨超高性能混凝土（UHPC）的组成设计与工程应用

针对我国西部地区泥石流、洪水等严酷服役环境下桥梁墩柱存在的冲击磨损和空蚀问题,利用UHPC材料高强、高耐久的材料自身特点,通过机制砂替代石英砂,进行UHPC材料的抗冲磨组成设计。研究了矿物掺合料种类、粉煤灰微珠掺量、硅灰掺量、胶凝材料用量、水胶比对抗冲磨UHPC材料的工作性能、力学性能、抗冲磨性能的影响规律。结果表明,在胶凝材料用量、水胶比和纤维掺量相同的条件下,随着粉煤灰微珠掺量增加,混凝土的工作性能提高,抗冲磨强度下降,粉煤灰微珠适宜掺量为胶凝材料的17%;随硅灰掺量增加,超高性能混凝土的工作性能下降,抗冲磨强度提高,硅灰适宜掺量为胶凝材料的13%;随着胶凝材料用量增加,工作性能提高,抗冲磨强度先提高后降低,最佳胶凝材料用量为1150 kg/m3;降低水胶比,工作性能降低,抗冲磨强度先提高后降低,最佳水胶比为0.18。经过优化设计的抗冲磨UHPC抗冲磨强度为普通C50混凝土的3倍,已成功应用于四川省仁寿至屏山新市公路石盘特大桥。     

轻集料用于超高性能混凝土的研究进展

轻集料是一种来源广泛、轻质环保的材料,用于超高性能混凝土可以起到降低自重、减少自收缩等作用,近年来成为国内外的研究热点.然而,超高性能混凝土的设计是基于最大堆积密度理论的,而轻集料强度低且多孔的特性为其性能带来不利因素.为此,对比讨论了不同类型轻集料及其制备技术对超高性能混凝土宏观性能的影响,分析了轻集料在超高性能混凝土中的作用机理和增强机制,并结合现有的研究进展,展望了未来的发展前景.     

沥青混合料界面区微米划痕试验与参数分析

用微米划痕试验联合扫描电镜技术,分析了室温下沥青混合料界面过渡区（ITZ）的特性,推定了ITZ区域空间几何范围,测试了其断裂韧度及摩擦系数,并采用三点弯曲试验及纳米压痕试验进行了对比验证.结果表明：沥青混合料ITZ区域特性明显,荷载为100 mN时更适用于微米划痕试验,此时ITZ区域在划痕作用下会出现较大破裂面,且其厚度在10～30μm波动,与纳米压痕试验结果相近;ITZ摩擦系数由集料至沥青胶浆呈线性增加,达到最大值后趋于稳定;微米划痕试验测得的断裂韧度值与三点弯曲试验结果相近,且断裂韧度曲线可以较好地识别集料、ITZ和沥青胶浆三相介质,微米划痕试验可以相对简便有效地实现沥青混合料ITZ初步分析.     

新拌混凝土泵送性能研究进展

随着国内外超高层建筑的不断兴起,混凝土的泵送高程不断增加,需要进一步深入研究新拌混凝土的泵送性能及其评价方法。混凝土流变性能是泵送性能的本质体现,要准确评价混凝土的泵送性能,应以混凝土流变学为基础,结合新拌混凝土的流变性能与润滑层性能进行评估。总结了新拌混凝土泵送前后流变性能的已有研究成果,介绍了新拌混凝土泵送性能的评价方法及数值模拟方法,提出了现有研究成果的不足和今后的研究方向。     

高钛重矿渣钢筋混凝土柱性能研究

将混凝土粗细集料全部取代为高钛重矿渣材料,分析高钛重矿渣钢筋混凝土的结构性能。试验设计出高钛重矿渣钢筋混凝土柱,分析其轴压性能,并和普通钢筋混凝土柱进行对比。研究表明:高钛重矿渣混凝土的力学性能指标高于普通混凝土,具有较高的界面能;高钛重矿渣钢筋混凝土柱和普通钢筋混凝土柱的结构性能相似,但极限受压承载力比普通钢筋混凝土柱提高了29.68%。认为高钛重矿渣钢筋混凝土结构满足结构设计的要求。     

废弃泡沫混凝土制备再生泡沫板材的研究

随着建筑的拆迁与重建,废弃泡沫混凝土将大量产生。针对这一点,提出了废料高效再生利用的技术路线和方法。将粉碎后的废料经过煅烧粉磨,制备得到可再次水化的再生胶凝材料。在矿渣碱激发的体系下用此再生材料制备泡沫混凝土。试验结果表明,煅烧温度设置在650℃附近时可得到优秀的再生胶凝材料,可完全替代水泥组分制备泡沫混凝土,成品密度为600 kg/m~3,28d抗压强度为4.3MPa,导热系数为0.155 W/(m·K),收缩为0.48 mm/m,冻融质量损失为2.8%,冻融强度损失为4.5%。     

工业废渣-盾构泥砂注浆材料的研制与应用

以水玻璃作激发剂,磷石膏、粉煤灰、钢渣与矿粉作胶凝材料,盾构泥砂为细集料,并用聚羧酸系抗泥型高效减水剂和抗水分散剂改善浆料性能;通过对粉料比例、激发剂掺量等的研究,制得工作性能好(初始流动度27cm、6h后23.5cm,3h泌水率1%),凝结时间长(60h),抗水分散(水陆强度比85%),可防止管片上浮(稠度值11.3cm)的高性能工业废渣-盾构泥砂同步注浆材料,并在武汉轨道交通3号线八B标段双王区间站取得了成功应用。     

钢筋限制条件下水泥浆体的开裂敏感性研究

为探讨钢筋限制条件下不同配合比水泥浆体的开裂敏感性,测试了水泥浆体的抗拉强度;利用水泥浆体试件轴心处放置的钢筋对浆体所产生的限制收缩作用,连续测试出钢筋的应变值,并计算得到钢筋的应力值.在一定应力范围内,基于钢筋应力与包裹钢筋的水泥石受限收缩应力相等假定,比较了水泥浆体中受限收缩应力与抗拉强度的大小.结果发现,在一定水胶比mW/mB范围内,增加水胶比会降低水泥浆体的开裂敏感性;水胶比相同时,粉煤灰的掺加会显著降低水泥浆体的开裂敏感性.