检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2024年第11期38卷 128-135页

作者：刘金涛崔娇伟周煜钱如胜孔德玉浙江工业大学土木工程学院杭州310023 浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室杭州310023

本工作探索了掺加三维石墨烯-碳纳米管(Graphene-CNT,GC)的超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete, UHPC)复合材料的机敏性能,基于四电极法分析了不同GC掺量、加载幅度、加载速度、温度和含水率对UHPC的电阻率变化规律的影响... 详细信息

本工作探索了掺加三维石墨烯-碳纳米管(Graphene-CNT,GC)的超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete, UHPC)复合材料的机敏性能,基于四电极法分析了不同GC掺量、加载幅度、加载速度、温度和含水率对UHPC的电阻率变化规律的影响。研究结果表明:GC掺量对UHPC的28 d抗压强度影响不大;UHPC电阻率随着GC掺量的增加逐步降低,含有2.0%(质量分数,下同)GC的UHPC电阻率较R组下降了55.1%;UHPC试件电阻率随内部相对含水率的增加而降低,且二者存在线性关系;UHPC的电阻率随温度的升高而降低,电阻率的自然对数与绝对温度的倒数呈线性关系;UHPC电阻率变化率幅值随着加载幅度增大而增加,表现出良好的压敏特性,1.2%GC掺量下UHPC试件的压缩应力和应变灵敏系数分别达到0.2%/MPa和85.2。

关键词：三维石墨烯-碳纳米管超高性能混凝土电阻率压敏性能

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高强高韧机敏混凝土的制备及其性能

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复合材料学报 2024年第12期41卷 6628-6638页

作者：刘金涛洪宇超周煜王伟胜孔德玉浙江工业大学土木工程学院杭州310023 浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室杭州310023

研究通过混杂碳纤维(Carbon fiber,CF)和聚乙烯纤维(Polyethylene fiber,PE)制备出高强高韧性混凝土(High strength and high ductility concrete,HSHDC),并对其力学性能及机敏性特性进行了分析。研究表明0.25vol%CF掺量HSHDC的抗压强度较对照组提升7%、抗折强度增加13%、拉伸应变提高15.2%。HSHDC的电阻率值随CF掺量增加而显著降低,1.0vol%CF掺量HSHDC的电阻率值下降至10Ω·m,较对照组降低3个数量级。在不同温度与相对含水率下,掺有CF的HSHDC电阻率表现出较好的稳定性,循环荷载作用下0.25vol%CF掺量HSHDC电阻率变化率与应力之间表现出良好的对应关系,压应力和压应变灵敏系数分别达到0.75%/MPa和136.5。0.25vol%CF掺量的HSHDC在加载幅度为15 MPa时的最大电阻率变化率为9.2%,加载速度为0.4 mm/min时峰值电阻率变化率达到7.9%。

关键词：混杂纤维高韧性混凝土力学性能温敏性能湿敏性能压敏性能

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水泥基材料自修复颗粒的制备及修复效果事前快速评价方法

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材料导报 2024年第15期38卷 146-151页

作者：顾春平双雨竹马俊涛周勇杨杨刘金涛金城阳浙江工业大学土木工程学院杭州310023 浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室杭州310023

针对多数水泥基材料自修复技术在渗漏水条件下修复物质被冲走、裂缝自修复效果难以达到预期且可修复裂缝宽度较窄的问题,本工作结合物理膨胀修复和化学反应修复的优点,以螯合处理的高吸水性树脂(Chelation super absorbent polymer,C-S... 详细信息

针对多数水泥基材料自修复技术在渗漏水条件下修复物质被冲走、裂缝自修复效果难以达到预期且可修复裂缝宽度较窄的问题,本工作结合物理膨胀修复和化学反应修复的优点,以螯合处理的高吸水性树脂(Chelation super absorbent polymer,C-SAP)为物理修复剂,以反应修复剂(Reactive healing agents,RHA)和高性能混凝土膨胀剂(High performance calcium sulpho aluminate,HCSA)为化学修复剂,设计并制备了一种能在渗漏水条件下快速、高效修复裂缝的自修复颗粒,并改进了自制裂缝水渗透实验装置,开展了自修复颗粒修复效果的事前快速评价,最后采用X射线衍射分析方法分析了修复产物的物相组成。结果表明:自制裂缝水渗透实验装置能在将自修复颗粒应用于水泥基材料前有效且快速地评价颗粒的自修复效果,从而实现自修复颗粒组成的快速优选。当自修复颗粒中m(C-SAP)∶m(RHA)∶m(HCSA)=7.5∶32.5∶60,颗粒掺量为20%和30%时,其能够在672 h时完全封堵0.5 mm的裂缝;颗粒中的m(C-SAP)∶m(RHA)∶m(HCSA)=10∶30∶60且颗粒掺量为30%时,其能够在1008 h时完全封堵0.6 mm的裂缝。在裂缝修复早期,C-SAP解螯合并吸水膨胀,快速封堵裂缝,降低水流量;随后,化学修复物质通过化学反应生成白云石、钙矾石和方解石等结晶产物,从而将裂缝修复。

关键词：自修复反应修复剂高吸水性树脂高性能混凝土膨胀剂渗水装置

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HCSA膨胀剂与SAP对低水胶比水泥净浆体积变形的影响

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2623-2632页

作者：顾春平徐艳文韦海霞浙江工业大学土木工程学院杭州310023 浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室杭州310023

为解决低水胶比下高性能硫铝酸钙(High performance calcium sulpho aluminate,HCSA)膨胀剂补偿收缩效果不显著这一问题,以高吸水树脂(Super-absorbent polymer,SAP)为内养剂,研究HCSA膨胀剂和SAP单掺、复掺对低水胶比(0.25)下水泥净浆... 详细信息

为解决低水胶比下高性能硫铝酸钙(High performance calcium sulpho aluminate,HCSA)膨胀剂补偿收缩效果不显著这一问题,以高吸水树脂(Super-absorbent polymer,SAP)为内养剂,研究HCSA膨胀剂和SAP单掺、复掺对低水胶比(0.25)下水泥净浆体积变形(自收缩、干燥收缩、浸水变形)的影响,并探讨HCSA膨胀剂与SAP复掺的协同效应。结果表明:单掺HCSA膨胀剂和SAP均能降低水泥净浆的自收缩和干燥收缩、增大浸水条件下膨胀变形。密封和浸水条件下,HCSA的膨胀效果较干燥条件下时显著。复掺HCSA膨胀剂和SAP存在协同作用,SAP预吸水促进了HCSA膨胀剂效果的发挥。密封条件下,协同效应主要发生在约1天前,而后仍在缓慢发挥。浸水条件下,两者复掺也发挥一定的协同作用;干燥条件下,复掺的协同作用主要发生在7天之后,在早期SAP未能促进HCSA效能的发挥,反而使低水胶比水泥净浆干燥收缩变大。

关键词：水泥净浆 HCSA膨胀剂 SAP 自收缩干燥收缩

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不同缺陷对装配式建筑钢筋灌浆套筒连接性能的影响

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材料导报 2023年第2期37卷 84-90页

作者：杨杨凌宏杰刘金涛卢旭峰浙江工业大学土木工程学院杭州310023 浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室杭州310023

对带缺陷的装配式建筑钢筋灌浆套筒连接性能展开研究,以缺陷位置、缺陷大小、缺陷分布形式和钢筋偏心为变量,分析了不同缺陷对灌浆套筒拉伸荷载下的破坏形态、滑移量、承载力的影响。试验结果表明:随着缺陷尺寸的增加,试件破坏形态由钢... 详细信息

对带缺陷的装配式建筑钢筋灌浆套筒连接性能展开研究,以缺陷位置、缺陷大小、缺陷分布形式和钢筋偏心为变量,分析了不同缺陷对灌浆套筒拉伸荷载下的破坏形态、滑移量、承载力的影响。试验结果表明:随着缺陷尺寸的增加,试件破坏形态由钢筋拉断破坏逐步转变为钢筋拔出,试件拉伸极限粘结强度、残余粘结强度、极限强度逐步降低;均布缺陷试件的缺陷尺寸大小对试件破坏形态的影响较大;同体积不同类型缺陷对试件承载力的影响程度为偏心锚固缺陷>水平缺陷>中部缺陷>均布缺陷>端部缺陷,对试件残余粘结承载力的影响程度为偏心锚固缺陷>水平缺陷>均布缺陷>端部缺陷>中部缺陷。

关键词：装配式建筑钢筋套筒连接性能灌浆缺陷

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CFRP约束地质聚合物混凝土轴向应力-应变关系

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复合材料学报 2024年第1期41卷 414-425页

作者：周华飞洪恒达谢子令董鑫熠浙江工业大学土木工程学院杭州310023 浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室(浙江工业大学) 杭州310023 温州大学建筑工程学院温州325035 浙江省软弱土地基与海涂围垦工程技术重点实验室(温州大学) 温州325035

为了探究地质聚合物混凝土(GPC)在多轴应力状态下的应力-应变关系,开展了碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)约束GPC圆柱的轴压试验,揭示了GPC在不同约束条件下的应力-应变曲线特征,据此建立了完整的轴向应力-应变模型、抗压强度模型和极限... 详细信息

为了探究地质聚合物混凝土(GPC)在多轴应力状态下的应力-应变关系,开展了碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)约束GPC圆柱的轴压试验,揭示了GPC在不同约束条件下的应力-应变曲线特征,据此建立了完整的轴向应力-应变模型、抗压强度模型和极限轴向压应变模型,特别是针对CFRP约束普通强度GPC,提出了新的模型参数表达式,并利用文献试验结果予以验证。结果表明:抗压强度模型具有良好的预测能力,预测值的平均绝对误差为3.55%;极限轴向压应变模型也能较精准地对其他研究的试验结果做出预测,预测值的平均绝对误差为17.03%。新的轴向应力-应变模型参数表达式不仅适用于CFRP约束高强GPC也适用于CFRP约束普通强度GPC。

关键词：地质聚合物混凝土纤维增强复合材料应力-应变模型极限状态被动约束

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基于ANN的HVFAC拉伸性能预测评价

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材料导报 2024年第10期38卷 75-83页

作者：倪彤元杜鑫莫云波黄森乐杨杨刘金涛浙江工业大学土木工程学院杭州310023 浙江省工程结构与防灾减灾技术重点实验室杭州310023 浙江建投交通基础建设集团有限公司杭州310012

基于人工神经网络(ANN)预测混凝土拉伸性能,对研究混凝土开裂机制具有重要意义。基于团队实验数据获得不同粉煤灰掺量、骨胶比、水胶比和养护龄期下大掺量粉煤灰混凝土(HVFAC)的抗压强度、极限拉伸应变、抗拉强度和拉伸弹性模量数据,用... 详细信息

基于人工神经网络(ANN)预测混凝土拉伸性能,对研究混凝土开裂机制具有重要意义。基于团队实验数据获得不同粉煤灰掺量、骨胶比、水胶比和养护龄期下大掺量粉煤灰混凝土(HVFAC)的抗压强度、极限拉伸应变、抗拉强度和拉伸弹性模量数据,用均方根误差(RMSE)最小原则建立一种预测HVFAC拉伸性能的ANN模型,并用公开发表的文献数据对该预测模型可靠性进行分析评估。结果表明:模型预测结果与实验结果的相关系数均大于0.94,文献中的实验值与模型预测值的误差均在±20%以内,说明所建立的模型有较高的预测精度。基于ANN影响权重分析发现:骨胶比对HVFAC的抗压强度、极限拉伸应变和拉伸弹性模量的影响最大;对于HVFAC的拉伸性能,在早龄期时水胶比的影响程度较大,但随着龄期的延长,粉煤灰掺量的影响程度逐渐上升并超过水胶比。

关键词：人工神经网络粉煤灰混凝土抗拉强度弹性模量极限拉伸应变

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降雨条件下路基土体湿度场迁移预测模型研究

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工程科学与技术 2025年

作者：王康宇叶佳欢王城泉浙江工业大学土木工程学院浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室浙大城市学院工程学院

受降雨的影响，非饱和路基土体的湿度场会发生迁移，改变土体的基质吸力，进而影响土体强度，对边坡稳定性产生威胁。为深入研究降雨条件下非饱和土体的湿度场迁移规律，对土体湿度场迁移的影响因素进行理论分析与公式推导，提出了降雨... 详细信息

受降雨的影响，非饱和路基土体的湿度场会发生迁移，改变土体的基质吸力，进而影响土体强度，对边坡稳定性产生威胁。为深入研究降雨条件下非饱和土体的湿度场迁移规律，对土体湿度场迁移的影响因素进行理论分析与公式推导，提出了降雨条件下非饱和路基土体的动态平衡饱和度预测公式、湿润锋迁移预测公式和地下水位波动预测公式。通过自主研发的一维土柱试验模型装置和三维有限元数值模拟，初步揭示了湿度场变化规律，并验证了上述预测公式的可行性。基于预测模型，分析了土体压实度和降雨强度对湿度场迁移的影响规律。研究结果表明：（1）土体压实度对湿度场迁移的影响存在一个临界值，当土体压实度低于0.80时，湿度场迁移速度随着压实度的增加而加快，而当土体压实度超过0.80时，湿度场迁移速度反而随着压实度的增加而减慢；（2）湿度场迁移速度随着降雨强度的增加而加快，然而，随着降雨强度的进一步大幅提高，降雨强度对湿度场迁移速度的促进作用逐渐减弱。研究结果提出了一种湿度场迁移预测公式，可较好地预测非饱和土体水分累积、湿润锋迁移和地下水位上升过程，为进一步完善边坡预警方法，提升边坡稳定性评估与灾害预防能力提供了理论基础。

关键词：湿润锋地下水位动态平衡饱和度预测公式湿度场迁移预测公式压实度降雨强度

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应力作用下钢筋在模拟混凝土孔隙液中的钝化行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第6期44卷 1547-1556页

作者：董征毛永祺孟洲陈向翔付传清陆晨涛浙江工业大学土木工程学院杭州310023 浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室杭州310023 浙江浙交检测技术有限公司杭州310030

本文针对应力作用下模拟混凝土孔隙液环境中钢筋钝化行为开展了研究。通过电化学测试技术(电位、线性极化电阻、循环伏安曲线、电化学阻抗谱、电化学噪声)对钢筋在持续拉应力作用下的钝化行为进行了分析;采用X射线光电子能谱技术(XPS)... 详细信息

本文针对应力作用下模拟混凝土孔隙液环境中钢筋钝化行为开展了研究。通过电化学测试技术(电位、线性极化电阻、循环伏安曲线、电化学阻抗谱、电化学噪声)对钢筋在持续拉应力作用下的钝化行为进行了分析;采用X射线光电子能谱技术(XPS)表征了不同应力作用下钢筋表面的钝化膜。结果表明,拉应力显著增大了钢筋钝化过程氧化还原反应的活性,且拉应力水平越大氧化还原反应的活性越高。然而随着拉应力的增大,钝化膜中Fe^(2+)/Fe^(3+)比值增大,钝化膜稳定性下降。由此,拉应力作用特别是较高应力水平(超过60%屈服强度)显著降低了钢筋的钝化膜电阻、噪声电阻、极化电阻,增大了其在钝化状态时的电流密度。

关键词：模拟混凝土孔隙液钢筋钝化拉应力电化学测试

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溶液浓度与组成成分对氯离子在裂缝中传输速率的影响

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材料导报 2024年第19期38卷 69-75页

作者：顾春平姚程阳陈士龙王倩楠浙江工业大学土木工程学院杭州310023 浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室杭州310023 浙江省建设投资集团股份有限公司杭州310013 浙江科技学院土木与建筑工程学院杭州310023

裂缝作为氯离子在混凝土中快速传输的渠道,对混凝土耐久性影响显著,裂缝中溶液性质是影响氯离子传输速率的主要因素之一。为排除裂缝形貌的影响,本工作预制了有机玻璃和水泥净浆平直裂缝,设计了氯离子在裂缝中稳态扩散的实验方法,研究... 详细信息

裂缝作为氯离子在混凝土中快速传输的渠道,对混凝土耐久性影响显著,裂缝中溶液性质是影响氯离子传输速率的主要因素之一。为排除裂缝形貌的影响,本工作预制了有机玻璃和水泥净浆平直裂缝,设计了氯离子在裂缝中稳态扩散的实验方法,研究了溶液浓度(2%、3.5%、5%、7.5%、10%NaCl溶液(质量分数))和组成成分(3.5%NaCl溶液(质量分数)、人工海水、真实海水)对氯离子在裂缝中传输速率的影响。结果表明:相同裂缝宽度下,氯离子在有机玻璃和水泥净浆平直裂缝中的传输速率相近。当裂缝宽度增大时,裂缝中氯离子扩散系数随之提高;当裂缝宽度从30μm增大至300μm时,氯离子扩散系数有较明显的提高,当裂缝宽度更大时,裂缝中氯离子的扩散系数的增长趋势减缓;随着NaCl溶液浓度的提高,裂缝中氯离子扩散系数逐渐提高,裂缝宽度越大,NaCl溶液溶度的影响越显著。当裂缝宽度不大于115μm时,3.5%NaCl溶液和人工海水的测试结果与真实海水测试结果相近;当裂缝宽度大于115μm时,3.5%NaCl溶液测得的结果偏大,而人工海水测试结果与真实海水相近。

关键词：氯离子裂缝宽度扩散系数传输速率

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