检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2023年第1期37卷 102-113页

作者：黄燕胡翔史才军吴泽媚湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南省绿色先进土木工程材料国际创新中心长沙410082

界面过渡区是水泥浆与骨料之间的薄层部分,具有孔隙率高、氢氧化钙晶体富集和定向排列等特点。其形成机理主要包括边壁效应、微区泌水效应、离子迁移和成核效应、单边生长效应、絮凝成团效应及脱水收缩效应。各种效应协同作用,导致界面... 详细信息

界面过渡区是水泥浆与骨料之间的薄层部分,具有孔隙率高、氢氧化钙晶体富集和定向排列等特点。其形成机理主要包括边壁效应、微区泌水效应、离子迁移和成核效应、单边生长效应、絮凝成团效应及脱水收缩效应。各种效应协同作用,导致界面过渡区成为混凝土最薄弱的环节。提高界面过渡区的粘结性能有利于改善混凝土的力学性能和耐久性。本文综述了常用的界面过渡区改进方法,即掺加矿物掺合料和纳米材料、改性骨料、生物矿化以及二氧化碳养护等,并比较了不同改进方法的优缺点,可为界面过渡区的形成机理和改进方法的研究及其在实际工程中的应用提供参考。

关键词：水泥基材料界面过渡区形成机理改进方法

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粗骨料形状对混凝土氯离子扩散性能影响的数值模拟研究

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材料导报 2022年第10期36卷 85-93页

作者：潘诗婷李凯张超慧史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

混凝土中骨料(如卵石和碎石)多为不规则形状,这会显著影响氯离子在材料内部的传输过程。因此对骨料形状进行有效表征并研究其对混凝土氯离子扩散性能的影响具有重要意义。采用计算机模拟技术,本工作基于所提出的卵石和碎石骨料建模方法... 详细信息

混凝土中骨料(如卵石和碎石)多为不规则形状,这会显著影响氯离子在材料内部的传输过程。因此对骨料形状进行有效表征并研究其对混凝土氯离子扩散性能的影响具有重要意义。采用计算机模拟技术,本工作基于所提出的卵石和碎石骨料建模方法,以真实骨料的粒径分布为输入参数,构建出混凝土的介观尺度模型,模拟了氯离子在混凝土中的传输过程,揭示了粗骨料体积分数、形状和界面过渡区与氯离子扩散系数的量化关系。研究表明:粗骨料体积分数和不规则程度的增大均会减小混凝土表观氯离子扩散系数,而界面过渡区对混凝土氯离子扩散系数有增大作用,骨料尺寸对混凝土中界面过渡区的氯离子扩散有一定影响,考虑骨料尺寸影响的情况验证了试验混凝土的界面过渡区厚度为30~50μm。本工作计算得到的混凝土氯离子扩散系数与实验结果吻合较好,证实了所提出模拟方法的有效性。

关键词：氯离子扩散粗骨料不规则形状数值模拟

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层状双金属氢氧化物在水泥混凝土中的形成、作用机制及应用

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材料导报 2022年第11期36卷 95-101页

作者：许闯张祖华陈慕翀史才军李宁刘翼玮湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

碳化、硫酸盐侵蚀以及氯离子诱导腐蚀等三种常见混凝土耐久性问题的本质是外界离子进入混凝土与水泥石或钢筋发生不利的物理化学反应。层状双金属氢氧化物(LDHs)具有独特的层状结构和阴离子吸附功能,可作为混凝土内部有害离子的吸附剂,... 详细信息

碳化、硫酸盐侵蚀以及氯离子诱导腐蚀等三种常见混凝土耐久性问题的本质是外界离子进入混凝土与水泥石或钢筋发生不利的物理化学反应。层状双金属氢氧化物(LDHs)具有独特的层状结构和阴离子吸附功能,可作为混凝土内部有害离子的吸附剂,从而改善混凝土的耐久性。目前,尽管LDHs在水泥混凝土中的应用还处于早期探索阶段,但其相关作用机理研究已经开展得较丰富。本文综述了水泥混凝土(包括复合硅酸盐水泥和碱激发材料体系)中类水滑石产物(MgAl-LDHs)和AFm相(CaAl-LDHs)的形成机制,阐述了LDHs与混凝土中离子的作用机制,评估了MgAl-LDHs和CaAl-LDHs对水泥混凝土强度发展和耐久性能的影响,并指出开发LDHs作为混凝土矿物外加剂的广阔应用前景。

关键词：混凝土层状双金属氢氧化物阴离子吸附水化作用力学性能耐久性

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BFRP筋增强海水海砂混凝土梁的抗冲击性能

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振动与冲击 2023年第14期42卷 220-228页

作者：朱德举钟伟霖徐振钦刘志健郭帅成李安令湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

为研究玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋增强海水海砂混凝土(seawater sea-sand concrete,SSC)梁的抗冲击性能,利用落锤冲击装置研究了不同冲击能量(1818 J,2727 J,3636 J,4848 J)作用下,不同混凝土强度(30 MPa,50 MPa)和配筋率(0.23%,0.48%)的BSFP-SSC梁冲击响应,并测试了冲击后梁的残余承载力。结果表明,随着冲击能量的增加,BFRP-SSC梁的破坏模式由弯曲破坏转变为剪切破坏,梁的残余承载力系数逐渐降低。提高配筋率或海水海砂混凝土强度,均可有效降低梁的最大跨中位移,提升初始峰值冲击力和抗冲击性能。该研究可为BFRP筋增强海水海砂混凝土梁的抗冲击设计提供重要依据。

关键词：玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋海水海砂混凝土梁(SSC) 低速冲击动态冲击性能冲击损伤

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基于不同地域海砂的海水海砂混凝土力学性能试验研究

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材料导报 2022年第3期36卷 146-153页

作者：耿健智朱德举郭帅成易勇周琳林湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

本研究选取山东、福建、广西三地原状海砂,测定了其物理和化学性质并与长沙本地河砂进行比较。结果表明,海砂的矿物组分、细度模数和压碎值与河砂基本相同,而不同地域海砂的氯离子和贝壳含量存在差异。采用不同地域的海砂和人工海水配制... 详细信息

本研究选取山东、福建、广西三地原状海砂,测定了其物理和化学性质并与长沙本地河砂进行比较。结果表明,海砂的矿物组分、细度模数和压碎值与河砂基本相同,而不同地域海砂的氯离子和贝壳含量存在差异。采用不同地域的海砂和人工海水配制了C30、C40、C50强度等级的海水海砂混凝土(Seawater sea-sand concrete,SWSSC),测试了不同龄期海水海砂混凝土的抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度等关键力学性能,并与普通混凝土(Ordinary concrete,OC)进行了对比,采用XRD、SEM等手段研究了相关机理。结果表明,SWSSC早期(3 d和7 d龄期)抗压强度高于OC,但其后期(28 d龄期以后)抗压强度低于OC。两者抗拉强度的差异随着龄期增长不断减小,而SWSSC的360 d抗拉强度基本高于OC。最后通过^(1)H NMR分析比较了不同龄期的SWSSC和OC的孔结构,发现SWSSC和OC的孔结构发展规律与其力学性能发展规律一致。本研究成果可为海水海砂混凝土的配合比设计和工程应用提供重要依据。

关键词：海水海砂混凝土力学性能孔结构

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经纬向纤维体积分数对耐碱玻璃纤维织物增强混凝土拉伸力学性能的影响

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复合材料学报 2022年第1期39卷 322-334页

作者：朱德举李新亮李安令湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

为了研究经纬向纤维体积分数对耐碱玻璃纤维织物增强混凝土(ARG-TRC)拉伸力学性能的影响,通过万能试验机对不同经向纤维体积分数(0.24vol%、0.49vol%、0.73vol%和1.09vol%)和纬向纤维体积分数(0vol%、0.20vol%、0.48vol%和0.96vol%)的... 详细信息

为了研究经纬向纤维体积分数对耐碱玻璃纤维织物增强混凝土(ARG-TRC)拉伸力学性能的影响,通过万能试验机对不同经向纤维体积分数(0.24vol%、0.49vol%、0.73vol%和1.09vol%)和纬向纤维体积分数(0vol%、0.20vol%、0.48vol%和0.96vol%)的试件进行准静态拉伸试验,并结合数字图像相关分析得到拉伸状态下裂纹与应变分布。结果表明:ARG-TRC的拉伸力学性能和破坏形态主要取决于经向纤维体积分数,而纬向纤维体积分数对其影响不大;随着经向纤维体积分数的增加,极限强度、峰值应变和韧性明显增大,裂纹条数明显增加。对拉伸应力-应变曲线化进行三线性拟合,得到简化模型并与ACK模型进行对比。基于现有的裂纹间距计算模型和试验数据,修正了裂纹间距计算公式,其结果与文献数据吻合较好。该成果将有助于织物增强混凝土(TRC)中纤维织物的优化配置,提高纤维织物的利用率,对TRC的性能设计具有指导意义。

关键词：耐碱玻璃纤维织物纤维体积分数拉伸试验数字图像相关本构模型裂纹间距

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硅灰对高强地聚物胶凝材料性能的影响

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硅酸盐学报 2020年第11期48卷 1689-1699页

作者：刘翼玮张祖华史才军李宁雷龙湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

以矿渣、粉煤灰和硅灰为原材料制备高强地聚物,利用单一质心设计法对原材料组成进行设计优化,研究了硅灰对凝结硬化过程以及对硬化浆体抗压强度的影响。结果表明:硅灰充分发挥了细颗粒作用,充填在矿渣和粉煤灰堆积空隙中,由此释放的激... 详细信息

以矿渣、粉煤灰和硅灰为原材料制备高强地聚物,利用单一质心设计法对原材料组成进行设计优化,研究了硅灰对凝结硬化过程以及对硬化浆体抗压强度的影响。结果表明:硅灰充分发挥了细颗粒作用,充填在矿渣和粉煤灰堆积空隙中,由此释放的激发剂提高了固体颗粒表面的液膜厚度,从而改善地聚物的流动性,降低浆体的触变性、屈服应力和塑性黏度;由于高活性,部分硅灰在强碱性溶液中快速溶解,使得激发剂中硅酸根离子浓度提高,碱度降低,从而使矿渣和粉煤灰的反应速率降低,减缓C—A—S—H凝胶形成,宏观上表现为凝结时间延长,加速期迟滞,反应热峰值和累计放热量降低,硬化体早期强度发展受到影响。当矿渣含量>50%、粉煤灰含量<30%且硅灰含量<30%时,地聚物砂浆强度超过100MPa,满足新拌性能要求,具有制备超高性能混凝土的可行性。

关键词：超高性能混凝土高强地聚物硅灰新拌性能抗压强度单一质心设计

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玻纤织物增强混凝土界面黏结性能的试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2020年第3期47卷 122-130页

作者：朱德举张伟明刘赛湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082

利用MTS万能试验机进行了纤维束的静态拔出试验,分别研究了不同的埋置深度、温度及纤维织物表面改性对耐碱玻璃纤维织物与水泥基体间黏结性能的影响.试验结果表明:玻璃纤维织物与水泥基体的黏结性能与纤维束埋深、纤维织物改性及温度条... 详细信息

利用MTS万能试验机进行了纤维束的静态拔出试验,分别研究了不同的埋置深度、温度及纤维织物表面改性对耐碱玻璃纤维织物与水泥基体间黏结性能的影响.试验结果表明:玻璃纤维织物与水泥基体的黏结性能与纤维束埋深、纤维织物改性及温度条件存在一定的相关性.在常温条件25℃时,随着纤维束埋置深度的增大(15~25 mm),纤维束的拔出刚度、极限拔出力和拔出功不断增大,等效黏结强度反而呈现减小趋势.在相同的埋置深度(15 mm)下,随着温度的升高,纤维束的拔出刚度和极限拔出力不断降低.温度在25℃至300℃范围时,浸渍环氧树脂或者黏砂处理均能提高纤维束的极限拉拔承载力,且表面黏砂相比浸渍环氧树脂具有更好的增强效果.然而,当温度在400℃和500℃范围变化时,表面浸渍环氧树脂和黏砂对提高玻璃纤维束的极限拔出力影响不太显著,而在一定程度上降低了极限拔出力.

关键词：耐碱玻璃纤维织物埋置深度温度织物黏结性能

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玻璃纤维织物增强海水海砂混凝土在模拟海洋环境中的耐久性研究

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材料导报 2022年第9期36卷 89-97页

作者：喻松胡翔赵一帆朱德举史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

本工作研究了玻璃纤维织物增强海水海砂混凝土(GTR-SWSSC)复合材料于海水浸泡和干湿循环条件下的弯曲性能。在不同干湿循环次数和海水浸泡时间下对玻璃纤维增强混凝土(GTR-SWSSC)进行了四点弯曲试验,对复合材料在模拟海洋服役环境下的... 详细信息

本工作研究了玻璃纤维织物增强海水海砂混凝土(GTR-SWSSC)复合材料于海水浸泡和干湿循环条件下的弯曲性能。在不同干湿循环次数和海水浸泡时间下对玻璃纤维增强混凝土(GTR-SWSSC)进行了四点弯曲试验,对复合材料在模拟海洋服役环境下的抗弯性能进行了评估。同时,探究了环氧树脂对复合材料抗海水腐蚀性能的改善作用,并通过电镜扫描从微观层面对海水浸泡时间、干湿循环次数和环氧树脂涂层的作用进行了分析。研究结果表明GTR-SWSSC的弯曲性能变化符合一定的规律,海水干湿循环和浸泡环境导致了试件内部结构的损伤,使得试件强度有所下降。总体而言,复合材料在海水恶劣环境下的强度呈现较为缓慢的下降趋势,采用环氧树脂进行表面处理能有效提高试件的弯曲强度,延缓试件力学性能的衰退,但是延缓效果在一定时间后随龄期延长逐渐减弱。

关键词：海水海砂混凝土耐碱玻璃纤维水下区潮汐区海水浸泡干湿循环弯曲性能耐久性

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低次数疲劳加载下短切钢纤维对碳纤维织物增强混凝土力学性能的影响

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复合材料学报 2023年第11期40卷 6260-6274页

作者：朱德举唐昊湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

为了研究低次数疲劳加载下短切钢纤维对碳纤维织物增强混凝土(C-TRC)力学性能的影响,通过万能试验机对不同短切钢纤维掺量(0vol%、0.5vol%、1.0vol%)的试件进行低次数疲劳加载实验和疲劳加载前后的准静态拉伸试验,并结合数字图像相关分... 详细信息

为了研究低次数疲劳加载下短切钢纤维对碳纤维织物增强混凝土(C-TRC)力学性能的影响,通过万能试验机对不同短切钢纤维掺量(0vol%、0.5vol%、1.0vol%)的试件进行低次数疲劳加载实验和疲劳加载前后的准静态拉伸试验,并结合数字图像相关分析得到拉伸状态下裂纹与应变分布。结果表明:添加短切钢纤维能够增大C-TRC的拉伸强度、杨氏模量和韧性,降低试件的能量耗散及剩余累积应变,增加裂纹条数和裂纹宽度。疲劳荷载能够降低C-TRC的刚度、极限强度、峰值应变及韧性,加快C-TRC的破坏。添加短切纤维能够降低疲劳加载造成的性能损耗,且0.5vol%掺量的增强效果最佳。基于现有的剩余强度-剩余刚度关联模型和实验数据,改进了强度退化模型,对实验数据进行拟合并与现有模型进行对比,其结果与实验数据吻合更好。该成果对于织物增强混凝土(TRC)疲劳性能的评价具有指导意义。

关键词：碳纤维织物短切钢纤维拉伸试验疲劳加载织物增强混凝土

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