检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2023年第17期37卷 170-177页

作者：陈汝琪张祖华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 湖南大学土木工程学院湖南省绿色与先进土木工程材料国际创新合作中心长沙410082 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室长沙410082 同济大学材料科学与工程学院先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804

碱激发矿渣(Alkali activated slag—AAS)水泥具有强度发展快、胶结性能好的特点,但大收缩和高成本限制了其工程应用。本研究探索了废陶瓷粉作为新的原材料,其用量对AAS体系早期反应、硬化体的抗压强度和收缩性能以及微观结构的影响。... 详细信息

碱激发矿渣(Alkali activated slag—AAS)水泥具有强度发展快、胶结性能好的特点,但大收缩和高成本限制了其工程应用。本研究探索了废陶瓷粉作为新的原材料,其用量对AAS体系早期反应、硬化体的抗压强度和收缩性能以及微观结构的影响。研究表明,废陶瓷粉因活性较低,其掺入会延缓AAS凝结时间;碱激发100%废陶瓷粉甚至不能在常温下正常凝结硬化。掺10%~50%废陶瓷粉的碱激发净浆强度7 d前发展慢,但到90 d时抗压强度提高且超过碱激发100%矿渣的抗压强度;更高掺量会导致碱激发净浆及砂浆强度的显著下降。AAS中掺废陶瓷粉可有效降低砂浆的自收缩,但会不同程度地增加干缩,掺量低于20%时对碱激发水泥砂浆的干缩影响小。综合考虑净浆和砂浆的各项性质,认为废陶瓷粉在AAS中具有应用价值。

关键词：碱激发水泥废陶瓷粉矿渣抗压强度收缩性能

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碳化废弃混凝土微粉的特性及作辅助性胶凝材料的研究进展

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硅酸盐学报 2025年第5期53卷 1313-1327页

作者：王明新毛宇光胡翔郭帅成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重点实验室湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地

废弃混凝土微粉(WCP)是在废弃混凝土破碎分离成骨料过程中从骨料表面剥离出的富含水泥水化物的粉体材料，因其具有高吸水性和低反应活性，难以直接用作辅助性胶凝材料(SCM)替代水泥熟料使用。加速碳化WCP可生成碳酸钙和高火山灰活性的... 详细信息

废弃混凝土微粉(WCP)是在废弃混凝土破碎分离成骨料过程中从骨料表面剥离出的富含水泥水化物的粉体材料，因其具有高吸水性和低反应活性，难以直接用作辅助性胶凝材料(SCM)替代水泥熟料使用。加速碳化WCP可生成碳酸钙和高火山灰活性的无定形硅胶等碳化产物，激发了WCP的潜在反应活性并有效固存CO2，实现其作为SCM的高质量资源化利用。本文以碳化废弃混凝土微粉(c WCP)的产物特性为切入点，综述了WCP的碳化，包括碳化方法、碳化程度和碳化产物的调控；并分析了cWCP通过碳化产物的多种效应对水泥基材料性能,如新拌浆体流变性能、水泥水化、力学性能和耐久性能等的耦合影响。现有研究表明，cWCP主要通过碳酸钙的填充效应、成核效应、与C3A之间的化学反应以及硅胶的火山灰效应相互耦合去影响水泥基材料的性能。掺cWCP不仅能够加速水泥水化、增强微观结构，提升抗压强度，还能增强砂浆的抗渗性，但却导致流变性能恶化。

关键词：碳化废弃混凝土微粉辅助性胶凝材料碳酸钙硅胶性能水化

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玄武岩纤维复材筋海水海砂混凝土梁抗剪性能

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铁道科学与工程学报 2023年第9期20卷 3396-3405页

作者：周锐朱德举湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

为了解决沿海城市和岛礁建设中河砂淡水资源短缺、建筑材料运输成本高以及钢筋混凝土结构耐久性不足的问题,同时推动海水海砂资源的有效利用以及深入研究纤维复材筋增强构件的工作性能,开展玄武岩纤维复材筋海水海砂混凝土(BFRP-SSC)梁... 详细信息

为了解决沿海城市和岛礁建设中河砂淡水资源短缺、建筑材料运输成本高以及钢筋混凝土结构耐久性不足的问题,同时推动海水海砂资源的有效利用以及深入研究纤维复材筋增强构件的工作性能,开展玄武岩纤维复材筋海水海砂混凝土(BFRP-SSC)梁的抗剪性能研究。采用三点弯曲试验,通过对梁的破坏形式、荷载−挠度关系和抗剪承载力展开讨论,研究剪跨比(剪跨为400,500和600 mm)、养护环境(自然环境和海水浸泡环境)和混凝土碱度(普通SSC和低碱SSC)对梁抗剪性能的影响,并通过拟合试验数据修正了规范的抗剪承载力公式。研究结果表明:剪跨比对BFRP-SSC梁抗剪承载力有显著影响,剪跨比越小的试件其破坏程度越严重;随着剪跨比的增大,BFRP-SSC梁的开裂荷载、极限荷载逐渐减小,极限挠度逐渐增大。在55℃人工海水环境中浸泡60 d后,普通SSC试件的裂缝减少,抗剪承载力下降了33.13%,BFRP箍筋纤维-树脂界面分离;低碱SSC试件的抗剪承载力提高了21.65%,其BFRP箍筋几乎没有降解行为。由于FRP筋混凝土现有设计规范没有考虑剪跨比的影响,理论预测与试验结果相差60%以上;引入与剪跨比相关的参数修正规范公式,修正的公式预测值与试验结果吻合良好。研究结果可以为BFRP-SSC梁的设计和应用提供数据支撑和理论依据。

关键词： BFRP 抗剪承载力剪跨比低碱海水海砂混凝土

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再生骨料透水混凝土力学性能和耐久性研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第3期50卷 185-194页

作者：张超任鹏鹏邓鹏诸子青高翔郭帅成湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 建筑安全与节能教育部重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 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

从优化水泥基体角度出发,搭配使用不同掺量的再生细骨料,旨在全面提升再生骨料透水混凝土力学性能、渗透性和耐久性.首先,采用单纯形重心设计法对水泥(C)、粉煤灰(FA)和硅灰(SF)组成的三元胶凝体系进行优化设计,获得高性能水泥基体.然后... 详细信息

从优化水泥基体角度出发,搭配使用不同掺量的再生细骨料,旨在全面提升再生骨料透水混凝土力学性能、渗透性和耐久性.首先,采用单纯形重心设计法对水泥(C)、粉煤灰(FA)和硅灰(SF)组成的三元胶凝体系进行优化设计,获得高性能水泥基体.然后,分析了高性能水泥基体和再生骨料质量分数(0%、30%和50%)对透水混凝土力学性能和耐久性的影响.试验发现,使用高性能胶凝材料,可以显著提升再生骨料透水混凝土的抗压强度和冻融耐久性,且可满足渗透性要求.当再生骨料质量分数为0%、30%和50%时,28 d抗压强度分别提升72.4%、100%和44.2%;50次冻融循环质量损失分别为1.5%、2.2%和2.5%.此外,研究发现再生骨料透水混凝土的破坏模式与胶凝材料性能和再生骨料质量分数相关,可为再生骨料透水混凝土设计和应用提供参考.

关键词：高性能透水混凝土再生骨料力学性能耐久性渗透性

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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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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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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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不同预拉力和冲击能量下BFRP筋的横向抗冲击性能

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复合材料学报 2022年第1期39卷 371-380页

作者：朱德举李振坤郭帅成李晟易勇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树脂基复合材料(Basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋的低速冲击性能,通过落锤冲击试验测试了不同预拉力比值(2%、10%、20%和30%)和不同能量(12.76~31.90 J)作用下BFRP筋的低速冲击响应,同时测试了未完全断裂... 详细信息

为研究玄武岩纤维增强树脂基复合材料(Basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋的低速冲击性能,通过落锤冲击试验测试了不同预拉力比值(2%、10%、20%和30%)和不同能量(12.76~31.90 J)作用下BFRP筋的低速冲击响应,同时测试了未完全断裂试件的残余拉伸承载力。结果表明:BFRP筋的损伤破坏模式包括冲击面树脂破碎、部分纤维断裂和BFRP筋完全断裂。在冲击能量为19.14 J,预拉力从2%增大到10%和20%时,BFRP筋的破坏模式从冲击面树脂破碎转变为部分纤维断裂。施加预拉力提高了BFRP筋断裂时的耗能,但对峰值荷载影响较小。BFRP筋未完全断裂时,试件的残余变形、耗能和冲击时间与预拉力呈负相关;当BFRP筋完全断裂时,冲击后试样的残余变形随预拉力的增大而减小,耗能和冲击时间先增大后减小。BFRP筋的残余拉伸承载力随冲击能量的增大而减小。研究发现BFRP筋的残余拉伸承载力和试件耗能/总冲击能量(耗能比)都能较好地评估BFRP筋的损伤程度。本研究成果可以为预应力BFRP筋抗冲击设计提供重要参考。

关键词： BFRP筋低速冲击破坏模式耗能比冲击损伤

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