检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2023年第18期37卷 97-105页

作者：周敏吴泽媚欧阳雪胡翔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 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

本工作通过调整砂胶比和拟合改进的Andreasen-Andersen颗粒堆积模型,计算得到了UHPC基体中各固体组分的比例。基于新拌超高性能混凝土(UHPC)基体的湿堆积密度和流动性确定了高效减水剂的最优掺量。研究分析了不同配合比设计参数(砂胶比... 详细信息

本工作通过调整砂胶比和拟合改进的Andreasen-Andersen颗粒堆积模型,计算得到了UHPC基体中各固体组分的比例。基于新拌超高性能混凝土(UHPC)基体的湿堆积密度和流动性确定了高效减水剂的最优掺量。研究分析了不同配合比设计参数(砂胶比和胶凝材料组分)、骨料特性(颗粒球形度和圆度)对UHPC基体的流动性和抗压强度的影响。结果表明:当砂胶比从0.8增加为1.2时,掺河砂的UHPC基体的湿堆积密度、流动性和7 d抗压强度逐渐降低;对比调整砂胶比和改变胶凝材料组分的掺量,UHPC基体的流动性和湿堆积密度变化趋势主要受砂胶比影响;当高效减水剂掺量为0.5%~2.0%时,UHPC基体的PFT、湿堆积密度和流动性先缓慢升高后迅速下降;骨料形状对UHPC基体的湿堆积密度、流动性和28 d抗压强度的影响较大;在UHPC基体实现紧密堆积后,影响UHPC基体的抗压强度的主要因素为骨料形貌,而胶凝材料组分掺量的影响较小;当骨料最大粒径相同时,增加骨料的球形度和圆度显著增加了UHPC基体的流动性,但降低了UHPC基体的抗压强度。

关键词：超高性能混凝土基体颗粒紧密堆积理论配合比设计参数骨料特性流动性抗压强度

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钢纤维形状和养护制度对超高性能混凝土强度及韧性的影响

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材料导报 2024年第15期38卷 135-145页

作者：陈聪聪吴泽媚胡翔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 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

热养护和掺加异形钢纤维是提高超高性能混凝土(UHPC)强度并改善韧性的有效技术手段。研究了养护制度(标准养护28 d、90℃蒸汽养护2 d、90℃热水养护2 d)和钢纤维形状(平直形、波纹形、端钩形)对UHPC立方体抗压强度、单轴抗压强度、抗折... 详细信息

热养护和掺加异形钢纤维是提高超高性能混凝土(UHPC)强度并改善韧性的有效技术手段。研究了养护制度(标准养护28 d、90℃蒸汽养护2 d、90℃热水养护2 d)和钢纤维形状(平直形、波纹形、端钩形)对UHPC立方体抗压强度、单轴抗压强度、抗折性能的影响,采用ASTM C1018、JSCE-SF4、修正的Post-Crack Energy Ratio(PCER)三种韧性表征方法对UHPC弯曲韧性进行评价,并借助三维光学扫描仪定量表征了掺加不同形状钢纤维的UHPC断裂面粗糙度。结果表明,相较于28 d标准养护,2 d热水养护和2 d蒸汽养护均能在一定程度上提高UHPC力学性能,且对UHPC抗折性能的提升较为显著。与掺平直形钢纤维的UHPC相比,掺端钩形钢纤维的UHPC的抗折强度和PCER韧性指标分别提升46.26%~58.82%和32.77%~39.81%,断裂面粗糙度提高41.67%;粗糙度参数与弯曲韧性具有良好的指数关系,可用于UHPC韧性的表征。此外,单轴抗压强度与立方体抗压强度存在线性关系,相关系数为0.83~0.93。采用ASTM C1018和PCER方法计算出的韧性结果与采用4 mm挠度处荷载-位移曲线包围的面积和抗折性能指标结果基本一致,提出的PCER方法引入初始弯曲韧度比来表征UHPC达到峰值挠度前的弯曲韧性,使得计算结果更为准确。

关键词：超高性能混凝土(UHPC) 养护制度钢纤维形状强度韧性

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基于部分反弹格子Boltzmann方法研究砂浆水渗透性能

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硅酸盐学报 2022年第10期50卷 2701-2711页

作者：李凯许立杨璐璐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 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

为了揭示砂浆的水分传输机制,构建了细骨料-界面过渡区-水泥浆体的砂浆三相模型,采用部分反弹格子Boltzmann方法模拟了水分在砂浆内部的传输过程,研究了骨料体积分数、界面过渡区厚度及孔隙结构对砂浆水分渗透系数的影响。结果表明:当... 详细信息

为了揭示砂浆的水分传输机制,构建了细骨料-界面过渡区-水泥浆体的砂浆三相模型,采用部分反弹格子Boltzmann方法模拟了水分在砂浆内部的传输过程,研究了骨料体积分数、界面过渡区厚度及孔隙结构对砂浆水分渗透系数的影响。结果表明:当界面过渡区厚度较小、孔隙率较低时,砂浆的水分渗透系数随骨料含量的增大而降低且始终低于水泥浆体的水分渗透系数;当界面过渡区厚度增至150μm或有效孔隙率超过水泥基体2倍时,砂浆的水分渗透系数会接近甚至超过水泥浆体的水分渗透系数。界面过渡区效应、骨料稀释作用以及迂曲传输路径的相互竞争是产生上述现象的根本原因。

关键词：砂浆界面过渡区格子Boltzmann方法水分渗透系数

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超高性能混凝土流变特性及调控研究进展

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硅酸盐学报 2023年第11期51卷 3025-3038页

作者：刘一帆吴泽媚张轩翰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 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度、高韧性和优异耐久性的新型水泥基复合材料。由于它的水胶比低、细颗粒用量大,导致新拌浆体黏度高、纤维易成团、泵送困难等问题,不利于混凝土的匀质性及纤维对UHPC增强增韧作用的发挥。本文从... 详细信息

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度、高韧性和优异耐久性的新型水泥基复合材料。由于它的水胶比低、细颗粒用量大,导致新拌浆体黏度高、纤维易成团、泵送困难等问题,不利于混凝土的匀质性及纤维对UHPC增强增韧作用的发挥。本文从流变表征和模型层面综述了UHPC的流变特性,基于水胶比、外加剂、矿物掺合料、纤维及骨料特性等因素对UHPC流变性能的影响,讨论分析了UHPC流变行为调控技术,包括调控水膜层厚度、调控浆膜层厚度、降低间隙液黏度、掺入黏度调节外加剂、改变纤维特性等5个方面及其调控作用机理。

关键词：超高性能混凝土流变性能调控技术纤维分散与取向力学性能

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海洋环境下FRP增强混凝土构件结构劣化和性能退化的研究综述

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材料导报 2023年第18期37卷 79-89页

作者：陈阳胡翔吴泽媚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 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

随着我国海洋工程的快速发展,海洋环境下混凝土结构内部钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土性能降低和结构破坏等问题越来越凸显。基于轻质、高强、耐腐蚀等性能特点,采用纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)与混凝土的组合结构被认... 详细信息

随着我国海洋工程的快速发展,海洋环境下混凝土结构内部钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土性能降低和结构破坏等问题越来越凸显。基于轻质、高强、耐腐蚀等性能特点,采用纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)与混凝土的组合结构被认为是海洋工程建设中的优异选择。本文介绍了不同海洋腐蚀环境如水或碱性溶液浸泡、紫外线辐射等作用下FRP的降解机理,以及FRP的拉伸、弯曲、剪切、压缩强度等力学性能的退化规律。同时,综述了FRP-混凝土界面性能劣化机理及其对FRP增强混凝土结构性能的影响规律。本文重点讨论海洋环境下FRP增强混凝土结构的界面粘结性能和力学性能,将为海洋环境下纤维增强复合材料性能的研究和工程结构设计提供理论基础和研究方向。

关键词：纤维增强复合材料海洋环境劣化机理界面粘结性能

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基于海水海砂混凝土真实孔溶液浸泡环境下BFRP筋拉伸性能的退化

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材料导报 2024年第11期38卷 136-143页

作者：朱德举初开丹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湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

为探究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在海水海砂混凝土环境中的长期力学性能,本工作研究了BFRP筋拉伸性能在海水海砂混凝土真实孔溶液浸泡环境下的演化规律。通过孔溶液压取和离子浓度分析,分别配制了普通海水净浆孔溶液(NA)和低碱度... 详细信息

为探究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在海水海砂混凝土环境中的长期力学性能,本工作研究了BFRP筋拉伸性能在海水海砂混凝土真实孔溶液浸泡环境下的演化规律。通过孔溶液压取和离子浓度分析,分别配制了普通海水净浆孔溶液(NA)和低碱度海水净浆孔溶液(LA)的浸泡溶液,同时在加速老化试验中与ACI 440.3R规范建议浸泡溶液(ACI)的测试结果进行了对比。试验所用筋材基体包括环氧树脂基(B/E筋)和乙烯基酯树脂基(B/V筋)两种。在不同温度和浸泡时间加速老化后,通过拉伸试验评估了BFRP筋的拉伸性能变化规律,并采用微观结构表征分析了劣化机理。试验结果表明,相较于降低氯离子浓度,采用降低孔溶液碱度的方法可以更有效地缓解BFRP筋长期力学性能的劣化,同时温度升高对B/V筋力学性能退化的影响比对B/E筋的影响更显著。BFRP筋在腐蚀过程中抗拉强度的劣化程度高于弹性模量,其中B/E筋在三种环境中腐蚀前后的弹性模量差别不大。乙烯基树脂的抗腐蚀能力优于环氧树脂,但其与玄武岩纤维界面性能较弱,导致B/V筋在模拟海水海砂混凝土孔溶液中的耐久性弱于B/E筋。

关键词： BFRP筋海水海砂混凝土孔溶液拉伸性能微观结构

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聚羧酸减水剂的酸醚比对水化硅酸钙晶种早强作用的影响

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硅酸盐学报 2023年第7期51卷 1649-1659页

作者：雷凤珍雷蕾康阳阳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

在水泥基材料中加入水化硅酸钙晶种-聚羧酸减水剂(C-S-Hs-PCE)可以有效提高早期强度。C-S-Hs-PCE能够为水化产物C-S-H凝胶提供成核位点,促进C-S-H凝胶生成,从而加快水泥水化进程。酸醚比是梳型PCE的一个重要结构参数,对C-S-Hs-PCE的合... 详细信息

在水泥基材料中加入水化硅酸钙晶种-聚羧酸减水剂(C-S-Hs-PCE)可以有效提高早期强度。C-S-Hs-PCE能够为水化产物C-S-H凝胶提供成核位点,促进C-S-H凝胶生成,从而加快水泥水化进程。酸醚比是梳型PCE的一个重要结构参数,对C-S-Hs-PCE的合成和早强作用的影响显著。通过动态光散射分析、总有机碳分析仪、X射线衍射分析、低场时域核磁共振分析仪、扫描电子显微镜、等温量热仪和抗压强度测试研究了酸醚比对C-S-Hs-PCE的粒径及其在水泥基材料中早期效果的影响。结果表明:高酸醚比的PCE形成的C-S-Hs-PCE具有更小的粒径,更有助于促进硅酸盐相水化和氢氧化钙、C-S-H凝胶的生成,从而加速浆体水化,降低砂浆的总孔隙率,提高砂浆的早期抗压强度,尤其是24 h龄期之内的强度。

关键词：酸醚比水化硅酸钙晶种粒径早期强度

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地聚物胶凝材料改性提高混凝土耐久性的研究进展

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材料导报 2019年第15期33卷 2552-2560页

作者：王爱国郑毅张祖华刘开伟马瑞孙道胜安徽建筑大学安徽省先进建筑材料重点实验室湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室

地聚物是一类由火山灰活性或潜在水硬性的材料与碱性激发剂反应而形成的胶凝材料。研究显示,许多地聚物在力学性能、高温稳定性、耐硫酸盐侵蚀性能及耐酸碱腐蚀等方面的表现比传统硅酸盐水泥基材料更为优异,但它也存在一些缺点,如抗碳... 详细信息

地聚物是一类由火山灰活性或潜在水硬性的材料与碱性激发剂反应而形成的胶凝材料。研究显示,许多地聚物在力学性能、高温稳定性、耐硫酸盐侵蚀性能及耐酸碱腐蚀等方面的表现比传统硅酸盐水泥基材料更为优异,但它也存在一些缺点,如抗碳化性能差以及干燥收缩大,限制了其在建筑工程中的应用。地聚物在硬化过程中伴随着较大的体积收缩,极易产生微裂纹,而微裂纹则成为侵蚀离子进入地聚物内部的通道,从而降低地聚物的抗渗性能和耐久性能。在碳化过程中,CO2溶解在孔隙溶液中会与矿渣基地聚物产物C-（A）-S-H凝胶发生反应生成CaCO3,破坏地聚物产物结构;而粉煤灰基地聚物的主要产物N-A-S-H凝胶并没有脱钙过程,其碳化导致孔溶液碱度降低,产物稳定存在的环境被破坏。本文从地聚物产物组成与结构入手,综述了利用MgO、层状双金属氢氧化物（LDHs）、纳米粒子等材料改性和改进养护方式解决上述问题的最新研究进展,阐明了材料改性提高混凝土耐久性的作用机理:MgO掺入地聚物中与水反应生成膨胀性组分Mg（OH）2,从而有效补偿地聚物自收缩和干燥收缩,且MgO可参与聚合反应生成对CO2具有明显吸附作用的水滑石,提升地聚物的抗碳化性能;掺入的LDHs具有层间离子可交换性,在侵蚀过程中将侵蚀离子置换进层状结构中,降低其对地聚物结构的破坏程度;纳米粒子掺入地聚物中主要起到晶种成核和颗粒填充效应,可以改善地聚物的孔隙结构,同时硅铝质纳米粒子可参与聚合反应,使微观结构更致密;高温（蒸压）养护可促进聚合反应、改善孔结构、减少微裂纹生成,提升地聚物的抗渗透性能。

关键词：地聚物耐久性 MgO LDHs 纳米粒子养护方式

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硅灰强化再生混凝土抗压强度尺寸效应

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第5期49卷 174-180页

作者：苏捷朱君史才军方志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 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地(湖南大学) 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

为研究水泥外掺硅灰浆液强化再生骨料对再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响,以水泥外掺硅灰浆液水胶比、再生骨料取代率和试件几何尺寸为试验参数,完成了240个再生混凝土立方体试件的抗压试验.结果表明:采用水胶比为1.0的水泥外掺... 详细信息

为研究水泥外掺硅灰浆液强化再生骨料对再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响,以水泥外掺硅灰浆液水胶比、再生骨料取代率和试件几何尺寸为试验参数,完成了240个再生混凝土立方体试件的抗压试验.结果表明:采用水胶比为1.0的水泥外掺硅灰浆液强化处理再生骨料对再生混凝土立方体抗压强度的提升和尺寸效应的降低幅度均最大.随着再生骨料取代率的增加,立方体抗压强度尺寸效应呈增强趋势,100%再生骨料取代率下尺寸效应度约为普通混凝土的1.4倍;采用水泥外掺硅灰浆液强化处理再生骨料可降低尺寸效应,强化处理后再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应度较未处理试件降低了约19.2%.建立了尺寸效应律计算公式,可用于再生混凝土立方体抗压强度的分析计算.

关键词：再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应水泥外掺硅灰浆液强化取代率

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超高性能海水海砂混凝土的组成设计与纤维增强增韧

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第1期50卷 128-136页

作者：朱德举李龙飞周琳林李安令白夏杨郭帅成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 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地(湖南大学) 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

基于单纯形重心设计法对超高性能海水海砂混凝土(ultra-high performance seawater sea-sand concrete,UHPSSC)进行了配合比设计优化,并研究了短切超高分子量聚乙烯纤维(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)和钢纤维对UHPSSC工作性能和力学性能的影响.结果表明:在综合考虑UHPSSC的流动度、抗折强度和抗压强度的情况下,胶凝材料组成的最优配比确定为水泥、硅灰、粉煤灰的质量比为0.75∶0.15∶0.10.随着短切纤维掺量的增加,UHPSSC的流动度逐渐降低,抗折强度、抗压强度和弯曲韧性均逐渐增加.UHMWPE纤维对UHPSSC流动度的影响程度更大,而钢纤维对力学性能的提升效果更明显.随着UHMWPE纤维体积分数的增加,UHPSSC的弯曲破坏模式逐渐由脆性破坏转变为韧性破坏.当UHMWPE纤维掺量为1.0%时,二次峰值荷载会高于初裂荷载.此外,当同时混掺钢纤维和UHMWPE纤维时,UHPSSC的流动度略有下降,抗折强度、抗压强度及弯曲韧性均大幅提高.本研究成果可为UHPSSC的设计和工程应用提供一定的参考.

关键词：超高性能海水海砂混凝土超高分子量聚乙烯纤维钢纤维强度韧性

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