检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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织物层间角对玄武岩纤维织物增强混凝土静动态力学性能的影响

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复合材料学报 2025年

作者：许雨鹃朱德举郭帅成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

受螳螂虾螺旋层状结构的启发，本研究采用螺旋式铺设织物的方式制备织物增强混凝土。采用静态拉伸试验探究不同织物层间角（0°、15°、30°和45°）对玄武岩纤维织物增强混凝土（b.RC）力学性能的影响，并结合数字图... 详细信息

受螳螂虾螺旋层状结构的启发，本研究采用螺旋式铺设织物的方式制备织物增强混凝土。采用静态拉伸试验探究不同织物层间角（0°、15°、30°和45°）对玄武岩纤维织物增强混凝土（b.RC）力学性能的影响，并结合数字图像分析技术裂缝与应变演变规律。同时，开展低速冲击试验以评估其抗冲击性能。结果表明：在静态拉伸实验中，相较于织物层间角为0°的b.RC，层间角为15°、30°和45°的b.RC试件的最大拉伸强度分别下降了51%、62%和52%。裂缝数量和韧性等参数同样呈现先减小后增大的趋势，而其极限拉伸应变分别提高了17%、26%和43%。在56.64J冲击能量下，各个层间角试件的最大冲击力变化不大，但对比织物层间角为0°的b.RC试件的能量吸收，层间角为45°的b.RC试件能量吸收量提高了约17.61%。本研究为拓展织物的铺设方式提供了新思路。

关键词：织物增强混凝土仿生织物层间角静态力学性能动态力学性能

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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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玄武岩纤维复材筋海水海砂混凝土短柱轴压性能

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第5期50卷 114-122页

作者：朱德举刘志健徐振钦钟伟霖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

为解决沿海地区或岛礁建设中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,开展了玄武岩纤维复合材料筋增强海水海砂混凝土(b.RP-SSC)短柱轴压性能研究.研究了纵筋配筋率和箍筋间距对试件轴压性能的影响.结果表明:b.... 详细信息

为解决沿海地区或岛礁建设中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,开展了玄武岩纤维复合材料筋增强海水海砂混凝土(b.RP-SSC)短柱轴压性能研究.研究了纵筋配筋率和箍筋间距对试件轴压性能的影响.结果表明:b.RP-SSC短柱在加载过程中随着混凝土被压碎、箍筋发生断裂而破坏,表现为较脆性的破坏形式.增加纵筋配筋率可以增加试件的极限承载力,而配箍率对极限承载力影响不明显,同时减小箍筋间距可以增加其延性.对比了国内外纤维增强复合材料(FRP)筋混凝土柱承载力计算方法,b.RP-SSC短柱承载力的计算应当考虑b.RP纵筋的贡献.本文结果可以为b.RP-SSC短柱的设计和应用提供数据支撑和理论依据.

关键词： b.RP筋海水海砂混凝土轴心受压承载力延性

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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(b.RP-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(b.RP-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b.RP-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,b.RP-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%,b.RP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b.RP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b.RP-SSC梁的设计和应用提供数据支撑和理论依据。

关键词： b.RP 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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掺废陶瓷粉对碱激发矿渣早期反应、硬化体强度及收缩性能的影响

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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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基于RTM的水泥石服役性能劣化行为研究

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建筑材料学报 2025年

作者：李凯王谱淞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湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地建筑安全与节能教育部重点实验室

在富含碳酸水的服役环境下，水泥石会发生钙溶蚀现象，这会严重影响其服役性能。为了再现CO2在水中的溶解-扩散过程以及其与水泥矿物之间的相互作用，本文构建了反应传输模型（RTM）并利用其研究了地下水侵蚀过程中水泥矿物、溶质和孔... 详细信息

在富含碳酸水的服役环境下，水泥石会发生钙溶蚀现象，这会严重影响其服役性能。为了再现CO2在水中的溶解-扩散过程以及其与水泥矿物之间的相互作用，本文构建了反应传输模型（RTM）并利用其研究了地下水侵蚀过程中水泥矿物、溶质和孔结构的时空演变情况，据此评估了水泥石服役性能的劣化行为。结果表明：当水中溶解的CO2含量较低时，沉淀析出的方解石将堵塞孔洞，这会抑制钙离子流失。一旦CO2溶解量超过了14 mmol/L，方解石因溶液酸性增加而发生溶解，从而加速了水泥石的性能劣化进程。

关键词：水泥钙溶蚀服役性能反应传输模型

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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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