黏弹性材料的加速老化与力学性能测试试验研究

针对黏弹夹层结构试验装置中的黏弹性材料特性及其受压作用情形,采用自选黏弹性材料制备了夹层试样、拉伸与压缩试样。采用烘箱,通过高温和氧化2个主要老化因素进行了热氧加速老化试验,获得了不同老化程度的黏弹性材料试样。采用拉伸和压缩试样,进行了黏弹性材料的拉伸和压缩力学性能测试试验,获得了不同老化程度下的拉伸模量和压缩模量性能指标,为黏弹夹层结构的老化状态性能研究提供了有效的试验基础和理论依据。     

发电机定子线圈绝缘电热老化试验研究

介绍了具有先进性、准确性和可靠性的电热老化试验室的建立过程,对电热老化试验结果进行了分析论证,它具有实用意义。     

煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布的制备及电化学性能

煤沥青碳含量高、缩合芳环含量高、杂质含量低，是制备碳材料的优质碳源。以煤沥青为碳源，聚丙烯腈高分子聚合物为骨架，采用静电纺丝法制备煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布，是实现煤沥青高值化和清洁化利用的重要途经之一。以等体积丙酮/二硫化碳混合溶剂萃取煤沥青，获得精制煤沥青萃取物，继而与聚丙烯腈混合制备纺丝溶液，在静电纺丝设备上制备前驱体纤维无纺布。前驱体纤维无纺布经预氧化、炭化和活化处理制备煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布。采用高分辨率扫描电子显微镜(SEM)表征了不同质量比的前驱体纤维无纺布、碳纤维无纺布的形貌。前驱体纤维无纺布由连续的长丝所构成，呈现出网状结构，表面平滑，说明煤沥青萃取物和聚丙烯腈表现出良好的融合性和可纺性。采用BET测试分析了不同质量比的活性碳纤维无纺布的比表面积和孔分布特征，其中AC-E65表现出最大的孔容量和比表面积(2 541.8 m²/g)。通过循环伏安测试、恒电流充放电测试和电化学阻抗谱测试研究了煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布的电化学性能。煤沥青/聚丙烯腈基活性碳纤维无纺布的双电层电容特性明显，倍率性能和可逆性能优异，循环性能良好...     

砂岩相似材料无侧限抗压强度正交试验研究

运用正交试验设计方法,研究分析了不同因素对砂岩相似材料抗压强度的影响重要程度,确定不同干燥龄期为抗压强度的主要影响因素,研究了含水量与抗压强度随干燥龄期变化的关系,最后采用最小二乘法导出了粉砂岩相似模拟材料3 d无侧限抗压强度和7 d强度的关系式。     

稻壳灰固化重金属污染土环境特性研究

为研究稻壳灰固化重金属污染土的环境特性，对稻壳灰和水泥固化镉污染土开展毒性浸出试验和pH值测试，研究养护龄期、镉含量、水泥和稻壳灰掺量对固化污染土环境特性的影响规律以及探讨参数间关系。研究结果表明：①镉浸出浓度随养护龄期增加而不断降低，稻壳灰掺入使得镉浸出浓度总体上先降低后升高，稻壳灰掺量为5%~10%时固化效果较优；镉含量为100 mg/kg时镉浸出浓度满足标准限值；②固化污染土pH值随稻壳灰掺量和养护龄期增加而先升后降，不同养护龄期下固化土pH值随镉含量增加均有所降低；③浸出液pH值随稻壳灰掺量增加而先升后降，在5%~10%稻壳灰掺量时达到峰值；浸出液pH值随养护龄期增加而降低；④镉浸出浓度随浸出液pH值增大而减小，与pH值较大时固化污染土固化效果较好的结论相一致。     

冻融循环对全尾砂固结体强度的影响

为探究冻融循环对全尾砂固结体强度的影响，以不同冻结温度下的固结体为研究对象，采用冻融循环、单轴压缩和扫描电镜（SEM）等试验方法，研究了不同养护龄期及冻结温度下的固结体强度变化规律，分析了不同冻融循环次数及冻结温度下固结体内部水化产物及微观结构特征演化规律。结果表明：同一冻结温度、不同养护龄期下，固结体强度随冻融次数增加呈先增加后减少的趋势，基本遵循二次幂函数的定量关系；同一养护龄期、不同冻结温度下，固结体强度随冻结温度的降低呈下降趋势；相同冻结温度和养护龄期下，随冻融次数增加，固结体内部结构呈稀疏→致密→松散的发展趋势；相同养护龄期和冻融循环次数下，冻结温度越低，C-S-H凝胶和晶体状的钙矾石（AFt）等水化产物的生成量越少，固结体内部结构越稀疏、松散。     

胶结充填材料力学特性影响因素回归分析

用回归的方法分析试验效据,研究对充填材料力学性质的影响因素.结果表明,决定充填体强度的主要因素是作为胶凝材料的水泥,干料中水泥含量从7.69%增加到20%,对应试件的强度增幅非常大.影响充填体强度的主要因素还有龄期和质量浓度.同一浓度条件下,龄期对强度具有极大影响,随龄期增加,其强度呈对数形式递增.对于同一龄期的不同浓度试件,随着浓度的变化强度增幅较为缓慢,3d和7d龄期试件强度更是如此.抗压强度与单位体积水泥耗量、浓度、龄期、干料中水泥含量的关系可以用拟合公式表达,拟合公式和实测值能够较好的吻合.     

煤矿膏体充填材料性能随龄期变化的试验研究

煤矿膏体充填材料(CPBM)由煤矸石、粉煤灰、水泥和水为原料混合而成。为了了解各原料的性质,对煤矸石和粉煤灰的矿物组成、化学成分进行了分析,对固定配比CPBM在不同龄期的抗压强度、孔隙率和电阻率性能进行了研究,测定和观测7,14和28 d的矿物成分和微观结构;针对抗压强度、孔隙率、电阻率和水化过程之间存在的相关性进行了深入探讨。结果表明:1)随龄期的增长,CPBM抗压强度增强,毛细孔减少,孔隙率降低,电阻率增长。2)CPBM原料之间进行水化反应和火山灰反应,生成物是氢氧化钙、C-S-H凝胶和钙矾石。氢氧化钙晶体只存在于7 d龄期的CPBM中,14 d和28 d并未发现氢氧化钙晶体,钙矾石在28 d时化学表达式种类和晶体数量较7 d和14 d时明显增多,并且钙矾石晶体结构随龄期增加呈细长状生长。3)水化反应和火山灰反应是CPBM性能随龄期变化的根本原因,并且性能之间存在着相互联系。     

高触变性尾矿砂充填材料的制备与性能研究

采用凹凸棒石作为改性剂制备高触变性尾矿砂充填材料,研究不同凹凸棒石掺量对充填材料流变性能、抗压强度与孔隙特征的影响。结果表明:随凹凸棒石掺量增加,浆料静态屈服应力增长速率增大,触变性增大,动态屈服应力与稠度系数也随之增加,流动性降低;3 d龄期时,充填材料抗压强度与凹凸棒石掺量间存在正相关关系;7 d与28 d龄期时,掺入1.5%凹凸棒石增大了抗压强度,随掺量增大抗压强度降低;随凹凸棒石掺量增加,平均孔径先降低后增大,孔均匀性逐渐降低。综合考虑充填材料可施工性与硬化后性能,凹凸棒石适宜掺量为水泥质量1.5%。     

早龄期混凝土动态力学性能实验研究

采用75 mm 的SHPB 实验装置对5种不同龄期的C20和C40混凝土分别进行单次和重复冲击实验,从养护龄期和应变率两方面系统研究了冲击荷载作用下早龄期混凝土的力学性能。单次冲击实验结果表明:相同应变率条件下混凝土的动态抗压强度与龄期呈对数关系,峰值应变随应变率的增加而增大;每一龄期的单轴抗压强度与应变率为幂函数关系,峰值应变则随冲击龄期的增加而减小。重复冲击实验结果表明:龄期小于3 d 的混凝土试件受到冲击作用,达到标准养护龄期后其变形能力有所减弱,龄期超过5 d后,早期冲击作用则使其变形能力增强;当首次冲击的应变率超过25s-1,达到标准养护龄期后混凝土的动态抗压强度随早期冲击应变率的增加而减小,龄期越大,降低幅度越大。结合C20和C40混凝土实验结果分析认为,混凝土强度等级越低,其力学性能受应变率和冲击龄期的影响越大。     

软土地基深层搅拌水泥土加固机理及应用

探讨了软土地基水泥土加固机理，分析了水泥掺入比、含水量、龄期及对水泥土无侧限抗压强度的影响，并就水泥土的抗渗性能随水泥掺入比、龄期的变化情况作了进一步说明。最后用一实例说明水泥土加固软土地基的效果。     

基于均匀设计的充填体强度特性试验研究

为探究红牛铜矿全尾砂胶结充填体强度特性，以充填料浆浓度、砂灰比、养护龄期为影响因素，基于均匀设计试验方案开展了充填配比试验，并对试验结果进行了非线性回归分析。结果表明:均匀设计试验方法可靠性高；对充填体强度的影响程度大小排序为砂灰比、养护龄期、充填料浆浓度；充填体单轴抗压强度随养护龄期、充填料浆浓度的增大而增大，随砂灰比的增大而减小。     

酸性环境中矸石胶结充填体强度及徐变特征

为了研究酸性矿井水中矸石胶结充填体强度及长期变形特征,采用实验室加速腐蚀方法,测试不同质量分数和不同pH值硫酸溶液中充填体的抗压强度、质量、超声波波速、徐变变形随时间变化规律,建立了强度-时间、波速-强度及徐变模型,通过SEM和XRD分析腐蚀后充填体微观结构及化学成分.研究表明:随腐蚀龄期的增加,试件抗压强度和波速先增加后减小,质量先减小后增加再减小,90 d后强度损伤度逐渐增大;pH值越小、充填材料质量分数越小,试件各宏观性能随龄期增长所受影响越大;充填体徐变应变随时间增长而增加,随pH值、质量分数的降低而增加;腐蚀前期,硅酸钙凝胶和钙矾石填充内部孔隙,试件承载能力增加;腐蚀后期,钙矾石分解生成二水石膏后吸水膨胀,破坏材料内部晶体结构,试件承载能力降低.     

煤矸石集料混凝土气渗和碳化性能实验研究

利用自燃煤矸石代替碎石制作煤矸石混凝土试件进行气渗、碳化性能试验,并与碎石混凝土进行对比,研究了煤矸石混凝土气渗性能、碳化性能随龄期、水灰比和抗压强度变化规律.结果表明:煤矸石集料混凝土气渗系数随龄期增长而降低,且下降速度前期快、后期慢;在龄期一定条件下,气渗系数随水灰比增加而增大.在养护时间相同条件下,水灰比小于0.50时,碳化深度随水灰比增加而变小;水灰比大于0.50时,碳化深度随水灰比增加而变大;水灰比为0.50时,碳化深度最小,抗碳化能力最强;气渗系数、碳化深度均随抗压强度呈线性变化.试验表明:在合适的水灰比和合理的龄期条件下,煤矸石混凝土的气渗和碳化性能可以满足一般建筑结构要求,这为煤矸石混凝土的应用提供了试验依据.     

龄期对膏体充填材料力学特性的影响

为研究膏体充填体强度力学特性随龄期的变化规律,在充分考虑现场膏体充填体具体配比及养护环境的基础上,采用现场取芯制备实验试件并依据抗拉强度及单轴抗压强度计算试样内摩擦角及黏聚力,并进行回归分析。结果表明,充填材料的内摩擦角约为24°~36°,与龄期相关性弱;抗拉强度、单轴抗压强度、黏聚力均表现出随龄期增长并最终维持在1个稳定值的特性,且初期强度发展快,随后增速平缓。但因井下充填体处于一定的应力环境中,对充填体有一定的压实作用,整体强度较实验室制备试样偏高。     

矿用新型充填胶凝材料配比实验及其水化机理研究

以某充填矿山为背景,利用脱硫灰渣、水泥熟料、早强剂和矿渣进行矿用新型充填胶凝 材料配比实 验。采用正交实验确定胶凝材料最优配比,借助 X 射线衍射和扫描电镜研究新型充填胶凝材 料的水化机理,最后 进行验证实验和工业应用研究。结果表明：新型充填胶凝材料最优配方为水泥熟料∶脱硫灰渣 ∶早强剂∶矿渣=4∶17 ∶0.5∶78.5,最优配方下充填体 7 d、28 d 单轴抗压强度分别为 1.355 MPa、3.870 MPa; 新型充填胶凝材料水化产物主 要为团絮状 C-S-H 凝胶和短棒状钙矾石,随龄期增加生成更多 C-S-H 凝胶和钙矾石,是充填 体强度随龄期增加的 原因;验证实验的充填体强度相对误差小于 1%,强度可靠可进行工业应用;与 32.5 水泥相 比,新型胶凝材料充填体 7 d、28 d 体积沉缩率分别低 31.26%、33.50%,每吨节约成本 73 元,对提高充填体接顶率 与节约矿山生产成本具有重 要意义。     

尾砂胶结充填体抗拉强度试验研究

抗拉强度是尾砂胶结充填体的重要强度参数，但由于缺少合适测试方法导致对尾砂胶结充填体抗拉强度的研究不足，不利于胶结充填体的稳定性分析，对矿山安全生产造成隐患。本研究利用将压缩转换成拉伸加载方式，提出一种新的适用于尾砂胶结充填体的直接拉伸试验方法，验证了其可靠性。应用该试验方法测得了多种配比、龄期尾砂胶结充填体的抗拉强度，分析了抗拉强度随灰砂比、质量浓度、龄期的变化规律以及敏感性，可为矿山充填配比设计及抗拉强度测定提供指导。     

冲击荷载作用下速凝剂对喷射混凝土破坏强度研究

为研究喷射混凝土的动态力学性能,采用74 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对掺入占胶凝材料0%、2%、4%、6%速凝剂的喷射混凝土进行不同养护龄期RMT静态力学试验和冲击试验。对比分析表明:静压条件下,喷射混凝土随着龄期的增加,强度显著增大,喷射混凝土早期强度随速凝剂掺量增加而增大,中后期强度与之相反;冲击荷载作用下,喷射混凝土动态强度增长规律与静态强度相似,但动态强度是静态强度的1.1～1.4倍,结合试件破坏状态与动态应变发现早期喷射混凝土,表现出黏弹性,养护7 d以后表现出脆性材料的性质;当速凝剂掺量为胶凝材料2%时,喷射混凝土总体性能最好。     

暗挖装配式区间管片接缝密封垫老化研究

橡胶老化会引起材料力学性能改变，进而造成防水失效，针对接缝处密封垫开展老化性能的研究具有重要意义。北京地铁6号线起点-金安桥区间为我国第一条暗挖装配式隧道。隧道采用管片作为二衬结构，以三元乙丙橡胶密封垫作为管片接缝处防水材料。为检验接缝防水是否满足耐久性要求，根据时温等效原理，对密封垫的橡胶材料开展了加速老化试验，预测其使用寿命。针对寿命预测计算流程繁琐，编制相应的程序，解决了数据处理中参数需反复试算的难题。此外，对管片密封垫的应力状态进行了数值模拟，分析了老化对密封垫防水的影响，指出密封垫的设计耐水压力至少提高至原设计水压的1.75倍。     

黄土对风积砂质高浓度胶结充填材料性能的影响

为了探讨黄土对风积砂质高浓度胶结充填材料性能的影响,采用含水率试验、坍落度试验和单轴抗压强度试验研究了黄土掺量为0~29.4%的高浓度胶结充填材料各龄期结石体含水率、抗压强度和坍落度的变化规律。结果表明:充填材料结石体3、7、14 d龄期的含水率随着黄土掺量的增加而增加;黄土的添加不会显著降低风积砂质高浓度充填材料的强度,而且随着黄土含量的增加以及龄期的增长,充填材料的强度会逐渐增长,最终呈现少量的提高;添加0~11.8%的黄土对材料的流动性影响不大,但掺量超过11.8%时材料的流动性能急剧下降。