超轻质水泥基复合材料基本力学性能

为探究超轻质水泥基复合材料(ultra lightweight cement composite,ULCC)的基本力学性能及应力-应变曲线本构关系.以粉煤灰空心微珠为唯一轻质微集料,以水泥和硅灰为胶凝材料,以高效减水剂和减缩剂为外加剂,配制了钢纤维体积掺量为1%,表观密度介于1 250~1 550 kg/m3,轴心抗压强度介于47.9~70.0 MPa的4种不同密度等级的ULCC.对其分别进行单轴抗压和单轴抗拉试验,分别研究了ULCC的轴心抗压和轴心抗拉力学性能,测得了ULCC材料轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量、泊松比及单轴抗压和单轴抗拉应力-应变曲线.结果表明:ULCC的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均随密度的增加而增加; ULCC的轴心抗压强度和弹性模量与密度呈较强线性相关性.轴心抗拉试验结果表明ULCC抗拉应力-应变曲线关系呈现明显的峰后平台段,ULCC材料具有良好的拉伸变形能力.根据试验测得的ULCC单轴抗压和单轴抗拉应力-应变全曲线,建立了ULCC单轴抗压和单轴抗拉的分段式应力-应变本构方程.研究成果可为ULCC结构的设计和非线性有限元计算提供理论依据.     

基于RFPA的砾石对砂砾岩破裂影响规律研究

为研究砾石尺寸及强度特征对砂砾岩裂纹扩展模式和力学参数的影响。采用岩石破裂过程模拟系统RFPA,建立了非均质的砂砾岩岩心模型,研究了砾石尺寸及力学性质变化对砂砾岩岩心抗压强度、杨氏模量、泊松比等弹性力学参数的变化规律。结果表明,随砾石尺寸的增加,岩心模型的泊松比与杨氏模量逐渐增加,强度先减小后增大,且不同砾石尺寸的岩心裂纹形态基本一致;随砾石强度的增大,岩石单轴抗压强度逐渐增大,而后基本保持不变,主要由基质强度决定。研究结果真实再现了砂砾岩裂纹萌生、扩展过程,得到了砾石尺寸及强度对岩心破裂的影响规律。     

SiO2 Aerogels Prepared with Ambient Pressure Drying and Its Properties

SiO₂ aerogels were produced from tetraethyl orthosilicate (TEOS) as silicon resources, ethanol as solvent and watery HCl or ammonia by sol-gel method and surface modification at ambient pressure. Scanning electronic microscopy,Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR),pore size distribution measurement, packing density and some other experiment methods were used to characterize the morphology and pore structure and other properties of the silica aerogels. The results show that the silica aerogels have a typical nano-porous microstructure with hydrophobic property. It was discovered that SiO₂ aerogels have better properties when the preparation condition is as following: the watery HCl concentration is 1%, the aging reagent is CH₃CHOHC₄H₉, the aging time is 20d, the volume concentration of trimethylchlorosilane (TMCS) in hexane is 6% and the surface modification time is 24h.     

Properties of High Volume Fly Ash Concrete Compensated by Metakaolin or Silica Fume

The compressive strength and dynamic modulus of high volume fly ash concrete with incorporation of either metakaolin or silica fume were investigated. The water to cementitious materials ratio was kept at 0.4 for all mixtures. The use of high volume fly ash in concrete greatly reduces the strength and dynamic modulus during the first 28 days. The decreased properties during the short term of high volume fly ash concrete is effectively compensated by the incorporation of metakaolin or silica fume. The DTA results confirmed that metakaolin or silica fume increase the amount of the hydration products. An empirical relationship between dynamic modulus and compressive strength of concrete has been obtained. This relation provides a nondestructive evaluation for estimating the strength of concrete by use of the dynamic modulus.     

添加不同纤维的高性能混凝土力学性能试验

通过试验研究了弹性模量具有明显差异的3种纤维对于混凝土的力学性能改善所起的作用,以及钢纤维、碳纤维和聚丙烯纤维单掺或复掺对于混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明：添加0．5％高弹性模量的钢纤维对于混凝土的强度和弹性模量均有提高作用,复掺0．3％钢纤维和0．2％碳纤维的混凝土抗拉强度的提高大于抗压强度;添加0．5％钢纤维的混凝土HPC-2的弹性模量最大,比基准混凝土提高6．5％;添加0．2％聚丙烯纤维的混凝土HPC-3的弹性模量最小,且小于基准混凝土;此外,混凝土抗压强度的影响程度与纤维的弹性模量的关系更为直接,混凝土劈裂抗拉强度的改善与纤维的抗拉强度的关系更为直接,纤维的弹性模量与基体弹性模量的比值,对复合材料的弹性模量有直接的影响。     

高性能混凝土的力学性能研究

为了弄清高性能混凝土的有关力学性能,本文对龄期为５６天、抗压强度６０至１００ＭＰａ（加硅粉或不加硅粉）的高性能混凝土进行了试验研究。分析并讨论了抗压强度随时间变化和受干燥影响的试验结果。通过２０个试件的试验测得了静力弹性模量和泊松比的试验值,并用回归方法导出了弹性模量的线性方程式。     

环氧树脂增强SiO2气凝胶复合材料的制备

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,环氧树脂为增强相,采用溶胶一凝胶法常压制备了环氧树脂增强Si02气凝胶复合材料,研究了pH值、EtoH和环氧树脂含量与复合材料结构、密度的关系;采用SEM检测手段对复合材料断面的微观形貌进行了测试;采用TG-DSC进行了试样热分析,并采用阿基米德法测定了其密度．结果表明,加入环氧树脂后,气凝胶结构变化较大,而且乙醇、环氧树脂用量以及pH值对TEos的水解缩聚反应有较大影响;材料在600℃以下具有良好的稳定性．     

自密实再生骨料混凝土的基本力学性能

为了揭示以100%再生骨料作为粗骨料的自密实再生骨料混凝土(RA-SCC)的基本力学性能,以及比较其与天然骨料混凝土(NA-C)、天然骨料自密实混凝土(NA-SCC)之间的力学性能差异,进行了混凝土抗压强度等级为C30～C50的力学试验研究.结果表明:与NA-C和NA-SCC相比,RA-SCC的拉压比更小、脆性更大,而棱柱体强度与抗压强度的比值略有提高; RA-SCC的抗折强度与抗压强度的比值与NA-SCC基本相同,但显著低于NA-C; RA-SCC的弹性模量小于NA-C和NA-SCC.     

硅气凝胶最佳制备条件的研究

近年来对世界上质量最轻、隔热性最好、性能独特的固体材料--二氧化硅气凝胶的研究越来越广泛,而制备的条件是研究它们的关键.本文采用四因素三水平的正交实验研究其常压干燥的最佳制备条件,并研究了正硅酸乙酯(TEOS)、水、乙醇、pH值四因素对二氧化硅气凝胶性能的影响,结果表明:以TEOS:H2OO:EtOH=1:6:5(摩尔比)混合调节pH=6～7在70℃水浴中凝胶所得到的气凝胶性能相对较好.     

Effect of Fly Ash and Silica Fume on Hydration Rate of Cement Pastes and Strength of Mortars

The effect of fly ash and silica fume on hydration rate and strength of cement in the early stage was studied. Contrast test was applied to the complex cementitious system to investigate the hydration rate. Combined with mechanical strength, the influence of fly ash and silica fume during the hydration process of complex binder was researched. The peak of the rate of hydration heat evolution and the mechanical strength decreased as the ratio of fly ash increased, however, as the ratio of silica fume increased, the peak of the rate of hydration heat evolution and the mechanical strength increased obviously. When the ratios of fly ash and silica fume are 10% and 5%, the peak of the rate of hydration heat evolution is the highest. At the same time 7 days of flexural and compressive strength are the highest as 8.89 MPa and 46.52 MPa, respectively. Fly ash and silica fume are the main factors affecting the hydration rate and the mechanical property.     

玻璃纤维混凝土的力学性能研究

通过力学试验,研究不同纤维掺量的玻璃纤维混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等力学性能,并提出了玻璃纤维混凝土力学性能的其他影响因素,为玻璃纤维混凝土这种新型材料的推广使用提供了可供参考的实验结果。     

复掺煅烧硅藻土的玻化微珠再生混凝土力学性能 #br#

为配制满足强度要求的玻化微珠再生混凝土,试验研究了多种不同玻化微珠掺量下,复掺煅烧硅藻土后的混凝土基本力学性能,并对结果进行了总结分析。试验结果表明：对于再生粗骨料本身客观存在的宏观裂缝,煅烧硅藻土有填充的效果,且对于再生混凝土的力学性能有明显的改善作用;随着玻化微珠掺量的增加,再生混凝土的表观密度、抗压强度、劈裂抗拉强度与弹性模量均呈现明显的降低趋势,当煅烧硅藻土掺量为3%,玻化微珠颗粒掺加量为100%时,再生混凝土的表观密度仅为1943.6kg/m3,其立方体抗压强度仍能达到32.55 MPa;在试验分析基础上,提出了玻化微珠再生混凝土轴心抗压强度fc与立方体抗压强度fcu的线性关系式。     

改性高水材料尺寸与形状效应研究

高水材料广泛应用于地下采空区充填支护,其形状和尺寸对力学性质影响显著。为了研究不同形状和尺寸改性高水材料的力学性质,借助四川大学ETM力学试验系统,通过对不同尺寸和形状下的改性高水材料的破坏过程、抗压强度和变形特性等性质的测试,系统研究了改性高水材料的尺寸和形状效应。结果表明：改性高水材料是一种弹塑性材料,其变形破坏过程可以分为弹性阶段、屈服阶段、塑形阶段和破坏阶段四个过程;改性高水材料的尺寸仅影响其应力—应变曲线峰值强度,而形状对应力—应变曲线的峰值强度和形状均有较大影响;在一定范围内,随着材料尺寸的增加,圆柱体和立方体试件的抗压强度、弹性模量和变形模量均在一定范围内逐渐减小;在相同条件下,圆柱体试件的抗压强度、弹性模量大于立方体试件,变形模量小于立方体试件。     

Effect of rock composition microstructure and pore characteristics on its rock mechanics properties

This paper is to study the influence of composition, microstructure and pore characteristics on the rock mechanical properties. Five kinds of sandstone compositions were analyzed by using X-ray diffraction instrument. And the microstructure was observed by using scanning electron microscope. Then the pore distribution characteristic was investigated by using the low field nuclear magnetic resonance equipment. Finally, the uniaxial compression test was carried out to investigate the mechanical characteristics by using RMT150C mechanics experimental system and the uniaxial compressive strength, Poisson's ratio and elastic modulus were obtained. Compared to the analysis of the composition, structure and pore distribution and mechanical properties of the five kinds of sandstones, the relationship among composition,structure, pore distribution and mechanical properties was obtained. The results show that the composition, microstructure, pore distribution and mechanical properties of sandstone are closely related.With the decrease of feldspar and quartz particles, the compressive strength and elastic modulus increase, while the porosity decreases.     

多元复合超早强灌浆料试验

目的研究铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏和硅灰四元复合体系超早强灌浆料的流动度、凝结时间和力学性能,找出超早强灌浆料的最佳配比．方法采用行星式搅拌机将原材料搅拌均匀,利用跳桌测试流动度,贯入阻力法测定凝结时间,水泥压力试验机测试力学强度,混凝土收缩膨胀仪测试膨胀性能,分析砂胶比为1．0的微观结构．结果该体系辅以多种外加剂,采用高胶砂比可以保证初始流动度大于325mm,30min流动度大于280mm,2h抗压强度达34．80MPa,24h抗折达13．82MPa,28d抗压强度大于99．90MPa,56d抗压强度大于28d抗压强度．早期SEM微观结构显示晶形生长良好,结构致密．结论铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏和硅灰按一定的比例复配,具有良好的施工和易性和力学性能．     

纤维含量对玻璃纤维混凝土力学性能的影响

纤维含量是影响玻璃纤维混凝土力学性能的关键因素。通过对比试验,测定了不同纤维含量情况下玻璃纤维混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等力学性能指标;通过对比分析,研究了纤维含量对各项力学性能指标的影响,并提出了玻璃纤维的合理掺量范围,为玻璃纤维混凝土新材料的推广应用提供了有价值的实验结果。     

酸性硅溶胶稳定性的正交实验

以正硅酸乙酯（TEOS）为原料,乙醇为溶剂,硝酸为催化剂,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂,采用溶胶一凝胶工艺制备二氧化硅溶胶．利用正交试验研究水、正硅酸乙酯、乙醇、酸碱度（pH）、PVP以及反应时间对二氧化硅溶胶稳定性的影响．结果表明,制备硅溶胶的最佳工艺条件为：水与正硅酸乙酯的摩尔比为8,乙醇与正硅酸乙酯的摩尔比为14,pH值为2,PVP的加入量为0,反应时间为50分钟．对于硅溶胶稳定性的影响,乙醇与正硅酸乙酯的摩尔比最为显著,随着乙醇与正硅酸乙酯的摩尔比的增加,溶胶的稳定性增强;随着PVP用量的增加,溶胶的稳定性降低;同时,pH值的增大和反应时间的延长有利于溶胶的稳定性增强．     

TiO2/SiO2复合气凝胶的制备与传热特性

针对SiO2气凝胶红外遮光性能差的问题,以纳米二氧化钛作为掺杂剂,以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶工艺和非超临界干燥方法制备了不同TiO2掺杂量的纳米孔改性SiO2气凝胶复合材料,研究了pH值和乙醇含量对凝胶时间的影响,并采用SEM、TEM和BET方法分别对凝胶的表面形貌和孔结构进行了分析表征.结果表明,当pH为6时,乙醇/TEOS为8∶1(摩尔比)时,可得到掺杂均匀、完整的TiO2/SiO2凝胶;热处理后的复合气凝胶具有网状纳米孔结构;当掺杂量小于5％时,干凝胶平均孔径为20～50 nm,比表面积均大于1 000 m2/g.通过红外透过率及消光性能比较,TiO2掺杂SiO2干凝胶复合材料的红外光屏蔽功能较纯SiO2气凝胶提高了50％.     

典型悬浮添加剂对高水材料力学性质影响的试验研究

针对高水材料强度相对偏低、成本相对较高的问题,选取粉煤灰和硅粉两种添加剂,对高水材料进行改性研究,添加剂掺量梯度为5%、10%、15%和20%,采用了四川大学电子万能试验机和扫描电镜（SEM）两种试验设备,进行了添加剂对高水材料力学性质影响试验,探究了添加剂对高水材料微观结构及力学性能的影响。试验结果表明,掺20%粉煤灰和掺10%硅粉均可使高水材料的抗压强度提高到0.36MPa,与未掺添加剂高水材料相比,强度提高了20%,且能有效提高残余强度;添加剂的掺入改变了高水材料钙钒石晶体的发育形貌、直径大小以及空间网状结构的致密程度;证明了抗压强度的大小是由晶体形貌、直径大小、晶体结构的搭接方式以及网状结构的致密性共同影响的。     

热老化条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压试验

公路桥梁橡胶支座比建筑橡胶支座更容易受到气候的影响。为了研究公路桥梁板式氯丁橡胶支座在热老化条件下的各项力学性能指标变化,将氯丁橡胶支座在高温试验箱中进行热老化处理20、40、60、80d,并采用压力试验机对其进行轴心受压试验。研究热老化对氯丁橡胶支座的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量的影响。试验结果表明,在热老化条件下,氯丁橡胶支座更易发生脆性破坏,弹性阶段缩短,发生钢板外露、裂缝、层状破坏等现象更严重;承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量随热老化程度的加深而逐渐降低;采用最小二乘法对50年抗压强度及抗压弹性模量进行分析,衰减函数和衰减曲线基本符合幂函数变化规律。