碳纳米管对水泥力学性能及耐久性的影响研究

采用抗压及抗折强度测试、孔结构分析、氯离子抗渗性能测试等方法对碳纳米管对水泥宏观力学性能及耐久性的影响进行了研究。研究结果表明:分散较好的碳纳米管能大幅度提高水泥浆体的抗压及抗折强度,28 d期龄时,掺量为0.03%的CNTs能提升水泥试块14%的抗压强度,掺量为0.05%的CNTs能提升水泥36%的抗折强度。碳纳米管的掺入并不影响水泥浆体内部最可几孔径的分布,但分散较好的碳纳米管能有效的减少水泥内部的平均孔径大小。水化早期碳纳米管主要影响水泥内部10～50 nm的毛细孔的体积;随着水化程度增加,分散较好的碳纳米管逐渐影响凝胶孔(d10 nm)的体积,起到进一步细化水泥内部孔结构的作用。掺入碳纳米管能有效的抑制氯离子在水泥基体材料中的扩散。水泥材料的抗氯离子渗透性能可用其宏观抗压强度和平均孔径来近似表征。碳纳米管的"纤维桥接"作用能使水泥内部的C-S-H凝胶和Ca(OH)_2晶体之间较好的结合在一起,并形成大量排列规整的片状及花瓣状晶体,浆体结构更为密实,孔洞和裂隙也大量减少,进而提升水泥的韧性和强度。     

氧化石墨烯对水泥宏观力学性能及水化进程的影响研究

对氧化石墨烯增强水泥基体材料力学性能的机理进行了研究,分析了氧化石墨烯在宏观力学特征上对水泥材料的增强效果,并进一步探讨了氧化石墨烯对水泥水化产物和微观结构的影响。研究结果表明:采用聚羧酸减水剂的掺量为纳米材料掺量2倍的方式能在不影响水泥净浆强度的前提下最大程度保证水泥浆体的流动性。氧化石墨烯能大幅度提高水泥浆体的抗压及抗折强度,28 d期龄时,掺量为0.03%的GO能提升水泥试块22%的抗压强度和37%的抗折强度。水泥的水化期龄逐渐增加时,水泥在高温受热下的凝胶失重和Ca(OH)2含量也在逐渐增加。由于氧化石墨烯并未影响水泥内Ca(OH)2的总质量,因此可推测氧化石墨烯对C-S-H凝胶含量也无影响。掺入氧化石墨烯后的水泥石与纯素水泥石之间的凝胶失重差异是由水泥内C-S-H凝胶包裹的自由水蒸发引起的。掺入适量且分散均匀的氧化石墨烯能使水泥内部的C-S-H凝胶和Ca(OH)2晶体之间已经较好的结合在一起,浆体结构更为密实,孔洞和裂隙也大量减少,同时会在水泥内部形成大量排列规整的片状及花瓣状晶体,微观结构下基本看不到裂缝和孔隙的存在。     

冲击荷载下碳纳米管对水泥动态力学性能影响及机理分析

利用霍普金森压杆装置研究了掺入碳纳米管后硬化水泥浆体的动态力学性能,并通过孔结构分析、XRD测试、SEM试验等方法探讨了碳纳米管增强水泥基体材料的内在机理。研究结果表明,碳纳米管硬化水泥浆体的动态抗压强度和平均应变率之间具有显著的线性相关性,随着应变率的增大,水泥动态抗压强度呈线性增长,动态峰值应变则表现出先增大后减小的趋势。碳纳米管对硬化水泥浆体具有较好的增强增韧效果,掺入量为0.03%时对硬化水泥浆体的动态抗压强度和动态峰值应变提升最大,相比纯素水泥浆体分别增加了11.1%和19.95%。碳纳米管的掺入并不影响水泥浆体内部最可几孔径的分布,但分散较好的碳纳米管能有效的降低水泥内的平均孔径。纯素水泥浆体在水化过程中会形成大量的六方薄板状CH晶体,以无规律的方式堆叠在一起,大尺寸CH晶体之间形成了较多的孔洞和裂隙。掺入碳纳米管后能大幅度的细化氢氧化钙的尺寸,使CH晶体更多得向其他晶态转化。碳纳米管在水泥水化过程主要起到晶核的作用和网状连接作用,能较好的填充水化产物的微观孔隙和裂缝。     

理工科专业基础课程教学辅助网站的定位与建设——以建筑力学课程为例

伴随着计算机网络技术的迅猛发展和终端设备的迅速普及,利用网络资源进行辅助教学成为必然的趋势。但是,在各高校推广网络教学资源,建设各类教学网站的过程中,也暴露出一些问题,突出表现在部分教学工作者对教学网站的辅助教学作用定位不准,网站内容与课堂教学内容脱节,网站建设过程过于繁复且难以维护等方面。文章在深入探讨高校专业基础课教学网站的定位和建设目标的基础上,结合广州大学建筑力学课程的教学实践,建立了一个示范性的理工科专业基础课程辅助教学网站。网站内容涵盖了基本课程信息、教学资源共享、拓展资源推介、教学论坛平台等多个方面。特别是教学论坛的建设,开辟了一个师生在线互动的平台,有效解决了教师答疑时间和学生课下学习时间难以配合的矛盾。教师在教学论坛上的答疑和学生之间的相互讨论,对于提高学习兴趣,促进对相关力学问题的深入理解,提高教学质量,都有十分重要的意义。     

基于MOOC理念的理论力学课程“翻转课堂”教学模式讨论与分析

MOOC和“翻转课堂”教学理念,是目前教育教学改革的重点之一。但是,从现有的实践来看,在MOOC和“翻转课堂”等教学模式的实施过程中,仍然存在一些理论和实践方面的焦点问题需要重视和解决。文章对MOOC和“翻转课堂”教学理念进行深入分析和讨论,结合理论力学课程“翻转课堂”教学研究,建立一套理工科专业基础课程“翻转课堂”教学理论,并将其应用于理工科专业基础课程的教学实践,以进一步深化教育教学改革,提高人才培养质量。     

土木工程类专业硕士研究生的自我培养

在分析自我培养在研究生教育过程中所起的主体作用的基础上,对土木工程类硕士研究生自我培养的目标、内容和方法进行了深入探讨。土木工程类硕士研究生的培养目标是具备扎实的专业基础知识、较强的科学研究能力和优秀的实践工作素质的基层科研工作者和技术工程师,这就要求土木工程类硕士研究生要从专业知识水平、基础科研能力和实践工作能力等三个方面进行积极的自我培养。文章从研究生教育教学的实践出发,分别就上述三个方面进行了分析和讨论,指出了土木工程类硕士研究生自我培养的目标和内容要求,旨在对研究生培养工作提供理论参考和建议。     

理工科研究生基础科研能力培养刍议

从高校和导师培养研究生的角度,以提高研究生的基础科研能力、保障研究生学位论文的质量为目标,文章对研究生基础科研能力的内涵及其外延进行梳理。研究生基础科研能力包括主客观两个方面,主观方面即研究生科研的主观能动性,客观方面即研究生的科学素养、专业技术手段等客观能力,主客观科研能力相互作用。学位论文开题、中期考核和答辩是研究生科研工作的三个关键节点,扎实有效地完成关键节点所要求的工作,是研究生毕业论文质量的重要保障。     

建筑学专业建筑力学课程教学研究及其评价体系改革——以广州大学为例

为实现建筑学专业建筑力学课程的教学目标,分析了建筑力学课程教学和评价体系所面临的问题和挑战,提出了进一步完善建筑力学课程体系、改进教学方法、改革教学评价体系的方案和措施,并应用于广州大学建筑学专业建筑力学课程的教学实践,取得了较为显著的效果。     

“MOOC+翻转课堂”模式在理论力学课程教学中的实践与分析

在深入分析MOOC和翻转课堂教学模式的基础上,讨论了在高校采用"MOOC+翻转课堂"模式教学的趋势,明确了其作为教学方式和模式的定位,指出翻转课堂教学模式在强调学生主体性的同时,并不否定教师在整个教学过程的主导性。"MOOC+翻转课堂"教学模式在广州大学理论力学课程中的成功实践表明,学生自主学习的意愿对该模式下的教学效果有非常重要的影响;课前自主学习效果和知识基础的差异性是实施这一教学模式所面临的最大困难;教师对各个教学环节的把握和掌控是"MOOC+翻转课堂"教学模式取得成效的根本保证。