自供电山体滑坡监测传感器的研制及应用

偏远山区作为滑坡易发区,受限于供电困难和安装成本高等问题,难以普及设站观察、卫星遥感等山体滑坡监测方法,为此提出一种基于摩擦纳米发电机（triboelectric nanogenerator, TENG）的自供能传感器,用于预警山体滑坡．该传感器为圆管状自供能传感器,使用聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene,PTFE）和铝（Al）作为传感单元的摩擦层,通过圆管内外磁铁的磁力作用使两摩擦层接触并跟随磁铁发生相对滑动．通过COMSOL软件仿真分析该传感器工作原理,并设计实验确定摩擦层材料宽度最优值．该自供能传感器具有磁体材料驱动内部TENG的新颖的结构和传感机制,分析其在不同相对滑动速度和分离距离下的输出电信号可得,当相对滑动速度为0.05 m/s时,输出电压为1.31 V,输出短路电流为0.17μA．在实验室模拟山体滑坡时,该自供能传感器输出电压为2.5 V,能够准确检测滑坡位置．研究拓展了TENG在地质灾害监测领域的发展和应用,为构建自供能传感器和自驱动系统提供了良好的选择．     

聚乙烯醇改性橡胶水泥基复合材料耐久性研究

为提升高寒地区混凝土坝的工作性能,通过毛细吸水试验、抗氯离子试验、冻融试验和碳化试验,研究聚乙烯醇（polyvinyl alcohol, PVA）改性废弃橡胶对水泥基复合材料耐久性能的影响,分析体积分数为0～30%的橡胶颗粒经质量分数为0.1%的PVA溶液改性前后水泥基复合材料耐久性的变化．结果显示,当橡胶体积分数增加到10%时,水泥基复合材料的毛细吸水性、抗氯离子渗透性、抗冻融能力以及抗碳化性能均得到了提升;加入PVA后,橡胶颗粒与水泥基体之间的黏结性增强,特别是橡胶体积分数为10%时,累计孔隙体积降低了28.8%,进一步提高了橡胶水泥基复合材料的耐久性能．研究可为橡胶混凝土在工程实际中的进一步应用提供新思路．     

水泥/掺合料胶凝材料体系抗硫酸盐侵蚀性能研究

参考ASTM C1012-04测试方法研究硫酸盐溶液浸泡后几种胶凝材料体系砂浆试件的线长度变化,探讨水泥砂浆受硫酸盐侵蚀后的体积膨胀规律;采用XRD分析,揭示其侵蚀机理.试验结果表明,所采用的掺合料及掺加方式配制的水泥砂浆在硫酸盐溶液侵蚀下,出现其线长度不断增长的现象,砂浆试件内部膨胀性产物-钙矾石和石膏形成,但未掺加任何掺合料的砂浆的线长度在21周内变化相对较小.     

地道高性能抗侵蚀混凝土在深港西部通道侧接线隧道工程中的应用研究

深港西部通道侧接线工程处于深圳湾填海区段,是深圳市的重点工程.探讨了隧道工程的环境特征及作用等级,结构腐蚀原因;提出了适应地道结构近海腐蚀环境的高性能混凝土配制原则、性能指标以及技术要求,并研究其在深港西部通道侧接线隧道工程中的实践应用.     

基于电沉积水热法的钢表面Mg-Al-NO3-LDH膜原位生长制备及沉积电位优化

为提升建筑用钢的耐久性,通过电沉积法在钢表面形成层状双氢氧化物（LDH）晶核,再通过水热反应让LDH晶核生长成形成致密的Mg-Al-NO₃-LDH膜,分析了电沉积电位对钢基底表面LDH膜生长的影响,讨论了LDH膜的形成机理.结果表明,当电沉积电位为-1.4 V（相对于Ag/AgCl电极）时,LDH纳米片聚集堆叠致密,形成的LDH膜结构最为密实,实现了对钢基底良好的锈蚀防护.     

离子触发释放Ca(OH)2微胶囊对混凝土性能的影响

为了提高混凝土的抗碳化能力,采用聚合诱导相分离法合成了具有离子响应性的聚1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(PVEIm⁺PF₆^-)@Ca(OH)₂微胶囊.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪和X射线衍射仪对微胶囊的形貌及结构进行了分析,利用碳化箱和压力试验机分别进行抗碳化与力学强度测试.结果表明,微胶囊具有完整的核-壳结构,可在水中保持稳定,但可被Cl^-和CO₃^2-触发并释放出Ca(OH)₂.与不含微胶囊的混凝土相比,含微胶囊混凝土的碳化深度及碳化速率均明显降低,有利于提高混凝土的耐久性.     

沿海大气中氯离子对混凝土结构作用研究

沿海大气中含有一定量的氯离子,Cl-会通过扩散、毛细吸入、渗透等形式进入混凝土的内部,影响混凝土结构的耐久性,氯离子的渗透速度除受其自身材料的影响外,环境条件因素的影响较大,通过对实际混凝土结构中氯离子沉积量梯度的检测,研究了大气氯离子对实际混凝土结构的作用和相关环境参数对氯离子作用的影响.     

水泥基材料离子迁移过程的可视化与定量分析

氯离子的侵蚀是引起滨海混凝土钢筋锈蚀的关键因素之一.为探索离子在水泥基材料中的原位迁移过程,利用X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography, XCT)技术,以碘化物为示踪剂,对掺有粉煤灰的水泥基材料的离子迁移过程进行无损分析.结果表明,XCT技术可以对离子在水泥基材料中的迁移过程进行无损、可视化跟踪,并能精确定量离子在样品内的浓度分布.将XCT与滴定法分别测得的离子浓度进行对比,证明了XCT测试结果的准确性.     

深圳滨海医院高性能混凝土技术与应用

对深圳滨海医院工程的地质环境及其对高性能混凝土结构腐蚀进行了分析与评价,以混凝土抗压强度、氯离子渗透系数为指标,提出了掺粉煤灰配比优化建议,并基于研究结果,提出了混凝土结构耐久性的技术措施。     

荷载作用下的混凝土硫酸盐腐蚀研究

本试验研究了荷载作用下混凝土的硫酸盐腐蚀,采用在线测定方法对不同水灰比的混凝土试件进行了与干湿循环有关的SD 和MDF耐久性试验,研究荷载、干湿循环和硫酸盐侵蚀等破坏因素的单独作用及其复合作用对混凝土耐久性的影响规律;以相对动弹十模量为评价指标对多因素协同作用下的不同水灰比混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀性能进行了表征,通过动弹性模量在硫酸盐侵蚀条件下自变化,探索更为实用的混凝土抗硫酸盐性能的评价方法,对防治混凝土硫酸盐侵蚀提出了一些对策.