富水环境下钢渣骨料体积膨胀行为及抑制方法研究现状综述

钢渣骨料物理力学性能与天然砂石相似,富水环境下钢渣骨料产生体积膨胀是制约其在工程中应用的主要障碍.首先对钢渣骨料的物理力学性能和化学组成进行了综述;分析了富水环境下引发钢渣骨料体积膨胀的主要因素;继而对现有的抑制钢渣骨料体积膨胀技术措施进行了介绍,分析比较了其优缺点;最后提出可借鉴建筑废弃物再生骨料改性技术对钢渣骨料进行表面改性处理,提高钢渣骨料抵抗水分侵入能力,消除钢渣骨料内部膨胀组分遇水发生化学反应,产生膨胀的前提条件,为促进钢渣的资源化利用提供了一条新的思路.     

WC_p含量对粉末冶金Cu/WC_p复合材料疲劳裂纹扩展行为的影响

通过粉末冶金热压烧结法制备高压电触头Cu/WC_p颗粒增强复合材料,研究WC_p颗粒含量(15%和3%,体积分数,下同)对Cu/WC_p复合材料的疲劳裂纹扩展行为的影响,并结合SEM进行断口分析;利用原位SEM疲劳裂纹观测系统原位观察微裂纹萌生,分析颗粒对裂纹扩展路径的影响机制。结果表明:在相同应力强度因子幅(△K)下WC_p含量为15%的Cu/WC_p的疲劳裂纹扩展速率大于WC_p含量为3%的复合材料;颗粒含量的增加并没有提高复合材料的裂纹扩展门槛值△K_(th),这主要是因为颗粒和基体的界面属于弱界面;在疲劳过程中颗粒脱粘形成裂纹源,不同脱牯微裂纹连接长大形成主裂纹是Cu/WC_p颗粒增强复合材料的疲劳损伤形式;当主裂纹尖端和颗粒WC_p相互作用时裂纹基本沿着颗粒界面往前扩展;复合材料的断裂模式从WC_p低含量3%时的颗粒脱粘-裂纹在基体里穿晶断裂,过渡为WC_p高含量15%时颗粒脱粘-基体被撕裂为主。     

铝合金摩擦搅拌焊接焊区的Ⅰ/Ⅱ型复合断裂研究

采用二维计算机视觉-数字图像比对技术，进行裂纹稳定扩展实时表面位移测量，定量分析了铝合金2024-T351母材及摩擦搅拌焊接后不均匀、各向异性的焊区的Ⅰ/Ⅱ型复合裂纹稳定扩展的断裂性能、临界COD及其分量CODⅠ和CODⅡ并研究了母材及焊区裂纹的扩展路径．结果表明（1）距裂纹尖端后某一固定距离的临界COD可反映焊区的断裂韧性，（2）临界COD值反映复合裂纹的扩展受Ⅰ型或Ⅱ型裂纹扩展主导，（3）焊区的临界COD值对应地为母材的85％．（4）用数字图像比对技术分析Ⅰ/Ⅱ型裂纹的断裂性能是切实可行的一种新方法．     

夹杂物问题应力场的数值计算

等效夹杂物方法是细观力学中的一种重要方法，文中编制的数值计算程序能在考虑多个夹杂物相互响应的情况下计算材料应力、应变场，并实现了计算结果的三维显示．计算结果与文献中的计算结果非常吻合．本文编制的数值计算程序不仅可以用于研究复合材料的损伤演化及失效，而且利用特殊构型的椭球空洞来模拟裂纹，可以计算裂纹群的应力、应变场。     

高模量沥青及其混合料低温性能研究进展

高模量沥青混合料因其出众的抗车辙性能和抗疲劳性能成为构建重载交通长寿命路面的理想材料,但低温性能差成为制约其应用和发展的最重要因素。近年来,如何改善高模量沥青及其混合料低温性能成为了路面领域的研究热点。本文综述了在胶结料中添加热塑性弹性体、油基改性剂、纳米材料以及在混合料中添加纤维这4种主要技术路径,重点阐述了这4种技术路径的改性材料用量、改性工艺参数与改性效果之间的关联,并对其改性机理进行总结。最后展望了高模量沥青及其混合料在低温性能方面的未来研究重点和发展趋势,即旨在克服高模量沥青混合料应用范围的限制,进而推动高模量沥青混合料在重载长寿命路面中的应用。     

玄武岩复合材料筋增强ECC受拉性能及裂缝控制机理

工程水泥基复合材料(ECC)因其高韧性和多缝开裂特性成为研究热点,纤维复合材料(FRP)因具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性好等优点而受到广泛关注。为研究玄武岩复合材料(BFRP)筋增强ECC(BFRP-ECC)的受拉性能以及筋材对基体的裂缝控制机理,考虑了基体类别和配筋率等因素,对ECC狗骨试件、BFRP-ECC和BFRP-砂浆薄板试件进行了单轴拉伸试验,同时借助数字图像相关法(DIC)技术获得了试件受拉过程中的全场应变和开裂状态,基于Richard的弹塑性应力应变公式提出了BFRP-ECC单轴受拉应力应变本构模型。结果表明:BFRP-ECC的极限拉应力随配筋率的增加而增大;ECC基体对复合材料的受拉性能增强效果优于砂浆基体,同时以ECC为基体的复合材料在裂缝间距和宽度控制上都明显优于以砂浆为基体的复合材料;BFRP筋能增加BFRP-ECC裂缝处的桥连应力,减小裂缝间距和宽度,增加裂缝数量。本文建立的BFRP-ECC单轴受拉应力应变本构模型与试验数据吻合良好,较好地反映了BFRP-ECC受拉应力应变关系。     

石墨烯/多壁碳纳米管复配改性对天然橡胶复合材料应变传感性能的影响EI

通过溶液共混法将不同配比的石墨烯/多壁碳纳米管(GE/MWCNT)添加到天然橡胶(NR)中,制备了具有电阻-应变响应特性的GE/MWCNT/NR复合材料。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)表征了纳米碳填料在NR基体中的分散情况,研究了不同GE和MWCNT配比对材料力电性能的影响规律,通过傅里叶变化红外光谱分析了NR复合材料中纳米碳填料与基体之间的相互作用。结果表明,GE与MWCNT以及橡胶分子链之间的结合力促进了填料在基体中的分散,使复合材料的电阻/应变响应稳定性、灵敏性以及单调性明显优于不含GE的材料,并确定了GE与MWCNT复配比为1:1时,材料各项性能最优。     

加载条件对纳米石墨烯片水泥基复合材料压敏性能的影响

研究不同纳米石墨烯片(GNPs)掺量下加载幅值(15 MPa、20 MPa、25 MPa)和加载速率(100 N/s、300 N/s、500 N/s)对纳米石墨烯片水泥基复合材料(GNPs/CC)压敏性能的影响。试验结果表明:在GNPs掺量低于0.25%(质量分数,下同)时,GNPs/CC的压敏性能与空白组相近;在掺量达到0.3%时,GNPs/CC的电阻变化率最大,且重复性最好。在GNPs掺量为0.3%的情况下,GNPs/CC的电阻变化率与应变随加载幅值的增加而增大,在加载幅值不大于20 MPa时,GNPs/CC的电阻变化率与应变的增加幅度相近,材料的灵敏因子变化较小;在加载幅值达到25 MPa时,由于电阻变化率的增加幅度大于应变的增加幅度,材料的灵敏因子出现了较明显的增加。而加载速率在纳米石墨烯片掺量为0.3%时,对材料的压敏性能无明显影响。     

水玻璃碱浓度和模数对碱矿渣胶凝材料孔隙液化学组成影响试验研究

利用固液萃取法提取碱矿渣胶凝材料孔隙液,对孔隙液碱度和各离子浓度进行表征,并与硅酸盐水泥进行对比.同时研究了水玻璃碱浓度与模数对碱矿渣胶凝材料孔隙液化学组成的影响.结果表明:碱矿渣胶凝材料孔隙液的pH值较硅酸盐水泥低;孔隙液中的离子以钠为主.碱矿渣胶凝材料孔隙液中钠、硅、硫离子浓度随着水玻璃碱浓度的增加而增加;钙、镁、铝离子浓度则随着水玻璃碱浓度的增加基本呈下降趋势.碱矿渣胶凝材料孔隙液中钠离子和钾离子浓度随着模数的提高先上升后下降,在模数为1.5时达到最大,而钙、镁、铝离子浓度则在水玻璃模数为1.5时达到最低,水玻璃模数对孔隙液中硅、硫离子浓度没有显著的影响.随着水玻璃碱浓度的升高,碱矿渣胶凝材料孔隙液pH值呈上升趋势;随着水玻璃模数的增大,碱矿渣胶凝材料孔隙液pH值基本呈现出先增大后减小的趋势,pH值在水玻璃模数为1.5时达到最大值.     

磷渣-水泥复合及碱磷渣胶凝材料力学性能实验研究

采用磷渣以20％、40％和60％的比例取代水泥制备磷渣-水泥复合胶凝体系(PSC-X)以及用浓度分别为6 mol/L、8 mol/L、10 mol/L和12 mol/L的NaOH溶液制备碱激发磷渣胶凝体系(PSA-X).测试了两种体系的标准稠度用水(NaOH溶液)量、凝结时间、胶砂抗折强度和抗压强度,并结合XRD、TG-DSC和SEM-EDS等技术手段对其进行了物相组成及微观形貌的分析观测.研究结果发现:磷渣的掺入使PSC-X体系的标准稠度用水量降低了13.6％左右.而凝结时间却明显延长.增加NaOH溶液的浓度,PSA-X体系的标准稠度用液量也随之增加,且均高于PSC-X体系.凝结时间则较PSC-X体系明显缩短.适量掺入磷渣,能明显提高水泥胶砂试件的抗压强度;PSA-X体系的抗压强度发展良好,其强度值随激发剂浓度提高而呈下降趋势.PSC-X体系主要有Ca(OH)2、C-S-H凝胶、AFt和C4AHx等水化产物,而PSA-X体系则是Ⅰ型C-S-H凝胶,还有一定量的方沸石存在.