分子动力学模拟研究钙硅摩尔比对水化硅酸钙结构与力学性能的影响

水化硅酸钙(C-S-H)作为硅酸盐水泥基材料的主要结合相,对水泥基材料的耐久性、物理力学性能有显著影响。本文构建了钙硅摩尔比(Ca/Si)从1.1到1.9的5个C-S-H模型,并通过分子动力学模拟了C-S-H 模型沿x、y和z方向的纳米压痕测试,然后采用典型的Oliver-Pharr方法分别计算它们的压痕模量和硬度。模拟结果表明:随着钙硅摩尔比的增加,C-S-H的密度会逐渐降低,水硅摩尔比会逐渐增加,平均硅链长会有所降低;C-S-H的力学性能受钙硅摩尔比的影响很大,随着钙硅摩尔比的增加,硅链缺陷程度增加,钙硅片层状结构的稳定性会相应降低,C-S-H结构抵抗外界变形荷载的能力减弱,从而导致压痕模量和硬度降低。平行于钙硅层方向的压痕模量和硬度值比较接近,而垂直于钙硅层方向的值略低,C-S-H近似于横观各向同性结构。随着钙硅摩尔比的增加,三个方向的值逐渐接近,C-S-H具有从横观各向同性变为各向同性的趋势。     

聚乙烯醇纤维增强钢渣粉-水泥复合材料基本力学性能及微观结构

通过掺加钢渣粉来制备聚乙烯醇（PVA）纤维增强钢渣粉-水泥基复合材料,从宏微观两个方面研究了这种复合材料的性能。考虑了基体材料的水胶比（0.25和0.35）、不同钢渣粉质量分数（0、30wt%、60wt%、80wt%）,采用抗压强度试验、薄板四点弯曲试验研究了PVA纤维增强钢渣粉-水泥基复合材料的基本力学性能变化规律及其在弯曲荷载作用下的裂缝控制能力,采用扫描电镜观测了破坏后试样的微观结构。结果表明,水胶比和钢渣粉掺量均可明显影响PVA纤维增强钢渣粉-水泥基复合材料的基本力学性能,在低水胶比条件下（水胶比为0.25）,钢渣粉掺量达到80wt%时,试样表现出较高的韧性指数和良好的裂缝控制能力,基本满足工程所需强度要求,水胶比为0.35时钢渣掺量不宜超过60wt%;同时,从节能减排的角度考虑,利用钢渣粉制备PVA纤维增强钢渣粉-水泥基复合材料是可行的。      

基于Comsol Multiphysics的通水冷却热流耦合数值分析

当前针对大体积混凝土通水冷却热流耦合问题的数值分析还存在许多不足，面临着简化较多、精细模拟十分困难的局面。为此，基于Comsol Multiphysics多场耦合有限元软件中的流体流动模块和传热模块，进行了通水冷却热流耦合精细化数值分析，将计算结果与理论解、通水冷却等效算法进行对比，验证了Comsol耦合精细化算法的正确性和可行性。结果表明，Comsol耦合精细化算法在模拟水管沿程温度变化和水管附近的温度值变化方面比等效算法更加精确，更能体现真实的温度梯度，为后续的热应力分析奠定了基础。     

盐雾对珊瑚骨料混凝土构筑物性能的影响及其机理

针对热带海洋环境中由于盐雾作用造成的混凝土结构侵蚀破损现象,在对南海现役珊瑚骨料混凝土构筑物进行调查分析的基础上,对其进行了物理力学性能、孔隙结构以及微观机理分析.结果表明:长期暴露于高温高湿盐雾环境中的珊瑚骨料混凝土保护层发生了严重的侵蚀破坏,珊瑚骨料混凝土中的微细小孔隙向有害大孔洞转化,孔隙率明显增大,直接导致混凝土质量、强度的损失;微观层次机理认为这一过程中混凝土中C-S-H和Ca(OH)2流失严重,Mg(OH)2等无胶结作用的生成物增多,致使水泥石结构破坏严重.所得成果对珊瑚骨料混凝土的施工工艺设计和长期运营维护具有重要的科学指导作用.     

掺钢渣粉高韧性纤维增强水泥基复合材料弯曲性能试验

着重介绍从提高钢渣利用率出发,采用"复合化"的技术途径,在以大掺量钢渣粉水泥基材料中掺加聚乙烯醇(PVA)纤维以改善其性能,制成大掺量钢渣粉超高韧性水泥基复合材料。试验中采用控制变量的方法,在高韧性复合材料典型配合比的基础上,选用两组工程常用的水胶比(0.25、0.35),分梯度掺入不同含量的钢渣粉(0~80%);通过抗压强度试验、薄板四点弯曲试验来研究掺钢渣粉高韧性水泥基复合材料的基本力学性能以及裂缝控制能力。结果显示钢渣粉高韧性水泥基复合材料在掺量达到80%时可以表现出较大的韧性特征和裂缝控制能力;同时,从节能减排的角度考虑,也证明了钢渣粉在高韧性水泥基材料中大规模利用的可行性。