纤维增强固化土类新型材料的研制与工程应用前景

本文主要论述了近年来,我们研制与开发的专利性产品新土壤固化元素(New Soil Solidify Element,简称NSSE)的研制及用它配制的固化土、固化淤泥和固化粉煤灰等复合材料的主要性能参数,以及掺入适量钢纤维、聚丙烯纤维或其他纤维后,原本为脆性显著的材料,将其改变为增强增韧的弹塑性体材料,其弹性模量、抗压强度、抗拉强度和弯折强度、弯折韧度、抗渗与抗冻性、耐疲劳与耐久性等一系列主要性能,均比不掺入纤维的素固化土类材料的性能有显著提高.同时研制与开发的未掺纤维的固化土和固化粉煤灰一类砖块的强度,基本上达到了与藤增次郎1993年研制"藤增水泥"制品和"托马斯陶瓷"制品的强度相当接近的水平,其他性能也都是优良的.将这类材料用于公路路基、停车场和厂房铺垫基础,固定松软地基,填埋与固化沼泽地带,固化海峡淤泥,固化防浪海堤与江堤,固化西北高原黄土将其造地或修成梯田,概括说可成为筑路、修渠、固堤、建墙、固塘、建矿和建厂等各行业广泛使用的工程材料.特别是这一类固休材料,当掺入适量的钢纤维、聚丙烯纤维或其他纤维时,就变成为纤维增强增韧的固化土、固化淤泥和固化粉煤灰材料,更是物美价廉的优质工程材料,它必将在今后国家重点实施西部大开发战略中发挥极大的效能.由此可见,其发展前景及其形成产业化价值将会是十分巨大的.     

适用于西部大开发中各种工程需要的短纤维增强增韧复合材料基本性能研究

本文主要论述了近年来我校新材料、新结构、新工艺研究中心研制与开发的几种短纤维增强增韧复合材料,例如钢纤维特种砼、聚丙烯纤维砼与砂浆、聚丙烯纤维增强的固化土与粉煤灰以及植物纤维增强的固化黄土或固化砂土这一类工程实用新型复合材料的基本力学性能与功能特点.基于此,这类工程材料将很好的用于全国实施西部大开发战略中,例如交通要先行,将建设"五纵七横"国道主干线工种;水利水电必须大开发,要有计划地建设南水北调中线与西线引水工程,将南方一部分水调入华北和陕甘宁晋蒙等北部各省市缺水地区;西气东输,要建成几条输送天然气管道工程,把大量天然气送往北京、天津、上海、杭州等东部发达地区;东西铁路要复线与配套,形成东西南北四通八达的交通网络系统工程;对沙漠荒原要整治,在退耕还林还草还湖还湿地过程中,要修梯田、造台地、修渠引水、建地下蓄水库和修防风沙墙等工程;还要有计划的开采矿山、煤炭和石油天然气等各种工程项目.可以预见,在实施西部大开发和建设上述各类工程中,将使用大量工程材料,只要人们对短纤维增强增韧复合材料的基本力学性能与功能特点很好研究与掌握后,就可在投身西部大开发和筑路、修渠、建库、固堤、固塘、建矿、建厂、造墙、固沙、治漠等各行各业造福人类与改善环境的事业中,广泛有效使用这类工程复合材料.它可以就地取材,经过科学处理与配制,采用简便可行的工艺技术制造,使生产成本尽可能低廉,能适应西部干燥、寒冷、日温差大、沙尘爆多的特点,不仅能使这类物美价廉的优质材料在西部大开发过程中发挥极大的效能,而且也必将促使这类新型实用材料产业化,其经济、社会、生态和环保效益将是十分巨大的,发展前景非常广阔.     

泵送钢纤维增强混凝土的设计与施工实践

本文扼要总结了泵送钢纤维砼在一些工程重要部位有效应用,根据工程业主提出的要求,由设计院高层建筑设计师规划设计,通过武建集团商品砼公司搅拌站预拌制和武建集团二公司承担施工任务,从设计到施工各方面密切配合,配制与浇筑出几种高性能钢纤维增强砼,它是抗裂性特优、防渗性很强、耐振动、疲劳性好、耐腐蚀与耐磨损性甚佳的复合材料.凡是采用这一类材料的工程项目,在竣工验收和建设质检部门检查时,深受质检人员和砼结构专家们一致好评.为了便于在各种新建工程和存在的病害、老化破损结构修补加固工程中广泛应用,文中着重把已在20多项工程中获成功应用的几种钢纤维砼的配合比设计、浇筑施工要领、养护要求、现场取样测试和质量验收结果等分别总结出来,提供给工程界、设计师和建设者参考.     

用钢纤维增强特种砼为武汉长江二桥美容的设计与施工实践

本文概要总结了1999年国庆50周年与武汉市解放50周年之际,为破损的武汉长江二桥桥面铺装层砼,进行维修所从事的材料设计与施工实践.根据桥梁管理单位要求,维修使用的特种砼浇筑6小时的抗压强度需达到C28,每天早晨7时必须开放交通,能确保汽-20级加重车通过时压不坏.针对上述技术要求,特设计与配制出用适量的复合快硬早强剂、特种水泥、钢纤维、无机胶和复合塑化剂为基体的特种砼,基本上在未中断交通情况下,利用夜晚8时至早晨7时期间,车流量较少的一段时间内,将武汉长江二桥破损的桥面砼挖除,浇筑上钢纤维增强特种砼,使二桥面貌美容后焕发了应有魅力,被新闻界誉为"二桥美容有新术"、"补桥固路不再愁、新型特种砼问世".文中着重将这项为武汉长江二桥桥面美容的高新技术的关键内容与工艺要领扼要总结,供桥梁工程界和工程管理部门技术人员参考.     

超声波测试法在混凝土非局部损伤本构模型中的应用

用超声波测试法得到了以混凝土材料参数与声波波速表征的混凝土损伤参量 .将该参量非局部化后代入非局部损伤本构方程中得到混凝土非局部应力与应变关系曲线 ,其方程为一维状态下的混凝土非局部损伤本构模型 .尝试用超声波测试所得的混凝土损伤参数 ,为该问题的解决提供一种方法 ,实验结果表明该方法是可行的 .     

陶瓷材料在砂水泥浆中浸蚀的研究

研究陶瓷材料在砂水泥浆中的浸蚀机理,为了研究陶瓷材料在开始时产生和扩展的表面波纹,在试验室内用砂水泥浆喷射浸蚀氧化铝,碳化硅,氮化铝－氧化铝－氧化硅陶瓷和氧化锆4种工程陶瓷材料进行试验。陶瓷材料浸蚀机理包括塑性变形,断裂两个过程。用光学显微镜和扫描电镜观察研究4种陶瓷材料表明用圆形的二氧化硅砂作浸蚀剂时,其主要的浸蚀机理是断裂,在碳化硅中断裂质点过移,而在氧化锆,氮化铝－氧化铝－氧化硅陶瓷和氧化铝中具有脆性断裂形式同时伴随着创削的延伸性形式。为了与脆性材料比较,还研究了典型延伸材料铝表面的微波形式。     

混凝土拉伸应力与应变全曲线的试验研究

通过混凝土试件静态轴向拉伸试验 ,测定了其拉伸应力与应变全曲线。试验中观察了混凝土试件的表面开裂、裂缝扩展和试件断裂的全过程 ,并给出了混凝土的弹性、强度和变形等主要力学性能指标     

E43502型换热器管板的有限元强度校核

为了保证E43502换热器管板的强度,针对鞍山某热能工程技术有限公司的E43502型换热器的热端管板,采用Solidworks软件构建了管板的三维模型,然后调入ANSYS软件中,根据实际工况施加压力载荷及温度载荷。分析了热力耦合场作用下热端管板的应力,并根据JB/T4732-2005应力分类和提取原则对管板进行了应力线性化强度评定。评定结果表明,热端管板强度合格。     

纤维增强砼桥面与路面结构在徐变与疲劳交互作用下的损伤演化和寿命估算方法

本文基于连续损伤力学基本概念、理论与方法,着重论述了公路桥面、道路与公路的路面、飞机跑道的道面、港口栈桥的桥面等工程中,采用钢纤维或聚丙烯纤维增强混凝土浇筑的面板状结构,考虑其自身徐变与承受车辆或飞机运行工况下发生疲劳时,二者交互作用下的材质劣化损伤行为及其损伤失效机理.针对纤维混凝土的材质损伤特征,讨论与提出了纤维砼在徐变与疲劳交互作用下的损伤本构关系模型,建立了用于板状结构分析的力学基本方程与参变量变分原理.并利用"间置加载"型载荷谱的特点,提出两个基本假设,以突出纤维砼在徐变与疲劳交互作用过程中的主要特征.基于此,依据初始循环应力场,时损伤过程中的循环应力场进行更有效描述,从而为更好地解决纤维砼板状结构分析中寿命估算及对一些实际问题处理,提供结构分析新方法.