铁尾矿沥青混合料基本性能及老化耐久性研究

为了避免过度使用天然砂石材料做为沥青混合料的骨料以及符合绿色发展的战略方针，采用固体废弃物铁尾矿来代替砂石材料来制备一种新型的铁尾矿沥青混合料。采用质谱仪对所选用铁尾矿进行化学成分分析，并对不同铁尾矿掺量作用下沥青混合料的针入度、锥入度、软化点、延度、粘度以及老化耐久性等方面进行了研究。研究结果表明:铁尾矿沥青混合料的较佳制备温度选定为180℃；综合经济效益和有效性确定铁尾矿的较佳掺量为30%；相对老化后的铁尾矿沥青材料而言，在同一铁尾矿掺量作用下两种不同沥青混合料老化前的针入度和延度均出现了降低的趋势，但是在同一铁尾矿掺量作用下两种不同沥青混合料老化前的软化点却出现了增大的趋势。综合分析得到:温度为180℃以及铁尾矿掺量为30%制备的沥青混合料可以满足公路的路用要求。所有沥青试样的光谱变化规律基本一致，说明了掺入铁尾矿改性沥青的结构与未掺入铁尾矿沥青的结构基本一致；但是随着铁尾矿掺量的增大，沥青的FT-IR光谱在同一波数作用下却呈现出不断减小的变化趋势，说明了铁尾矿可以有效改善沥青的物理性能。      

碳酸性侵蚀与AAR作用下纳米混凝土的耐久性

地铁混凝土处于地下空间,容易受到地下水的碳酸性侵蚀；碱集料反应 (AAR)是一种严重的混凝土耐久性问题,既难以发现又难以修补,由两者共同作用引起的混凝土耐久性降低严重影响地铁隧道的正常使用.为研究纳米材料对地铁混凝土在碳酸性侵蚀和AAR共同作用下耐久性的影响,在普通混凝土中掺入适量纳米SiO₂和纳米Fe₂O₃,利用自行研制的碳酸性侵蚀试验箱进行试验,采用碳酸性侵蚀深度、膨胀率和声速作为测试指标来评价纳米混凝土在碳酸性侵蚀和AAR共同作用下的耐久性.试验结果表明:掺入纳米颗粒后,混凝土的膨胀率和侵蚀深度有了明显降低,而声速有了明显提升,说明纳米混凝土的耐久性优于普通混凝土；在182 d龄期时,掺量为2%的纳米SiO₂混凝土耐久性改善最明显,侵蚀深度和膨胀率最小,声速最大且声速下降幅度最小；其次是掺量为1%的纳米Fe₂O₃混凝土.由于纳米颗粒特殊的物理化学性质,改善了混凝土内部的微观结构和孔溶液的化学组成,使碳酸性侵蚀和碱集料反应共同作用下混凝土的耐久性得到了提高.     

气体扩散层对质子交换膜燃料电池膜电极耐久性影响的定量分析

目前质子交换膜燃料电池(PEMFC)耐久性相关的材料研究主要集中在膜以及催化层上,对气体扩散层(GDL)衰减的研究较少,而且都集中在离线加速实验上,而离线加速实验结果难以与实际操作条件下的GDL衰减联系起来;并不能由此得出实际耐久性测试后GDL衰减对电池性能的影响程度。作者给出了定量分析GDL影响电池性能的实验方法。成功定量分析了GDL对MEA的耐久性影响:在800 mA/cm~2下,由GDL老化引起的MEA性能衰减率为13.22μV/h,在线耐久性测试的MEA性能衰减率为98.98μV/h,GDL衰减对性能的影响占整个MEA衰减的13.36%。     

掺MgO膨胀剂混凝土的耐久性探讨

针对掺MgO膨胀剂混凝土的耐久性问题进行探讨,对比分析相关学者关于掺MgO膨胀剂混凝土的耐久性研究结论,指出影响掺MgO膨胀剂混凝土耐久性的两个关键问题和现状,经分析得出:MgO掺入混凝土后有利于混凝土更耐久;MgO用于大坝混凝土,可省去或部分省去传统温控措施,具有明显的经济技术效益,而且长龄期试验结果显示MgO混凝土用于工业与民用建筑也是可行的。     

纤维增强复合材料结构局部形状与环境腐蚀速率的关系研究

纤维增强复合材料(FRP)结构在外部环境作用下,不同位置的腐蚀速率并不一致,与该位置处FRP形状和环境作用有关。由于FRP结构形状多变的特点,常在梁柱交界处、FRP型材棱角处存在内凹角和外凸角,这些位置结构的腐蚀往往最为严重。本文对环境作用下FRP结构棱角处腐蚀速率的差异进行了理论分析和数值模拟。利用菲克定律下的扩散规律和有限元软件,计算了构件棱角不同角度与扩散速率的关系。定义并计算了棱角处于不同角度时的局部影响系数,结果表明,内部凹角对结构的腐蚀呈减弱影响,外部凸角对腐蚀呈放大效应。利用粒子抛射沉积与环境沉积的相似性,采用蒙特卡罗方法建立了不同粒子数目的粒子抛射沉积模型。定义并计算了角部的环境富集系数,分析发现凹角处会对环境产生汇集作用,凸角对环境分布影响相对较小。综合考虑了棱角对扩散速率的影响和环境富集的影响,定义并计算了结构形状影响系数,结果表明,结构物表面凸出和凹陷处更易受到环境腐蚀,结构耐久性设计时应考虑在棱角进行特殊防护设计。通过计算的结构形状影响系数可以为耐久性定量设计提供计算支持。     

基于振动搅拌技术高寒地区基层抗冻性与抗裂性试验研究

为了改善水泥稳定碎石半刚性基层收缩性能大,混合料拌和不均匀等,并提高基层抗冻性等路用性能,采用振动搅拌技术来改善基层的性能,提高其抗裂性和抗冻性等路用性能.振动搅拌技术是一种能较好地改善混合料拌和质量的机械强化技术.本工作研究振动搅拌水泥稳定碎石混合料的抗冻性和收缩性,对两种不同的水泥稳定碎石混合料进行了冻融试验,试验结果表明室内振动搅拌水泥稳定碎石基层材料冻融循环后强度损失比非振动搅拌水泥稳定碎石混合料冻融循环后强度损失少,且振动搅拌水泥稳定碎石基层材料的BDR值比其非振动搅拌的BDR值大,效果较为明显.由此得出振动搅拌技术有助于增强基层材料的抗冻性.根据收缩性能试验的对比分析,试验研究表明振动搅拌能很显著降低混合料的收缩应变和收缩系数;电镜试验结果也证明在振动作用下水泥结合料能更好地分散在骨料周围,使混合料能更好地成为一个整体.从试验中可以看出,振动搅拌水泥稳定碎石混合料中裂缝较均匀,裂缝宽度较小,由此表明振动作用能增强基层材料的抗裂性,减少其裂缝的产生.     

滨海地区地下混凝土工程耐久性研究

滨海地区混凝土工程耐久性事故频发,影响工程质量和安全。分析了地下混凝土耐久性研究的重要性和必要性。从宏观和微观两方面分析地下混凝土工程腐蚀劣化的原因。提出了地下混凝土耐久性有待解决和研究的领域。     

混凝土冻融破坏的分析与应用改善

混凝土的冻融循环是混凝土构件表面和内部因温度变化而导致水分冻结和融化循环出现的现象。总结了混凝土冻融循环的破坏机理,分析了冻融循环作用对混凝土性能的不利影响,列举了常见的改善混凝土抗冻性的方法。     

建筑固废对GRC 性能影响研究

本文对建筑固废制备GRC进行了研究,通过物理性能、力学性能和抗冻性三方面对再生GRC进行性能表征,同时探讨了建筑固废的取代掺量对再生GRC各项性能的影响。试验结果如下:采用喷射成型工艺,再生GRC的力学性能在废混凝土10%,废尾矿10%和废砖1%取代掺量下达到最优,而后随着掺量的增加力学性能逐渐降低。建筑固废的掺入对再生GRC的物理性能没有明显影响。25次冻融循环后再生GRC没有发现冻融破坏现象,且质量损失在0.2%以下。