不同组胚层板胶合木力学性能研究

利用花旗松、欧洲云杉、赤松3种树种的规格材制作胶合木。通过对胶合木加工过程中相关力学性能检验,发现3种树种的组胚层板(层板、指接层板)抗弯强度有不同程度折损。控制合理的生产工艺可达到胶合木相应设计强度等级。通过测试材料组胚单元基本力学性能及成品设计值,可为胶合木产品提供检测依据。     

胶黏剂和指接接头对胶合木性能的影响

采用单组分聚氨酯(PUR),A型双组分异氰酸酯(MDI-A),B型双组分异氰酸酯(MDI-B)和间苯二酚(PRF)4种结构胶黏剂,相邻层板接头距离分别设为0,50,150,300mm以及仅在最下面两层板间距离为50mm的5种指接接头分布模式,制作成以兴安落叶松和日本落叶松为原材料的胶合木试样,并按照标准进行胶层剪切试验、剥离试验和足尺抗弯试验,以探究胶合木层积用胶黏剂对胶合面胶合性能的影响,以及层积方向上相邻层指接接头分布对胶合木抗弯破坏行为的影响.结果表明:4种结构胶黏剂中,PRF胶合性能最优;层间接头分布距离为300mm时,抗弯试验中指接接头的破坏几率最低.     

预应力钢绞线增强胶合木抗弯性能研究

研究不同预应力钢绞线增强胶合木的抗弯性能,通过对钢绞线施加预应力增强胶合木可以显著提高胶合木的抗弯性能.预应力钢绞线增强胶合木的抗弯强度与抗弯弹性模量随预应力增加而增大,当施加66％预应力时抗弯强度达到70.75 MPa,抗弯弹性模量达到16.03 GPa,较未增强胶合木分别增加了69.4％和34.1％.     

结构用胶合木性能若干影响因素

以落叶松、杉木为研究对象,研究了影响胶合木强度性能的齿顶宽、指接方向、指接单元等级、指接头、层积施胶量和压力等若干重要因素.试验选取744块落叶松锯材、2516块杉木锯材,采用2种结构用胶、5种齿长、2种指接单元等级、6种层积涂胶量、5种层积压力等作为指标变量,测试了指接材抗弯、抗拉强度和层积材的胶合性能.结果表明：指接材的强度不总是随齿长的增大而提高,其胶合后的强度主要受同截面内齿顶宽累积量所决定;垂直指接材的平向抗弯、顺纹抗拉强度不低于水平指接材,指接方向应由产品的承载方向确定;指接工艺不会降低大尺寸指接材的强度设计指标;层积施胶量和压力应与使用设备的实际产出相协调.     

指接足尺层板胶合木梁抗弯试验研究

目前层板胶合木梁的研究主要按照国家规范进行标准尺寸的抗弯强度试验,不能为工程中常用的大尺寸、小跨高比的胶合木梁的力学性能提供依据。针对这一问题,设计制作了3组不同梁高指接足尺层板胶合木梁,对其进行抗弯性能试验研究,着重对其抗弯性能、破坏形态及机理进行探讨,并分析截面高度对其力学性能的影响。结果表明:足尺层板胶合木梁有纯弯段梁底纤维拉断、弯剪段梁底指接纤维拉断及脱胶三种弯曲破坏形式。排除胶接质量的影响,梁高为300mm和400mm时为梁底纤维拉断破坏,梁高为500mm时为弯剪段梁底指接纤维拉断破坏,且均为脆性破坏。胶合质量是影响木梁抗弯强度的主要因素,木节、指接位置及梁高对其抗弯性能及破坏形式均有一定影响;在保证胶结质量的前提下,层板胶合木梁具有较稳定的抗弯承载力及弹性模量,且其抗弯承载力随着梁高的增大而逐渐减小。研究结果具有较强的工程应用价值,可为层板胶合木梁的工程设计及应用提供参考。     

胶合木钢填板-螺栓节点抗弯刚度研究

为明确胶合木钢填板-螺栓节点的半刚性特征，进行了考虑螺栓行距、列距、列数和胶合木截面高度等参数变化的胶合木钢填板-螺栓节点抗弯试验。得到节点抗弯刚度后与欧洲木结构设计规范((BSEN 1995-1：2004))、日本木质构造接合部设计手册里节点抗弯刚度公式计算结果进行对比，结果表明规范公式计算的节点抗弯刚度均小于试验值，通过修正规范公式可以得到更加准确的计算结果。针对日本木质构造接合部设计手册的公式引入了滑移系数修正值和顺纹嵌入刚度修正值，修正后的公式准确度高，在胶合木结构设计的过程中可以用于计算节点的抗弯刚度并得到节点抗弯刚度折减系数。     

GFRP-花旗松胶合木夹芯桥面板受弯性能试验与结构设计

采用花旗松胶合木作为芯材,玻璃纤维增强复合材料(GFRP)作为面层制备夹芯结构桥面板,在对花旗松胶合木芯材和GFRP开展基本力学性能试验研究的基础上,开展了GFRP-花旗松胶合木夹芯梁的受弯性能试验,得出了其荷载-跨中挠度曲线与GFRP荷载-跨中应变曲线,并对抗弯刚度测试值与理论计算值进行了对比;针对某GFRP-花旗松胶合木桥面板,提出了完整的结构设计流程,给出了桥面板的合理设计参数。研究结果表明:GFRP-花旗松胶合木桥面板应用于钢梁-复合材料桥面板组合桥梁结构较为可行。     

改性重组木力学性能与强度设计指标研究

以国产速生小径杨木为原材料制成的改性重组木具有缺陷少、强度高、强度变异性小等特点，是一种具有潜力的工程结构材料，近年来受到较多关注。为推动改性重组木在工程实践中的应用，对其进行了顺纹抗压、横纹抗压、顺纹抗拉、顺纹抗剪、抗弯强度以及抗弯模量等力学性能试验，研究了不同加载条件下的破坏模式，提出了改性重组木强度建议设计值。试验与分析结果表明，改性重组木抗弯强度为37.6MPa、弹性模量为21170MPa，显著高于天然木材；然而，该改性重组木较天然木材更易出现脆性破坏模式，在确定材料设计强度指标时应给予考虑。     

层板销接木性能研究进展

层板销接木（DLT）是仅由木销和层板组成的一种无胶无钉、近似全实木的工程木产品，可用于制作梁、墙体和楼板，具有用材经济、绿色低碳和预制化程度高等特点. 从构造和分类两方面对DLT进行简要概述，系统梳理了近些年DLT在木销、木销节点及构件方面的性能研究成果，包括木销-层板销槽承压性能、木销节点抗剪性能、DLT木梁抗弯性能及DLT板振动特性等. 在此基础上，介绍了DLT在性能研究中存在的不足，并提出了DLT研究亟需解决的关键问题.     

机械应力分级杉木锯材的顺纹抗拉强度

以杉木锯材为研究对象,对比了不同强度等级机械应力分级杉木锯材的动态弹性模量范围和试样数,探究了机械应力分级杉木锯材的顺纹抗拉强度概率分布规律,并开展了机械应力分级杉木锯材顺纹抗拉的可靠度分析.结果表明：可基于动态弹性模量对杉木锯材进行机械应力分级,机械应力分级杉木锯材位于主要强度等级材质区域Q₂、Q₃、Q₄的试样数占比超90.0%,其顺纹抗拉强度的最优概率分布为对数正态分布;杉木锯材顺纹抗拉强度设计值明显高于未分级和目测分级杉木锯材.     

高性能水泥基复合材料断裂性能

对钢纤维体积分数为0％、1％和2％的高性能水泥基复合材料(HPCC)带预制裂缝梁试件进行了三点弯曲测试,通过荷载-裂缝嘴张开位移(F?CMOD)曲线系统分析了试件的弯曲强度、残余强度以及起裂韧度、失稳韧度、断裂能、脆性指数等,并对其断裂面形态进行了扫描电镜测试.结果表明:钢纤维体积分数对HPCC弯曲强度、残余强度影响显著,而对起裂韧度没有影响;掺钢纤维后HPCC失稳韧度增幅可达8倍以上,但钢纤维体积分数对HPCC失稳韧度提升具有一定的限值,约为1％;掺钢纤维后HPCC断裂能大幅提升,且随着钢纤维体积分数的增加而增加;掺钢纤维能有效降低HPCC脆性,但更高的钢纤维体积分数对HPCC脆性的降幅不显著;HPCC加载初期微裂纹的形成与扩展主要由基体自身性能决定,钢纤维失效经历了纤维与基体脱黏和剥离的过程,失效模式为钢纤维拔出,钢纤维并未发生断裂.     

陶砂对石灰石-煅烧黏土-水泥砂浆性能的影响

采用轻质陶砂、水泥、偏高岭土和石灰石粉制备了石灰石-煅烧黏土-水泥（LC3）砂浆,研究了陶砂掺量及预湿状态对LC3砂浆干密度、力学性能、抗渗性能及抗氯离子侵蚀能力的影响,分析了其强度形成和微观结构机理.结果表明：随着砂胶比的增大,LC3砂浆的干密度和抗压强度逐渐降低,累积吸水量逐渐增大,抗氯离子侵蚀能力逐渐增强;与掺未预湿陶砂的LC3砂浆相比,掺预湿陶砂的LC3砂浆试件28 d抗压强度增大3.4%～10.8%,28 d电通量降低59.0%～80.0%,累积吸水量降低更为显著. LC3体系中石灰石粉的成核作用能够促进水泥早期水化,偏高岭土的火山灰反应有利于细化孔结构,同时预湿陶砂的内养护效应能够维持基体内部湿度继续促进水泥水化,使得掺预湿陶砂的LC3砂浆微观结构更为密实,从而提高了其力学性能、抗渗性能和抗氯离子侵蚀能力.     

生物炭对碳化养护水泥砂浆的改性机理

研究了生物炭对碳化养护水泥砂浆抗压强度和固碳量的影响规律和机理.结果表明：生物炭能有效促进水泥早期水化，改善碳化养护水泥砂浆的抗压强度和孔结构，且效果随着碳化养护时间的延长而愈加明显；掺有生物炭试件的水泥石固碳量略有降低，但综合考虑生物炭封存与碳化养护捕获的总固碳量则明显提高.     

考虑多尺度非均质性的混凝土传输性能预测模型

以混凝土中离子传输性能的预测为例，基于微观到宏观的代表体积单元，分析了多尺度非均质性对传输性能预测的影响，建立了混凝土多尺度传输性能预测模型.相较于传统多尺度模型，本模型在微观尺度上考虑了随水泥水化程度变化的物质组成与净浆层级离子扩散系数的关系，在细观和宏观尺度上分析了粗细骨料界面过渡区、不规则骨料形状和多离子耦合效应对混凝土层级传输性能的影响.选取氯离子扩散系数、侵蚀深度为验证指标，通过对比各尺度下的模型预测值和试验值，验证了多尺度模型的可靠性.基于此模型，各尺度下的物质传输规律可得到深入探讨和高效印证.本研究也为离子、水分、气体等物质在混凝土中的传输性能预测提供了一个新的多尺度研究框架.     

界面处理对预制UHPC与现浇NC界面抗剪性能的影响

对未处理和经喷砂、凿毛、切槽界面处理后的预制超高性能混凝土（UHPC）与现浇普通混凝土（NC）组合试件进行双面剪切试验，记录加载过程中的剪切荷载与界面滑移，通过剪切荷载-界面滑移曲线分析不同界面处理方式对组合试件抗剪性能的影响.结果表明：界面处理显著提高了预制UHPC与现浇NC组合试件的界面抗剪性能；不同界面处理方式下组合试件的破坏模式主要分为3种；采用边长18 mm正方形钢丝网格凿毛处理的组合试件界面抗剪强度与抗剪刚度均最大，其界面抗剪强度为未处理界面试件的4.69倍；凿毛与切槽处理使组合试件拥有较好的界面抗剪性能，表现为延性破坏；界面粗糙度相近但界面处理方式不同的组合试件抗剪性能表现出明显差异；各组试件界面抗剪强度与抗剪刚度变化趋势大致相同.     

木质素/玻璃纤维复合改性沥青混凝土路用性能提升效果研究

基于纤维改性沥青混凝土路用性能强化提升需求，提出了采用木质素纤维（CF）/玻璃纤维（GF）复合改性沥青混凝土路用性能的方法，研究了复合纤维组成对沥青混凝土路用性能的影响机理.结果表明：CF/GF复合改性有效提升了沥青混凝土的高温稳定性，并具有良好的水稳定性和低温性能；当CF/GF以质量比1∶3掺入时，沥青混凝土动稳定度为单掺CF组的2.2倍；试件低温破坏时，最大弯拉应变提升13.3%.复合纤维具有吸附、加筋及阻滞裂纹的作用，强化了沥青混凝土在温度变化、水损及应力作用下的稳定性，从而提高了其路用耐久性能.     

生物油/预处理废旧PE复合改性沥青研究

为了解决废旧塑料改性沥青储存稳定性和低温抗裂性差等问题，采用双螺杆挤出机对废旧聚乙烯（PE）进行预处理，并将其与生物油复合制得生物油/预处理废旧PE复合改性沥青.采用离析试验、流变性能试验、荧光显微镜试验和傅里叶变换红外光谱试验分析了改性沥青的储存稳定性、低温抗裂性和高温稳定性.结果表明：经预处理后的PE密度与沥青密度相近，极性基团和C=C结构更多，化学活性增强，大大提高了废旧PE改性沥青的储存稳定性；生物油/预处理废旧PE复合改性沥青形成了连续的网状结构，进一步提高了废旧PE改性沥青的储存稳定性，并显著提升了其低温抗裂性，但降低了其高温稳定性.     

铁路隧道C30早高强喷射混凝土试验研究与应用

为了解决传统C30喷射混凝土早期强度低、难以满足铁路隧道高性能支护体系8、24 h抗压强度分别不低于10、15 MPa设计要求的问题，试验研究了原材料特性、配合比设计、纳米早强剂与无碱速凝剂的配合使用以及混凝土拌和物温度与养护温度的协同影响，配制出了工作性良好、早期强度高且后期强度无倒缩的C30早高强喷射混凝土，并对其进行了现场工艺试验验证.结果表明，所制备的C30早高强喷射混凝土不仅流动性好，坍落扩展度经时损失小，回弹率低，各项性能指标均能满足设计及施工的要求.     

电石渣-脱硫石膏-钢渣改性粉煤灰地聚物协同增强机理

以电石渣、脱硫石膏和钢渣掺量为影响因素,改性粉煤灰地聚物7、28 d抗压强度为响应值,使用响应面法(RSM)研究各种固体废弃物的交互作用对改性粉煤灰地聚物强度的影响规律,并通过水化热、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析其增强机理.结果表明：经RSM优化设计后的电石渣、脱硫石膏和钢渣的最佳掺量分别为6.34%、1.60%和29.47%,改性粉煤灰地聚物7、28 d抗压强度分别达到18.10、29.92 MPa;电石渣和钢渣通过增强体系碱性,加快Si和Al的溶解,促进水化硅铝酸钙(钠)的生成,提高改性粉煤灰地聚物各龄期的强度;脱硫石膏通过提高Ca²⁺和SO₄^2-含量,生成钙矾石晶体,提高改性粉煤灰地聚物的早期强度;随着养护龄期的延长,改性粉煤灰地聚物中凝胶逐渐增多,可填充微小孔隙,使结构变得更加密实,因此强度得到提高.     

墩粗钢筋在高强钢纤维混凝土中的黏结锚固性能

为探究墩粗钢筋与高强钢纤维混凝土之间的黏结锚固性能,以黏结长度、保护层厚度和钢筋类型为试验变量,开展拔出试验.通过黏结-滑移曲线、破坏模式、黏结强度及峰值滑移等分析墩粗钢筋-高强钢纤维混凝土的黏结-滑移性能.结果表明：混凝土的黏结强度随着黏结长度的增加而降低,且对墩粗钢筋试件的影响更明显;提高保护层厚度可以提升黏结性能,但作用有限;钢筋进行墩粗处理可以有效提高钢筋与混凝土之间的黏结强度,显著降低峰值滑移,改变破坏模式.基于试验数据,建立了混凝土的黏结-滑移关系.