老化对水泥乳化沥青胶结料动态力学性能的影响

基于分数导数修正Burgers模型,建立了水泥乳化沥青胶结料（简称复合胶结料）的本构方程。结合不同材料配比的复合胶结料的老化试验及频率扫描试验,分析了老化时间及材料配比等因素对复合胶结料黏弹性力学参数的影响。研究表明,复合胶结料的存储模量与损耗模量均随老化时间的增加而增大,在老化时间为0~8 h时,存储模量及损耗模量增加较快,当老化时间超过8 h后,其增长趋势减缓。对于乳化沥青与水泥的质量比（m_A/m_C）为1.2和1.4的复合胶结料,在不同的加载频率下,其相位角均随老化时间的增加而减小。对于m_A/m_C为1.0的复合胶结料,其相位角随着老化时间的增加呈现先增加后减小的变化规律。随着老化时间的增加,复合胶结料趋向于弹性材料的力学性质。分数导数修正Burgers模型可以较好的描述老化后复合胶结料的黏弹性动态力学行为,模型参数弹性模量E₁、黏度η₁和分数导数r可以描述老化情况下材料黏弹特性的变化规律。     

聚脲材料动态压缩力学行为的数值模拟研究

以聚脲材料动态压缩力学特性为研究对象,提出了考虑动态弹性模量、动态强度因子和动态切线模量的简化三直线弹塑性本构模型;基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立了低、中、高不同应变率下聚脲材料压缩有限元模型,并与实验结果进行对比分析。结果表明：动态弹性模量增大因子、动态强度因子和动态切线模量因子随应变率增加而有规律的增大,均和应变率的对数呈双线性关系。在中低应变率下,三者的线性关系斜率都比较平缓;在高应变率下,三者的线性关系斜率都比较陡,且弹性模量动态增大因子的斜率比动态强度因子的更大,而第二阶段动态切线模量因子的斜率与动态强度因子的基本一致,但第三阶段动态切线模量因子的斜率是动态强度因子的2.3倍左右,说明高应变率下聚脲材料的后期应力强化效应更加显著。聚脲材料的简化三直线弹塑性本构模型可以在ANSYS/LS-DYNA有限元软件中较好地实现。该文建立的有限元模型能较为准确地模拟聚脲材料压缩实验,进一步验证了简化弹塑性本构模型在不同应变率压缩加载下的有效性。该研究可以为聚脲涂覆加固防护结构有限元模型提供材料模型参数依据。     

胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱的研究进展

介绍了胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱性能的研究进展。研究主要针对水泥基饰面砂浆的泛碱成因,从无机胶凝材料入手,探讨其对砂浆泛碱的影响和抑制泛碱的措施。涉及的无机胶凝材料主要集中在硅酸盐水泥、铝酸盐水泥及其分别或共同与石膏组成的二元和三元体系。水泥基饰面砂浆的抗泛碱主要通过两条途径,一是控制水化时Ca（OH）₂的产生,二是提高砂浆的密实度。     

胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱的研究进展

介绍了胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱性能的研究进展。研究主要针对水泥基饰面砂浆的泛碱成因，从无机胶凝材料入手，探讨其对砂浆泛碱的影响和抑制泛碱的措施。涉及的无机胶凝材料主要集中在硅酸盐水泥、铝酸盐水泥及其分别或共同与石膏组成的二元和三元体系。水泥基饰面砂浆的抗泛碱主要通过两条途径，一是控制水化时Ca（0H）2的产生，二...     

基于细观力学的沥青混合料动态模量预测

为了建立能够表征组分材料性能及细观结构特征的沥青混合料动态模量预测模型, 根据复合材料细观力学理论, 将沥青混合料视为由沥青胶浆包裹的集料颗粒嵌入于有效沥青混合料介质中的复合材料, 考虑集料尺寸、级配组成和空隙的影响, 建立了沥青混合料动态模量三相细观力学预测模型。结合组分材料性能研究, 应用该预测模型求解得到了动态模量, 其与试验值比较结果表明, 预测值较试验值小, 产生此差异的原因可归结为模型的适用条件与真实细观结构的差别;据此对预测模型进行了修正, 提出了考虑沥青膜厚度的动态模量细观力学分析方法;鉴于集料与沥青胶浆之间的力学特性差异, 简化了预测模型求解参数, 给出了参数值的范围。     

不同岩性石粉-水泥复合胶凝材料性能研究

为探明石灰岩、花岗岩、石英岩和凝灰岩石粉用作混凝土矿物掺合料的可行性,采用X射线衍射仪、Zeta电位仪和总有机碳分析仪分别测定了不同岩性石粉的矿物组成、Zeta电位和减水剂吸附率,研究了石粉-水泥二元复合胶凝材料和石粉-粉煤灰/矿渣粉-水泥三元复合胶凝材料净浆和胶砂的工作性能和力学性能.结果表明:石粉的矿物组成对Zeta电位和减水剂吸附率影响较大,沸石矿物疏松结构使凝灰岩石粉的Zeta电位和减水剂吸附作用随时间变化明显,云母矿物的插层吸附使花岗岩石粉对减水剂的吸附作用明显.不同岩性石粉对复合胶凝材料浆体工作性能的影响与石粉对减水剂的吸附性能密切相关.不同岩性石粉-水泥复合胶凝材料胶砂的抗压强度比和抗折强度比均高于60％,且石粉增加了水泥胶砂的折压比,提高了胶砂试件的韧性.     

环保型石膏-水泥-火山灰胶凝体系的早期水化过程研究

应用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)及热流仪研究了组分、水化环境对环保型石膏-水泥-火山灰胶凝体系(Gypsum-cement-pozzolan binder system,GCP)早期水化过程的影响。结果表明,胶凝体系水化后产物主要由钙矾石、生石膏、羟钙石、方解石以及非晶态CSH凝胶组成。随着水化龄期的延长,钙矾石的含量增加,而生石膏的含量减少。高效减水剂的掺入延缓了GCP胶凝体系的初期水化(0~70h)。在原料中加入偏高岭土可以促进钙矾石的生成;而加入硅微粉则会抑制钙矾石的生成。羟钙石仅可在水化开始后的第一周内测得,之后会由于火山灰反应而被消耗。水中养护促进钙矾石的生成,阻碍试样与二氧化碳的接触,使得方解石的含量大幅下降。     

绿色道路胶凝材料的研究现状及发展趋势

主要介绍了国内外公路的发展现状,通过对水泥路面和沥青路面的比较,以及对水泥工业发展、沥青资源利用和碱胶凝材料研究进展的分析,浅谈了绿色道路胶凝材料的发展趋势.充分利用工业废渣制备性能优良的道路胶凝材料,符合科学发展观的原则,符合推动资源节约型和环境友好型行业建设,实现交通可持续发展的战略.     

碳化水泥-钢渣复合胶凝材料的强度和微观结构

研究了不同碳化方式、钢渣掺量和促进剂对水泥-钢渣微粉复合胶凝材料力学性能和微观结构的影响。结果表明:碳化对试样的早期强度提高有明显的促进作用,但对后期强度作用较小;碳化反应发生在试样早期水化完成之前,碳化越早,试样强度越高。采用促进剂的试样强度提高明显,碳化处理3d抗压强度较不加促进剂的空白样提高了12.0%,处理28d抗压强度提高了29.0%。促进剂对水泥-钢渣微粉复合胶凝材料碳化产物CaCO_3的形貌具有一定的影响。     

高性能水泥基纳米胶凝材料渗透性能及孔径分布试验研究

为解决混凝土脆性开裂引发的结构渗漏问题,该文提出一种新型高性能纳米改性水泥基复合材料(简称HPNCC)。借助砂浆抗渗仪和压汞仪,着重研究HPNCC材料在恒定水压作用下的渗透性能和微观孔隙分布。试验结果表明,HPNCC材料的相对渗透系数仅为3.64×10-9cm/h,其抗渗性能是传统纤维增强水泥基复合材料(UHTCC)及普通混凝土的1000倍以上,微观孔隙尺寸更小,结构更为致密,具有优异的抗渗性能。     

端部约束悬臂输流管道的动力学特性

根据梁模型横向弯曲振动模态函数一般表达式,由边界约束条件确定其模态函数的一般表达式,采用Galerkin法将运动方程在模态空间内展开,利用动力学分析方法,分析端部受线性弹簧支承和扭转弹簧约束的端部约束悬臂管道从非保守系统逐渐变为保守系统过程中的固有特性和稳定性。数值仿真结果表明,这种特殊边界输流管道具有复杂变化的动力学特性,支承和约束刚度系数的变化对系统固有特性和稳定性产生很大的影响:随着弹簧刚度的增大,系统的固有频率上升,管道失稳方式从颤振变为屈曲,并且影响系统其他参数对管道动力学特性的作用。     

聚乳酸及其共聚物、共混物的流变特性

研究了聚乳酸及其共聚物、共混物的流变特性。结果表明,随着分子量的增加,聚乳酸及其共聚物熔体的弹性模量G′、损耗模量G″及动态黏度η^*大幅度地提高。出现假固态行为;分子链柔性较好的共聚组分PEG的引入降低了共聚物熔体的G′、G″及η^*;聚合物分子量的多分散性导致聚合物熔体的流动出现了非终端效应;聚乳酸的引入使聚丙烯熔体的G′、G″及η^*都有所下降,马来酸酐接枝改性的聚丙烯的引入增大了共混物的G′、G″及矿。     

泡沫硅橡胶动态力学性能的实验研究

泡沫硅橡胶在缓冲减振方面有独特的优良性能,但由于它是一种柔性材料,波速和波阻抗均极低,因此实验研究其动态力学性能具有很大困难,本文首次实现了利用霍普金森压杆技术对泡沫硅橡胶作冲击压缩实验,得到了高应变率下的应力￣应变曲线,结果表明,该材料具有强烈的应变率敏感性。     

三维编织复合材料力学行为研究进展

对三维编织复合材料的细观结构几何模型和力学性能的研究进展进行了综述。重点介绍近几年该领域的研究成果和作者的一些研究工作, 其中包括三维编织复合材料力学性能的实验研究和理论研究。在理论研究方面, 介绍了弹性应变能法、纤维倾斜模型、三细胞模型和有限元模型等工作。最后, 对未来的研究趋势进行了展望。      

基体性能对泡沫铝力学行为的影响

用渗流法制备了不同基体的开孔泡沫铝,利用MTS810和SHPB研究了其准静态和动态力学性能。实验结果表明,泡沫铝基体的性能对泡沫铝材料的力学行为有显著的影响。准静态压缩时脆性泡沫有非常长而平缓的屈服平台区,韧性泡沫的屈服段的应力随着应变的增加而缓慢增加。脆性泡沫的吸能效果总体优于韧性泡沫。     

形状记忆合金耗能弹簧的力学性能研究

从Helmholt自由能出发,建立了SMA材料在复杂应力状态下的热力学本构关系,并由此推导出SMA耗能弹簧的热力学本构关系;在Brinson相变发展方程的基础上,引入等效应力的概念后,建立了内变量马氏体百分数的发展方程.利用上述理论,结合普通金属弹簧的设计方法,建立了SMA耗能弹簧的设计方法;利用MATLAB编写的计算机程序进行了仿真计算.研究结果表明SMA耗能弹簧具有较好的耗能能力.本文建立的计算理论较好地吻合了其他学者的研究结果,适用于实际工程问题的理论分析,具有较大的适用价值.     

框架柱托换节点界面力学性能试验研究

梁柱新旧混凝土结合面是框架结构托换节点的薄弱部位。为了提高梁柱结合面承载能力,进行了配置不同界面钢筋的14组托换节点试件的静力加载试验研究。结果表明：托换节点的破坏由两种形式控制,托换节点界面滑移破坏或托换梁受剪破坏。当梁柱结合面不设置界面钢筋或界面钢筋配筋特征值（钢筋屈服强度设计值与其面积的乘积）小于2 MPa时,托换节点发生界面滑移破坏;当界面钢筋配筋特征值大于2 MPa时,托换节点的破坏形式由界面破坏转变为托换梁的受剪破坏。提出考虑界面钢筋的摩擦剪切公式,并确定了其中的参数。在托换节点设计时,可以根据托换梁的受剪承载力及界面承载力计算公式确定界面钢筋的配置量,确保托换节点的结合面不发生破坏,实现托换节点的优化设计。     

高分子包覆剂对高填充聚乙烯/氢氧化镁体系动态力学行为的影响

在 VL DPE/ Mg(OH) 2 (10 0 / 16 0 ,质量比 )体系中加入具有不同玻璃化温度的两种聚丙烯酸酯包覆剂 ,用扫描电子显微镜观察以四氢呋喃刻蚀前后的试样 ,证实了包覆剂分布在填料颗粒与 PE的界面。动态力学研究表明 ,填料使 PE的储存模量和损耗模量上升 ,而加入高分子包覆剂后 ,当温度低于包覆剂的玻璃化温度时使储存模量略有增加 ,而在温度高于其玻璃化温度时使储存模量下降     

板柱整体结构BFRP加固受力性能研究

为了解玄武岩纤维复合材料(BFRP)在整体结构中的加固效果和作用,对一个已经丧失承载能力的一板八柱整体板柱结构模型中的协调受扭边梁和偏压薄壁柱进行了加固,通过对加固后的整体结构试件进行十六点竖向静力加载试验,研究分析了被加固构件的受力性能。结果表明:BFRP较好地发挥了作用,边梁的旧扭转裂缝受到显著的约束,新扭转裂缝出现时间大大延迟,构件的刚度不仅得到了恢复且还有明显的提高;由于BFRP与构件的共同工作情况良好,未发生剥离现象,分担了钢筋的受力,故加固构件还具有较大的承载潜力。     

基于应变梯度位错理论的纳晶-无定形态层状复合材料的力学性能研究

纳晶-无定形态层状复合材料具有高强度高硬度还有良好的韧性等力学性能。为了定量评估这种新型材料的力学性能,建立了基于位错密度和应变梯度的力学模型。即在塑性变形的初始阶段,位错在晶态-非晶态层的交界面处产生,之后通过滑移穿过纳晶层到达对面的晶态-非晶态的交界面处被吸收。鉴于纳晶层和无定形态层的不同特性和界面的相互作用,理论分析了纳晶层中的位错演化过程以及交界面的损伤情况。结果表明,理论计算与实验结果基本吻合,且纳晶层无定形态之间的交界面具有很好的变形协调能力而不会在界面层产生失效。