疲劳荷载与硫酸盐腐蚀耦合作用下水泥混凝土应力分析

目前对混凝土腐蚀疲劳问题主要集中在试验研究,难以揭示其变形和破坏的物理机制。针对这一问题,根据扩散理论及损伤力学理论建立了疲劳荷载与硫酸盐腐蚀耦合作用下水泥混凝土应力的数值求解方法。主要推导出受疲劳荷载作用的混凝土扩散系数公式,建立了硫酸盐腐蚀与疲劳荷载耦合关系,分析不同外界环境条件对疲劳荷载与硫酸盐耦合作用下水泥混凝土内部应力的影响,为疲劳荷载与硫酸盐腐蚀耦合作用下水泥混凝土构件损伤演化与寿命预测奠定基础。     

疲劳荷载作用下混凝土硫酸盐腐蚀寿命预测

在已有水泥混凝土硫酸盐腐蚀模型的基础上,引入疲劳荷载影响的硫酸根离子有效扩散系数,分析不同参数对疲劳荷载作用下水泥混凝土硫酸盐腐蚀寿命的影响;通过大量的均匀设计计算,回归出疲劳荷载作用下道路混凝土受硫酸盐腐蚀寿命的计算公式,可为疲劳荷载作用与硫酸盐腐蚀工况下的水泥混凝土材料设计及寿命预估提供参考.     

外墙涂层对混凝土耐久性的影响

目的探索外墙涂层提高混凝土耐久性的能力。方法通过室内碳化试验、氯离子侵蚀试验、盐酸侵蚀试验、吸水率试验,系统地研究混凝土表面涂刷外墙涂层对其耐久性的影响。结果碳化60 d,涂刷外墙涂层R的试件碳化深度比空白件下降了53.4%。龄期90 d时,空白件的电通量为2423 C,渗透等级为"中";而涂刷外墙涂层R的试件电通量为1599 C,渗透等级为"低"。4%(质量分数)盐酸溶液腐蚀28 d后,空白件的抗折强度仅为涂刷外墙涂层R的试件的42.7%。浸水4,8,12,24 h后,涂刷外墙涂层R的试件吸水率分别比空白件降低了67.4%,51.7%,41.7%,18.0%。结论混凝土表面涂刷外墙涂层后,抗碳化、抗氯离子和盐酸侵蚀的能力有所改善,吸水率降低,耐久性得以提高。     

石灰石粉对氯氧镁水泥性能的影响

为合理利用生产石灰石集料的副产品——石灰石粉,发展绿色建筑材料,研究了不同掺量石灰石粉对氯氧镁水泥初凝时间、终凝时间、强度、耐水性及耐硫酸盐腐蚀性能的影响,并观察了掺入石灰石粉后氯氧镁水泥微观形态的变化。试验结果表明:随着石灰石粉掺量的增加,镁水泥的初、终凝时间延长,强度逐渐降低,耐水性也逐渐降低,但硫酸盐侵蚀性能较好。在微观形态上表现为:石灰石粉的加入使胶凝相更为分散,生长出大量细长的晶体;清水浸泡时生成了大量大孔隙,硫酸盐腐蚀时生成片状晶体;但掺量即使达到40%,镁水泥的强度一样可以接近普通硅酸盐水泥的2倍。将石灰石粉大量取代轻烧粉加入氯氧镁水泥中作为建筑材料使用,是大量利用石灰石粉可供选择的良好途径。     

官能团对PCE在氯氧镁水泥中吸附-分散性的影响

通过向自制聚羧酸减水剂(PCE0)引入单体,设计并合成含不同官能团的改性PCE0,通过测试氯氧镁水泥(MOC)净浆流动度、MOC的性能及微观测试,分析改性PCE0中的官能团对MOC性能的影响及作用机理.结果 表明:不同单体取代量的改性PCE0对MOC最佳作用效果时,苯乙烯(ST)、酰胺基(AM)、酯基(ES)取代丙烯酸(AA)的摩尔取代量之比分别为:0.6、0.6、0.4;AM、ES取代AA的取代量对MOC水化放热过程诱导期、加速期影响显著;不同单体取代AA后,吸附性能最强的为ES-PCE0;改性PCE0分子在浆体中的吸附性能与其羧基量有关,羧基越多对体系的分散效果越好.     

非饱和混凝土氯离子传输模型及特性分析

根据氯离子在混凝土中的传输机制,考虑干湿交替过程中水分传输的差异,推导得出氯离子在非饱和混凝土中传输的对流-扩散控制方程。试验结果与模型计算结果吻合良好。计算结果表明：自由氯离子浓度随着干湿循环次数的增加而增加,对流区深度、表面氯离子浓度和峰值氯离子浓度随着干湿循环次数的增加而增加并逐渐趋于稳定,根据计算结果回归得出各指标随干湿循环次数的变化方程。     

应用于光伏发电的开关电感电容DC-DC变换器

通过将开关电感电容单元引入交错并联Boost变换器,提出了一种高增益开关电感电容组合Boost拓扑交错并联DC-DC变换器,同时将变换器中的4个电感进行了磁集成,分析了变换器的工作模态,对变换器的工作性能进行分析,推导得到了变换器的电压增益和开关管的电压应力;具体分析了电感集成后的等效稳态电感和等效暂态电感,给出了基于变换器电感电流稳态电流纹波和动态响应的耦合电感设计准则,最后通过实验验证的方式,证明了理论分析的正确性.     

冻融循环条件下沥青混合料的耐久性及其GM(1,N)预测

通过沥青混合料空隙率及冻融前后混合料劈裂抗拉强度变化进行冻融循环条件下沥青混合料的耐久性能研究,并采用灰色系统理论中GM(1,N)模型对冻融循环条件下沥青混合料的耐久性能进行预测。试验结果表明:沥青混合料耐久性因素中的空隙率和劈裂抗拉强度与冻融次数之间有良好的相关性,在冻融循环条件下,空隙率随着冻融次数的增加而明显增加,劈裂抗拉强度随着冻融次数增加显著减小。建立的GM(1,N)灰色预测模型能够较好地预测冻融循环条件下沥青混合料的空隙率和劈裂抗拉强度,且计算结果与试验数据吻合较好,表明在冻融循环条件下沥青混合料耐久性研究中引入灰色系统理论是可行的;通过GM(1,N)多因素预测,可以大量减轻试验工作量以及降低试验成本。     

智能肢体康复训练器设计

基于STM32系列芯片控制系统实时检测腿部力量的大小,实现了上下肢功能障碍者训练时从被动到主动的自由转换,增加了训练系统的柔顺性。控制系统通过检测剩余力量自动调整力矩,使训练更加智能化。实验结果表明,设计开发的智能上下肢康复训练器,重力检测精度为0.6N,速度控制误差δ2%。     

道路混凝土腐蚀疲劳影响因素灰关联熵分析

根据已有实验数据,借助灰关联熵分析的手段,定量分析了水胶比、胶凝材料用量、粉煤灰掺量、砂率、粗集料最大粒径和减水剂用量等道路混凝土配合比设计参数对道路混凝土抗交变应力与硫酸盐溶液腐蚀耦合作用的综合影响的显著性程度。经分析计算得出:对水泥混凝土耐腐蚀疲劳影响最大的是水胶比和减水剂用量,其次为砂率,胶凝材料用量,粗集料最大粒径和粉煤灰掺量。在道路高性能混凝土配合比设计中,满足工作性条件下,采用高效减水剂降低水胶比有利于提高道路混凝土抵抗交变荷载作用下硫酸盐侵蚀的能力。