混凝土孔结构与强度关系模型研究

研究了混凝土孔隙对强度的影响规律。结合混凝土材料科学、断裂力学的相关研究理论，分析了混凝土孔隙对弹性模量和断裂表面能的影响，对Griffith断裂理论进行了修正，进而提出了混凝土孔结构复合体模型。该模型不仅考虑了孔隙率对混凝土强度的影响，还考虑了孔径分布的影响，并对模型的断裂过程进行了分析。程序计算结果表明，计算强度与试验强度有较高的相关性，通过在模型中引入水泥质量分数对基体强度的影响能够使强度模型应用于不同水灰质量比混凝土孔结构的研究。     

受约束早龄期混凝土收缩开裂的理论预测和试验研究

金南国，金贤玉，田野为了揭示受约束混凝土内部的应力发展以及更好地预测混凝土的开裂时间，研究了纤维对高性能混凝土早龄期力学性能与干燥收缩的影响，考虑徐变、约束度等影响因素，在弹性理论基础上，推导了受约束混凝土环应力增量表达式，采用应力破坏准则预测受约束混凝土开裂时间.研究结果表明，在特定的配合比下，掺加聚丙烯腈纤维使混凝土各龄期的干燥收缩应变降低2％～20％，且降低幅度随着龄期的增加而减小；掺加聚丙烯腈纤维可以延迟混凝土的开裂时间，减小裂缝宽度.针对受约束混凝土环，理论预测掺纤维与未掺纤维混凝土的开裂时间分别为28和22 d，理论预测结果与试验结果吻合良好.     

聚氨酯改性砂浆中的有机与无机反应（英文）

基于聚合物与水泥水化产物之间的有机与无机反应,研究了从开始搅拌到硬化过程中聚氯酯改性砂浆微观结构的形成过利。从有机聚合物乳液与无机水泥基材料的反应活性出发,提出了一个改进的水泥基材料聚合物改性机理的四阶段分析模型。通过分析孔结构和聚合物的分布情况,揭示了聚氨酯乳液对水泥砂浆微观结构的影响。由于各种有机与无机反应,聚氨酯有机物不会均匀的分布在砂浆内部,聚合物颗粒将聚集在水泥颗粒的表面并在砂浆的局部部位凝聚成较大的有机物团。因此聚氯酯有机物对水泥基材料的改性都存在于砂浆的局部部位,这个现象也称为聚合物物改性的局部化。由于表面活性剂与水泥水化产物的反应,添加聚氯酯乳液也会以砂浆中引入较大的孔隙。研究结论表明,在水泥基材料中添加少量精心配制的聚合物乳液可以有效的提高水泥基材料的物理与力学性能,这对降低聚合物改性水泥基材料的成本并提高其可应用性具有非常重要的意义。     

早龄期混凝土单轴拉伸试验的数值模拟

基于强度为C40,龄期分别为2d,7d,28d的混凝土单轴拉伸试验,通过编制用户子程序调用通用有限元软件ABAQUS中的损伤塑性模型,对试验进行了数值模拟。该模型将损伤和塑性作为材料的两个内变量,共同引起混凝土的强度变化及变形。混凝土试件宏观裂缝的出现及扩展（应变软化段）由耦合了损伤变量的弥散裂缝模型进行计算。将模拟出的应力一位移曲线与试验曲线进行对比,并将不同龄期的曲线之间进行了相互对比。结果均令人满意。通过对模拟出的塑性应变场、损伤场的分析,形象地再现了早龄期混凝土试件单轴拉伸破坏的全过程,为早龄期混凝土结构的拉伸损伤断裂过程分析提供了有力的数值工具。     

荷载作用对混凝土中氯盐传输的影响研究进展

服役过程中的混凝土结构都要承受荷载与环境的共同作用。针对海洋环境和除冰盐环境,从材料学角度和多尺度层次概述了目前关于荷载作用对混凝土中氯盐传输影响的研究。重点论述了荷载作用对混凝土中氯盐传输的影响机理、试验方法,以及轴压荷载、弯曲荷载和荷载裂缝对氯盐传输影响的研究进展,对存在的有关问题进行了讨论,并提出了进一步研究的相应建议。     

基于微观信息的水泥水化动力学模型研究

为了精确预测水泥水化过程,分析水泥水化过程中微观结构的时变发展规律,提出了水化单元的概念;基于水泥水化的微观信息,采用Krstulovi(c)-Dabi(c)水化反应动力学方程式,构建了水泥水化度与微观结构之间的联系,考虑了水灰比、水泥化学组分、孔隙水分、温度、水泥颗粒与水的接触面积、水泥颗粒粒径分布等因素对水泥水化过程的影响,建立了改进的水泥水化动力学模型.通过热重分析、压汞试验等一系列试验方法,分析了水泥净浆的水化度、孔隙率等特征参数随时间的发展变化规律.试验结果与模型预测结果吻合良好,表明所建立的模型可以较准确地模拟水泥水化过程的时变发展规律.     

粗骨料粒径和硅灰对混凝土断裂性能影响的试验研究

应用双参数模型确定混凝土在不同粗骨料粒径和不同硅灰掺量时的临界应力强度子(K1c^s)和临界裂缝尖端张开位移(CTPDc)，同时利用特征长度l^ch研究粗骨料粒径和硅灰掺量对混凝土脆性的影响。文章也给出了相应的弹性模量、抗压强度以及抗拉强度。试验龄期为28天。试验结果表明，对于高强混凝土最大粗骨料粒径增大，弹性模量和抗压强度减小，而抗拉强度和临界应力强度因子以及材料的脆性增大；对于中等强度混凝土(MSC)，硅灰掺量为10％(硅灰／[硅灰 水泥])的混凝土(MSC-SF)的弹性模量、抗压强度、抗拉强度、临界应力强厦因子和脆性都大干不掺硅灰的MSC。     

胶粘拔出法检测混凝土强度新技术研究

采用快速固化高强胶作为拔出法的锚固胶，进行非破损混凝土强度检测，检测速度快，机具轻便，操作简单，费用低廉，对被检测结构物损伤轻微。试验结果表明，胶粘拔出法的拔出力与混凝土抗压强度具有良好的相关关系。其检测精度高于后装拔出法，超声-回弹综合法，超声法，回弹法。     

钢筋加速非均匀锈蚀试验方法和锈蚀形态研究

采用自主发明的通电加速钢筋非均匀锈蚀试验方法,以不锈钢丝作为辅助电极对混凝土试件进行通电加速锈蚀,利用三维激光扫描技术获得不同锈蚀率下锈蚀钢筋的三维几何模型,研究采用该方法时锈蚀钢筋的不均匀性. 研究发现,由此可以得到与实际自然锈蚀情况相似的不均匀锈蚀现象,即靠近不锈钢丝一侧锈蚀比较严重,远离不锈钢丝一侧锈蚀较少. 根据对锈蚀钢筋纵向截面积的分析,建立不均匀系数R的概率分布模型,其值满足Gumbel极值分布;将模型与实际自然锈蚀的钢筋不均匀系数R的概率分布进行比较,进一步验证该方法用于评估钢筋混凝土构件承载力的可行性.     

双参数模型法研究早龄期混凝土的断裂性能

本试验采用了RILEM推荐的“双参数模型”(TPM)(RILEM Technical Committee 89-FMT)研究了早龄期混凝土的临界应力集中因子KIC^3和临界裂缝尖端开口位移CTOD这两个断裂参数。试验同时采用普通混凝土和高强混凝土作为试验对象，取4根同一龄期的混凝土用于试验。试验龄期为12小时，1天，2天，3天，7天和28天。试验结果表明两参数值随水化的进行增大，相对于成熟混凝土来说，早龄期混凝土的这两个参数值比较低；在同一龄期，高强混凝土的这两个参数值要比普通混凝土的对应值高；从试验中还可以看出混凝土的断裂参数与强度有相类似的发展规律，可以作为材料的性能指标，用于表征混凝土的阻裂能力。