BFRP筋与分级粒径河砂ECC粘结滑移性能试验研究

通过玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋/高延性水泥基复合材料(ECC)的中心拉拔试验,分析了分级粒径ECC和BFRP筋表面形式及直径对BFRP筋/ECC粘结性能及粘结-滑移曲线的影响。结果表明,BFRP筋/ECC的破坏模式分为BFRP筋拔出破坏和BFRP筋拉伸破坏。选取BFRP筋/ECC粘结-滑移曲线中的残余波浪段各峰值应力点,采用拟合直线斜率的绝对值|k|表征ECC对BFRP筋横肋的磨损程度,当|k|值≥0.144时,BFRP筋横肋会被完全磨损,当|k|值＜0.144时,BFRP筋横肋会被磨损至与填充其凹陷的ECC齐平。BFRP筋/ECC的平均粘结强度随骨料粒径的变化并不显著,分级粒径ECC可使BFRP筋/ECC的平均粘结强度提高3.2%~9.6%,采用骨料粒径为0.15~0.3 mm的BFRP筋/ECC粘结性能最优。BFRP筋的直径越大,BFRP筋/ECC的平均粘结强度越小,BFRP筋直径为12 mm的BFRP筋/ECC平均粘结强度与BFRP筋直径为8 mm、10 mm的BFRP筋/ECC相比降低分别约8.2%、4.4%。采用浅螺纹BFRP筋的BFRP筋/ECC,平均粘结强度下降83.7%,但其整体粘结应力变化较为平稳,对ECC和BFRP筋的损伤程度均最小。减小BFRP筋直径、ECC骨料粒径,或BFRP筋/ECC自由端处BFRP筋的肋深,有助于提高BFRP筋/ECC的粘结性能及稳定性。     

淬火对Mg5Al3Li2合金储氢性能的影响

在氩气保护下,采用粉末烧结后液氮快速淬火处理并结合机械合金化工艺方法制备Mg5Al3Li2合金,对样品材料的组织、吸放氢动力学以及热性质进行了研究。结果表明,采用烧结后液氮快速淬火处理工艺虽然未能改善Mg5Al3Li2合金的氢化和脱氢动力学性能,使合金材料氢化物的脱氢温度以及脱氢激活能分别提高了15.1K和14.5 kJ/mol,但其氢化量随着温度的升高而增大。因此,下一步工作应优先考虑采用先球磨后烧结、SPS放电等离子烧结+球磨或高能球磨等另一制备工艺来提高Mg-Al-Li合金材料的储氢性能。     

Mg_(10)Al_((7-x))Li_2Ti_x(x=0,1,2,3)合金的制备及储氢性能研究

在氩气保护下,采用机械合金化法制备Mg_(10)Al_((7-x))Li_2Ti_x(x=0,1,2,3)合金,并通过XRD、SEM以及DSC等手段对合金进行表征。结果表明,适量的Ti替代Al可以提高合金的吸氢量、降低合金的初始氢化/脱氢温度和提高合金氢化/脱氢动力学性能。Mg_(10)Al_((7-x))Li_2Ti_x(x=1,2,3)合金样品比Mg10Al7Li2合金的初始氢化温度都降低了62K,而初始脱氢温度则分别降低了77、98和59K。当Ti的替代量为x=2时,合金的综合储氢性能最好。     

PE/PVA纤维海砂ECC的拉伸性能与本构模型

以纤维类型及其体积分数为变量，通过单轴拉伸试验，研究了海砂工程水泥基复合材料（SECC）的单轴拉伸性能，并基于现有工程水泥基复合材料（ECC）的拉伸本构模型，阐述了SECC的稳态开裂机理，提出以强化段与软化段描述SECC拉伸应力-应变关系的波动上升段和下降段，得到了新的适用于SECC的拉伸本构模型.结果表明：纤维体积分数为1.5%的聚乙烯（PE）纤维/SECC表现出饱和多缝开裂的应变硬化行为，其延性可达到3.99%；提出的SECC拉伸本构模型计算结果可准确描述具有稳态开裂行为SECC的拉伸应力-应变关系.     

自养护路面混凝土抗盐冻性能及疲劳特性

为有效增强路面混凝土耐久性能,基于盐冻试验、盐冻前后的断裂性能试验及弯拉荷载疲劳试验,探索了高吸水性聚合物(SAP)自养护路面混凝土抗盐冻性能及疲劳特性随SAP掺量、粒径的变化规律,并结合自养护水泥浆体孔隙参数、微观形貌及骨料-水泥石界面过渡区(ITZ)特征,揭示了性能影响机理。结果表明:小粒径SAP形成的残留孔洞能有效释放拉应力,降低结冰点,细化孔结构,从而增强路面混凝土抗盐冻性能;当SAP粒径为100目(150 μm),掺量为0.145%(质量分数)时,路面混凝土在冻融30次时的断裂韧度损失率、断裂能损失率分别比基准组降低了25.25%、10.51%;小粒径SAP对疲劳寿命的提升程度随应力水平的提高而增大,当应力水平为0.80时,自养护组的疲劳寿命相比基准组提升了2.65倍;SAP能够有效提升水泥混凝土结构内部密实度,吸持ITZ区域部分水分,增强水泥石和骨料之间的粘结性,从而改善混凝土抗盐冻性能和疲劳特性。     

过渡金属V、Ti及Y的添加对Mg-Al合金储氢性能的影响

采用热处理工艺并结合机械合金化制备Mg-Al合金,同时利用XRD、SEM以及吸放氢测试对其性能进行表征,研究过渡金属V、Ti及Y的添加对Mg-Al合金储氢性能的影响。结果表明:材料主要由Mg17Al12相组成,Mg17Al12的氢化产物为MgH2和Al,且该过程是可逆的,并在过渡金属的催化作用下,Mg-Al合金的综合储氢性能明显提高;Mg-Al合金的初始放氢温度为577 K,添加V、Ti以及Y后,合金材料的初始放氢温度分别下降了80、46和60 K。此外,Mg-Al合金材料脱氢反应的表观活化能为175.1 kJ/mol,掺杂V、Ti及Y后合金材料脱氢反应的表观活化能从175.1 kJ/mol分别下降到134.6、134.9和131.4 kJ/mol,进一步证实了过渡金属元素V、Ti以及Y的添加能有效提高材料的综合储氢性能。     

内养生桥面铺装混凝土抗早期塑性开裂性能

为改善桥面铺装混凝土抗早期塑性开裂性能,通过平板约束法和现场桥面铺装实体工程研究了内养生材料对混凝土抗早期塑性开裂性能的影响。试验结果表明,内养生材料可以有效延缓混凝土的早期开裂,且随着内养生材料掺量的增加,混凝土抗早期塑性开裂性能越好;当内养生材料掺量为0.2%(质量分数)时,平板约束法下的混凝土单位开裂面积由1 219 mm²/m²降低到47 mm²/m²。在实体工程应用中,同普通混凝土相比,0.2%掺量的桥面铺装混凝土单位面积裂缝条数、最大长度、最大宽度以及开裂面积分别同比下降了91.7%、55.8%、37.5%、90.7%,说明内养生材料可以显著提升桥面铺装混凝土抗早期塑性开裂的性能。     

金属卤化物对4MgH2/TiH2复合材料储氢性能的影响

在氢气保护下,采用机械合金化制备4MgH_2/TiH_2以及4MgH_2/TiH_2+5%A(质量分数,A=AlCl_3,LaCl_3,CeCl_3)复合材料,并通过PCT、XRD、SEM以及DTA等手段对复合材料进行表征。结果显示,4MgH_2/TiH_2以及4MgH_2/TiH_2+5A(A=AlCl_3,LaCl_3,CeCl_3)复合材料吸氢量均在4.5%(质量分数)左右,且在150s时间内吸氢即可达到饱和。添加CeCl_3后,复合材料的脱氢反应焓从添加前的72.7kJ/mol下降到65.1kJ/mol,而添加AlCl_3和LaCl_3后,复合材料的脱氢反应焓则分别增加到80.6kJ/mol和82.5kJ/mol。这表明CeCl_3能有效提高4MgH_2/TiH_2复合材料的热力学性能,而AlCl_3和LaCl_3的添加则会导致4MgH_2/TiH_2复合材料的热力学性能下降。     

内养生路面混凝土水分传输特性及力学性能

研究了内养生路面混凝土各形式水分在不同龄期的转化规律,探索了高吸水性聚合物(SAP)粒径及掺量对路面混凝土相对湿度、收缩性能及抗弯拉强度的影响,揭示了内养生对抗弯拉强度的影响机理.结果 表明:小粒径SAP能够持续释放内养生水对混凝土进行较长时间的养生;内养生路面混凝土在3、7d的减缩率高达68.85％和73.98％;内...