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新拌湿喷混凝土内聚力测试与影响因素分析

何文敏 , 陈华鑫 , 李祖仲 , 盛燕萍 , 关博文

硅酸盐通报

新拌湿喷混凝土内聚力是决定湿喷混凝土一次喷射厚度的关键因素.设计直剪试验,采用正交试验方法分析了新拌湿喷混凝土内聚力影响因素,结果表明:新拌混凝土内聚力与流动性线性负相关性显著;影响新拌湿喷混凝土内聚力的因素排序为砂率＞速凝剂掺量＞粉煤灰掺量＞水胶比.砂率由50％增大到70％时,新拌混凝土内聚力逐渐降低;水灰比从0.4增大至0.5时,新拌混凝土内聚力先增大、后减小;粉煤灰掺量不超过20％时,可提高新拌混凝土内聚力;新拌混凝土内聚力随速凝剂掺量增大,超过最佳掺量后新拌混凝土内聚力增值微小.

关键词: 湿喷混凝土 , 新拌混凝土 , 内聚力 , 直剪法

活化煤矸石改性沥青胶浆流变性能实验研究?

杨晓凯 , 熊锐 , 范天奇 , 杨涛 , 盛燕萍

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.12.029

煤矸石是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一，以粉体煤矸石为填料对沥青进行改性在国内外鲜有研究涉及。采用锥入度实验、动态剪切流变实验(DSR)和弯曲梁流变实验(BBR)，研究了不同粉胶比条件下活化煤矸石改性沥青胶浆的剪切强度及高、低温流变性能变化规律，并与矿粉改性沥青胶浆进行对比；在此基础上，初探了活化煤矸石改性沥青胶浆作用机理。结果表明，采用活化煤矸石替代矿粉后，沥青胶浆的抗剪强度和高温性能大幅提高，低温性能则基本相当。研究成果为活化煤矸石替代矿粉作为沥青混合料填料的可行性提供了依据。

关键词: 道路工程 , 活化煤矸石 , 沥青胶浆 , 剪切强度 , 流变性能

PVA纤维增强水泥基复合材料高温性能研究

李丹 , 何锐 , 王帅 , 王锴 , 盛燕萍

硅酸盐通报

对PVA纤维增强水泥基复合材料的高温性能进行研究,分别测试了该材料在经受不同高温后的质量损失、抗压强度以及弯曲韧性,并对其微观结构变化进行了分析.结果表明,相比于普通水泥基材料,PVA纤维增强水泥基复合材料的抗压强度高,变形能力大,抗折强度高,弯曲韧性优越,其中纤维掺量为2％的试块28 d抗压强度达到45.98 MPa,抗折强度可达到14.10 MPa,最大挠度达到0.68 mm;高温处理后掺有PVA纤维的试块完整性良好,没有出现破坏性断裂,只表现为微小裂纹;随着温度的升高,不同纤维掺量砂浆试块的质量损失增大,抗压强度和抗折强度以一定的速率下降,但在800 ℃高温处理后试块仍具有一定的抗压强度和弯曲韧性,纤维掺量为2％的试块的抗压强度能达到18.9 MPa,最大挠度可保持在0.12 mm;根据微观测试可以看出,随着温度的升高,纤维缓慢熔出使试块内部出现相互交错的孔隙通道可有效防止试块高温爆裂,试块内部结构由致密变为松散蜂窝状.

关键词: 聚乙烯醇纤维 , 抗压强度 , 抗折强度 , 弯曲韧性 , 高温性能

沥青混合料颗粒间接触力力链及位移场细观分析

常明丰 , 盛燕萍 , 牛晓博 , 张洁 , 王星然

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.20.032

为了从细观角度分析沥青混合料内部颗粒在荷载作用下所形成的接触力力链和位移场,利用离散元方法生成5种排列形式的沥青混合料细观模型,并对5种细观结构施加0.35 kN荷载,追踪了颗粒间接触力力链的分布和大小,以及颗粒所产生的位移.结果表明,3种交叉排列的结构形成各向异性的拉、压力力链,以压力力链为主,最大接触力分别为5598 N、17680 N、9680 N,产生的X向和Y向位移基本呈左右对称分布,随深度的增加位移减小;2种非交叉排列的结构仅产生压力力链,最大接触力分别为385.6 N、334.5 N,产生的X向和Y向位移变化趋势与交叉排列结构类似,但位移较小.

关键词: 沥青混合料 , 离散元方法 , 力链 , 位移场

水泥混凝土粗集料类型对其空间分布特性的影响

何锐 , 王帅 , 李丹 , 盛燕萍

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn.1673-2812.2015.04.021

为研究粗集料类型对其在混凝土内部空间分布特征的影响,利用数字图像处理技术对混凝土随机截面进行处理,以级配分析为图像检测手段,从形态学和统计学两方面对三种粗集料的分布特性进行对比分析.研究表明:图像检测计算得到的级配曲线与实际的级配曲线误差不超过5.72％,较完整地保留了原始图像的基本信息;卵石在形态学上最接近圆形,破碎卵石受长尖角影响而外形尖锐,碎石居于两者之间,且三种粗集料整体分布比较均匀;从统计学角度看,碎石、破碎卵石和卵石的平均紧密程度呈递减趋势,碎石的分布挤嵌程度最趋紧密,但受两端极值影响,波动比较大,卵石的分布相对更趋分散.

关键词: 数字图像 , 粗集料类型 , 形态学 , 统计学 , 空间分布

混杂合成纤维道路混凝土韧性特征与机理分析

王帅 , 武书华 , 何锐 , 盛燕萍

硅酸盐通报

根据水泥混凝土路面的实际受力条件,采用弯曲韧性和冲击韧性两个指标对所制备的聚乙烯纤维/聚丙烯粗合成纤维混杂增强混凝土的韧性特征进行全面评价,并结合SEM微结构分析结果对其增韧机理进行了探讨.结果表明,所制备的4组混杂纤维混凝土的弯曲韧性指标均超过理想弹塑性材料的标准,并且在初裂产生后仍具有较高的强度保持能力,试件的裂缝曲折且细微,有效扩散了裂缝尖端的应力集中;混杂纤维混凝土试块的抗冲击韧性大幅提升,吸收的冲击能约是普通混凝土试块的15倍;采用聚乙烯/聚丙烯粗合成纤维可以在几何形状尺寸与力学性能上形成具有一定级配结构的纤维增强材,产生正混杂效应.

关键词: 纤维混凝土 , 弯曲韧性 , 冲击韧性 , 微结构 , 增韧机理

混杂纤维混凝土的耐硫酸盐腐蚀性能研究

何锐 , 谈亚文 , 李丹 , 盛燕萍

硅酸盐通报

为了研究混杂纤维混凝土抗硫酸盐腐蚀性能,对聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)混凝土进行硫酸盐干湿循环腐蚀和长期浸泡侵蚀试验,采用形貌损伤、质量损失、相对动弹性模量和抗压强度等宏观测试方法研究了混杂纤维混凝土耐硫酸盐腐蚀性能,并结合SEM微观结构测试技术分析了其腐蚀机理.结果表明:不同纤维掺量的混凝土在硫酸盐腐蚀作用下均出现了不同程度的损伤,其干湿循环的腐蚀作用较长期浸泡腐蚀混凝土的腐蚀损伤更为明显;长期浸泡腐蚀作用时,450 d素混凝土抗压强度可达到60 MPa,各纤维混凝土抗压强度均可达到70 MPa,但在干湿循环腐蚀作用下,聚乙烯纤维和聚丙烯粗合成纤维以0.8%+1.2%掺入时,混凝土抗压强度也可达到70 MPa;纤维对于混凝土内部结构应力的缓解,孔隙、通道等缺陷的分散以及纤维之间的捆绑桥联都显著的提高了混凝土抗硫酸盐腐蚀性.

关键词: 纤维混凝土 , 硫酸盐 , 腐蚀性 , 干湿循环 , 长期浸泡

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