橡胶混凝土掺杂玄武岩纤维的抗氯离子渗透性能研究

为研究掺杂玄武岩纤维的橡胶混凝土的抗氯离子渗透性能并得出最佳配合比,本文确定橡胶颗粒掺量、玄武岩纤维掺量和玄武岩纤维长度三个因素,进行6 h电通量试验,通过比较电通量的大小对9组混凝土试件的进行研究。实验结果表明:试件电通量随着橡胶颗粒掺量的增加表现出先减小后增大的趋势,且掺量从15%到20%时的增大幅度明显大于掺量从10%到15%时的减小幅度;随着玄武岩纤维掺量的增加,电通量亦先减小后增大,且变化幅度较为平均;随着玄武岩纤维长度的增加电通量持续减小且幅度由小变大。推荐配合比为:橡胶颗粒体积取代率15%、玄武岩纤维掺量0.10%、玄武岩纤维长度18mm。

木-混组合梁R-ECC连接板受弯性能有限元分析

为研究高延性橡胶粉水泥基复合材料(R-ECC)在木-混组合连续梁负弯矩区中的适用性,对木-混组合梁R-ECC连接板和混凝土(RC)连接板的受弯性能进行了有限元对比分析,设计了10组不同参数的R-ECC连接板,探究了连接板厚度、无粘结层区长度、配筋率及配筋方式等主要影响参数对木-混凝土组合连续梁负弯矩区R-ECC连接板受弯性能的影响,并与已有的试验结果进行对比分析。研究结果表明:同设计参数的R-ECC连接板的抗弯承载力有限元结果与试验结果较吻合,且优于RC连接板;连接板厚度和配筋率对木-混组合梁抗弯承载力影响较大,而无粘结区长度和配筋方式对其影响不大。

橡胶-玻璃粉改性透水路面强度和冻融性分析

为提高透水混凝土在季冻区的适用性,同时进一步发挥可持续材料的利用价值,采用正交设计探究玻璃-橡胶复掺透水路面的强度和冻融损伤。结果表明,基于轻荷载透水混凝土路面的优质配合比为孔隙率20%、水胶比0.26、橡胶颗粒6%、玻璃粉20%。经过冻融耐久性试验分析多种透水混凝土样本后发现,复合掺杂玻璃粉和橡胶颗粒的透水混凝土较单掺橡胶颗粒及对照组抗冻性分别平均提高了13.93%和38.82%。改性后的透水混凝土能够通过调整胶凝材料将混凝土透水性能和强度性能结合,满足规范要求的同时达到减轻生态压力和降低生产成本的目标,在道路建设和可持续发展领域具有重要的应用价值。

橡胶砂应力-应变特性三轴-单剪联合试验研究

橡胶砂作为一种环保的岩土材料有广泛的应用前景。应用三轴和单剪两种试验方法对2种固结压力下、7种配比橡胶砂的应力-应变特性、体变特性和模量衰减特性进行了对比研究,结果表明:随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂模量降低,应力-应变曲线向应变硬化型转变,线性关系增强;随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂剪胀特性减弱,剪缩增大;橡胶砂应力-应变关系可用扩展邓肯-张模型进行模拟,模型参数受橡胶颗粒含量影响的规律明显;随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂的静剪切模量Gs与剪应变γ曲线降低,而橡胶砂模量衰减曲线Gs/G0-γ(G0为初始剪切模量)向大应变方向偏移;三轴和单剪两种试验方法得到的橡胶砂应力-应变特性、体应变-剪应变规律类似,但试验参数明显受应力状态和应力路径的影响,两者的差异主要表现为三轴试验得到的应力-应变曲线和模量曲线高于单剪试验,产生这种差异的主要原因是由于前者的平均应力相对较大。试验还得到了橡胶砂初始模量随橡胶颗粒含量降低的经验关系。

拉拔作用下土工合成材料在风化料-废弃轮胎橡胶颗粒轻质土中的变形行为研究

风化料-废弃轮胎橡胶颗粒轻质土密度小、透水性强,可以有效减小结构变形。然而筋材在此类轻质土中的变形规律尚不清楚。为此,考虑不同的橡胶颗粒质量比(10%、15%和30%)和不同的法向压力(30、50、100kPa),基于自主研发的传感型土工合成材料(SEGB),开展了SEGB筋材的拉拔试验。SEGB具有拉敏效应,可以通过测试电阻变化确定自身应变,实现分布式变形测量。基于单向拉伸试验和直剪试验结果,分别建立了筋材全应力-应变曲线的双线性本构模型和筋土界面作用的双曲线本构模型,并以此为基础推导了筋材在拉拔过程中的荷载传递方程。通过有限差分法求解该方程,得到了拉力、应变、位移和界面剪应力等指标在筋材上的分布情况。通过对比分析试验结果和数值计算结果,认为所建立的本构模型是有效的。橡胶颗粒质量比对筋土界面的摩擦特性有影响,且存在最优值。拉力、应变、位移和界面剪应力的最大值均出现在筋材的拉拔端,而后沿着筋材减小并逐步稳定。土体中筋材在较高法向应力下表现出黏塑性状态,且应变水平较高,但位移值较小。与高法向应力相比,低法向应力下筋材的界面剪应力分布更加均匀。

功能化氧化石墨烯/聚氨酯涂层抗风沙冲蚀性能

使用硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行功能化改性,并采用傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱和X射线衍射(XRD)来表征氧化石墨烯改性前后结构变化;对功能化氧化石墨烯/聚氨酯涂层与普通聚氨酯涂层进行力学性能测试以及模拟风沙冲蚀试验.结果表明:硅烷偶联剂成功对氧化石墨烯进行了共价键改性,且改性后的功能化氧化石墨烯在聚氨酯中具有良好的分散性与相容性;涂层的硬度随着功能化氧化石墨烯含量的增大而先增加后降低;当功能化氧化石墨烯含量为0.5%时,涂层的冲蚀率明显降低,抗风沙冲蚀性能显著增强,模拟特强沙尘暴冲蚀后涂层的使用寿命要比普通聚氨酯涂层延长至少0.8 a.

基于实验和数值方法的橡胶材料本构模型分析

为探寻目前用于土木工程减隔震方面的基于唯象理论的Neo-Hookea模型、Mooney-Rivilin模型和Yeoh模型三种橡胶本构模型在有限元分析中的匹配程度,先对橡胶进行静力加载实验,然后通过实验数据处理得到三种本构模型各自的参数,并将三种模型参数分别代入到有限元软件进行分析计算,最后将得到的三种模型下的计算结果与实验数据对比.分析结果表明,在橡胶压缩时,Neo-Hookea模型适用于压应变为045%的范围,Mooney-Rivilin模型和Yeoh模型适用于压应变为≥60%的范围.研究对橡胶压缩时如何选择本构模型做出了解答,过程中所采用的研究方法和研究结果也有一定的借鉴意义和实用价值.

硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附-分散性能的影响

系统研究了硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体流变性及水化性能的影响.结果表明:硫酸盐降低了聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,削弱了聚羧酸减水剂对水泥浆体的分散作用.随着硫酸盐掺量的增加,聚羧酸减水剂分散性能下降.少量硫酸盐延缓了水化加速期最大水化放热速率峰的出现,并且提高了最大水化放热速率.而大量硫酸盐则使得水泥水化诱导期缩短,最大水化速率峰显著提前.大量硫酸盐的加入促进了水泥浆体中钙矾石(AFt)的生成,削弱了水化铝酸钙(CAH)的生成.MgSO4对于水泥浆体中水化产物生成的促进作用最明显.掺加MgSO4的水泥水化产物中含有大量细丝状水化硫铝酸盐产物.MgSO4对水泥水化具有显著延缓作用,水化产物结晶成核作用较缓慢,从而使得水化产物生成及分布更加均匀,形状更加细小.

高性能硅酮结构胶在超高层建筑幕墙中的应用

广州珠江新城西塔超高层幕墙工程采用拉伸粘结强度标准值大于0.6 N/m2的高性能硅酮结构胶。依据粘弹性基本原理,对隐框玻璃幕墙结构胶进行应变-时间和应变-应力分析,论述高性能结构胶的可行性、可靠性和耐久性。工程已竣工两年,目前工程情况良好,实践表明,高性能硅酮结构胶在高层建筑隐框玻璃幕墙工程的应用是可行的。

工业硅灰在高流变环氧粘钢胶中的改性应用研究

通过试验考察掺硅灰三元复合填料对环氧树脂流变性能及力学性能影响,研究硅灰对环氧粘钢胶的综合性能改性情况。结果表明:硅灰在环氧粘钢胶中性能发挥与基础填料的掺量关系密切。当三元复合填料体系中硅灰∶石英砂∶滑石粉=5:140:35时,硅灰的掺入使得复合填料级配达到最优化。树脂黏度适中,通过硅灰改性制备出的粘钢胶流变性能优异,整体性能远远超出GB 50367中对A级粘钢胶的性能要求;而基础填料过多过少均在一定程度上限制硅灰对环氧粘钢胶触变及力学性能增强增韧效果。

复合改性沥青密封胶的组成优化及性能研究

改性沥青类密封胶修补效果优异、生产成本较低,已被广泛应用于裂缝修补,但仍存在黏结性、柔韧性和耐久性不足的问题。热塑性硫化硅橡胶(TPSiV)兼具有硅橡胶结构稳定、耐候性佳和热塑性聚氨酯高强度、高弹性等优势,表现出优异的黏结性、耐久性、柔韧性以及高低温稳定性。本研究以90#基质沥青为主要原料,首先采用糠醛抽出油(FEO)对TPSiV进行预溶胀处理,再采用高速剪切法,通过添加苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、废旧胶粉(CR)、CaCO_(3)等改性剂,制备得到一系列高效复合改性沥青密封胶。系统研究SBS、TPSiV、CR掺量和CR粒径对改性沥青密封胶各项性能的影响,最终通过密封胶全套的路用指标对配方进行验证。采用软化点差值法表征了该密封胶的热储存稳定性,用荧光显微镜和扫描电子显微镜观察了TPSiV和TPSiV改性沥青的微观结构,采用傅里叶红外光谱(FTIR)对沥青改性前后的红外光谱进行了表征。结果表明:SBS掺量的增大显著提高了其高温性能,推荐掺量为3%;TPSiV提高了密封胶的柔韧性和粘结性,最佳掺量为3%;随着CR粒径减小,高温性能提高,低温性能下降,选择40目作为最佳粒径;随着CR掺量增加,改性沥青高温性能得到改善,最佳掺量为22%。该密封胶最佳配方SBS∶TPSiV∶CR∶CaCO_(3)∶FEO质量比5∶3∶22∶5∶3,满足储存稳定性要求;TPSiV具有粗糙的表面结构,表面附着有硅橡胶微粒,有利于后期与沥青粘附,且TPSiV在复合改性沥青中分散均匀,TPSiV复合改性沥青中化学改性和物理改性同时存在。

反复压力作用下橡胶的承载力—变形特性的试验研究

对3种不同刚度的橡胶试件进行了反复抗压加载试验,考察了在竖向反复压力作用下橡胶的承载力—变形特性。试验结果表明,当竖向荷载较小时,橡胶试件的荷载—变形呈线性变化;随着竖向荷载不断增大,荷载—变形出现非线性特性。当经历多次反复加载—卸载试验后,橡胶的荷载—变形曲线趋于稳定。当荷载卸至零时,橡胶的竖向压缩变形及横向膨胀变形不能完全恢复至零,存在一定的残余变形;而且,刚度越大,残余变形越大。多次反复压缩加载的压力较大时,橡胶试件的非线性刚度比初次加载时略有增大,但是,对整体力学性能影响较小,即橡胶具有较好的反复压缩力学性能。

SEAM/SBS复合改性沥青及其混合料性能研究

基于针入度评价体系和PG分级体系,研究了硫磺(SEAM)和SBS掺量对改性沥青高低温性能和流变特性的影响,进而通过室内试验研究了SEAM/SBS复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明:SEAM/SBS复合改性沥青的针入度指标体系性能符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求;在3.5%SBS+(30%、40%)SEAM复配方案下,SEAM/SBS复合改性沥青具有良好的高低温性能和热贮存稳定性。与5%SBS改性沥青混合料相比,该SEAM/SBS复合改性沥青混合料的动稳定度对温度敏感性较低、对高温环境有极强的适应性,抗疲劳性能更优,同时水稳定性和低温抗裂性能相近。

钢结构用胶安全性鉴定

为确保钢结构用胶在加固工程中的安全使用,在制订国家标准《钢结构加固设计规范》的同时,有必要局部修订国家标准GB 50728—2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》。为此,规范管理组在胶粘剂安全性检测与鉴定方面做了不少前期工作。本文仅就其基本性能项目的筛选及其性能指标的拟定情况作简要的评介。

塑胶跑道标准体系的探讨

探讨了我国塑胶跑道标准体系的发展,从3个方面提出标准体系中存在的问题:一是国家标准如GB/T 14833—2011《合成材料跑道面层》指标控制不严、参数设定不够全面;二是通过对地方标准、团体标准指标的对比分析,提出地方标准、团体标准指标过于严格,部分指标值差别大;三是部分地区检测机构的检测能力不足,亟待完善提高;并针对塑胶跑道标准体系的建设提出意见,希望新国家标准在参数的设置上更加科学合理、可操作性强,以指导塑胶跑道行业朝着正确的方向健康发展。

聚氨酯在塑胶跑道中的研究分析

由于聚氨酯塑胶跑道在发展过程中出现异味、重金属含量超标等现象,针对聚氨酯塑胶跑道中出现异味、重金属含量超标现象进行有效解决的目的,采用配方的改良以及性能的提升的方法,并对聚氨酯塑胶跑道的扩链剂与结构性能的关系进行详细分析,通过耐候性试验以及扩链剂与结构性能的测试,得出聚氨酯在跑道中可以摆脱其毒性的劣势,并且可以应用于新国标之中,具有一定的环保性以及稳定性等特点的结论,具有一定的研究价值。

公路隧道衬砌混凝土高抗中性化提升技术研究

公路隧道衬砌混凝土在承载和复合酸性气氛共同作用下的中性化侵蚀不容忽视。研究了江底公路隧道的抗中性化分析预测及公路隧道衬砌混凝土抗中性化的影响参数,并基于荷载水平和复合酸性气氛条件对衬砌混凝土抗中性化水平进行数值分析,提出了公路隧道衬砌混凝土的抗中性化提升技术;然后确定了公路隧道高抗中性化衬砌混凝土临界最大连通毛细孔隙率为9.15%,氢氧化钙含量至少要大于等于环境温度条件下的溶解度,并最终提出了公路隧道高抗中性化衬砌混凝土的设计方法及制备要点,从而为公路隧道抗中性化衬砌混凝土的设计和制备提供依据。

矿渣微粉-糊精灰浆复合胶凝材料的试验研究

用矿渣微粉代替部分石灰,并对36组不同组分的矿渣微粉-糊精灰浆复合胶凝材料的力学性能和耐水性能进行试验研究。结果表明,添加激发剂和砂含量为900 g时都可提高复合胶凝材料强度,且抗压强度随糊精浓度的增加而提高,矿渣微粉替代率为35%时28 d抗压强度较高,矿渣微粉替代率为25%时90 d抗压强度提高显著,当矿渣微粉替代率为25%、糊精浓度为16%、砂含量为900 g并添加激发剂时复合胶凝材料强度最好,其28 d抗折和抗压强度分别为0.62 MPa和3.95 MPa,90 d抗折和抗压强度分别为1.21 MPa和8.31 MPa,且耐水性能达到27 d。用矿渣微粉代替部分石灰,可以提高糊精灰浆力学强度和改善耐水性能。

湿热环境下聚乙烯拉索护套应力-光氧老化性能

为探究服役环境下斜拉索高密度聚乙烯(high density polyethylene,HDPE)护套的老化性能,开展了不同应力水平与环境耦合作用下的人工加速老化试验。通过电子万能试验机得到HDPE护套应力-应变曲线、断裂伸长率、拉伸强度和腐蚀失重等力学性能指标,揭示了HDPE护套的力学性能在湿热环境和荷载耦合作用下的宏观衰变规律,并借助工业电子显微镜从微观角度展示了HDPE护套损伤特征,推演了HDPE护套长期性能从宏观尺度向微观尺度发展的进程。研究表明:随着HDPE护套不断老化,其表面依次出现污渍、黑点、裂纹等损伤形式,致使其断裂强度、拉伸强度和断裂伸长率与老化时间呈指数衰减趋势;随应力水平的提高,衰减速率将进一步加快,尤其是耦合应力6.0 MPa的试样,其断裂强度、拉伸强度和断裂伸长率的下降程度高达42.07%、23.62%和27.56%。

共聚醚二醇对叠层聚氨酯支座耐低温性能的影响

通过引入3-甲基-四氢呋喃/四氢呋喃共聚醚二醇(3MCPG)来提高可浇筑式叠层聚氨酯支座(CLPB)的耐低温性能,从微观层面研究3MCPG质量分数(0%、6%、9%、12%、15%、25%)对聚氨酯弹性体(PUE)的影响机理,对改性后的PUE及CLPB分别在23、0、-10、-20℃下进行一系列力学试验.结果表明:3MCPG的引入降低了PUE软硬段的微相分离程度和玻璃化转变温度;相对于23℃,PUE-0%和PUE-25%的抗拉强度在-20℃分别增加了50.8%、20.1%,CLPB-15%和CLPB-25%的竖向刚度较CLPB-0%分别下降了2.5%、4.4%,CLPB-0%和CLPB-25%的水平刚度在-20℃分别增加了106.0%、44.2%.