钢渣透水砖的制备与性能研究

随着海绵城市建设的兴起,透水砖作为新兴材料,正受到越来越多的关注。采用未碳化的钢渣作为粗、细骨料制备钢渣透水砖,研究目标孔隙率、成型压力以及水胶比对钢渣透水砖抗压强度及透水性能的影响。研究结果表明:目标孔隙率、成型压力以及水胶比对钢渣透水砖性能影响显著,当目标孔隙率为14%,成型压力为9 MPa,水胶比为0.28为最优配合比。

黏弹性阻尼器在既有结构中优化布置方法

为研究黏弹性阻尼器在既有结构的优化布置方法,以某地已建9层钢筋混凝土框架办公楼为依托,运用有限元软件SAP2000,对构建的模型进行弹塑性时程分析,对比不同的黏弹性阻尼器布置方案对既有结构层间位移角、层间剪力和顶点位移影响。结果表明黏弹性阻尼器可以很好得控制结构地震反应;相较于黏弹性阻尼器的均匀布置法,权系数法对结构加固优化效果更好。研究可为黏弹性阻尼器在既有结构抗震加固中提供更优的布置方法。

粉煤灰及聚丙烯纤维对再生透水混凝土性能的影响

为了有效利用建筑垃圾中的红砖,提出了采用再生混凝土骨料和再生红砖骨料按比例全部替代天然骨料,制备再生混合骨料透水混凝土。通过比较再生混合骨料透水混凝土的力学性能、透水性能及抗冻性能,探究复掺粉煤灰和聚丙烯纤维对再生混合骨料透水混凝土性能的影响。研究结果表明:随着纤维掺量的增加,再生透水混凝土的力学性能和抗冻性能有所提高,透水性能有所下降;粉煤灰对再生混合骨料透水混凝土的后期强度提升较为明显,随着粉煤灰掺量的增加,再生透水混凝土的力学性能及抗冻性能提高,透水性能下降,而粉煤灰的过度掺入,会大幅度降低再生透水混凝土的透水性能。在保证有较好透水性能和力学性能的前提下,在采用85%再生混凝土骨料和15%红砖骨料为混合粗骨料的基础上,选择粉煤灰掺量为10%,聚丙烯纤维为6 kg/m^(3)的最优配合比组合。

碳化钢渣代砂对水泥砂浆强度及耐久性能的影响

以钢渣砂部分替代天然砂制备钢渣砂浆,研究钢渣是否碳化及掺量对水泥基砂浆力学性能、干燥收缩性能及抗冻性能的影响。研究结果表明:满足砂浆安定性要求,碳化处理可将钢渣最大掺量由30%提高到45%;随着钢渣掺量的增加,砂浆的后期力学性能、干燥收缩性能及抗冻性能逐渐提升;碳化钢渣掺量为45%时,砂浆强度及耐久性指标均达到最佳且优于天然砂浆;碳化处理后钢渣表面形成致密碳酸钙会填充钢渣孔隙,在宏观上表现为碳化钢渣砂浆的性能更优于未碳化钢渣砂浆。

浮选脱碳粉煤灰砂浆性能试验研究

粉煤灰的高含碳量是限制其作为矿物掺合料使用的主要原因,浮选法能有效降低粉煤灰含碳量。通过正交试验对浮选因素进行探究,确定最优浮选工艺,并将浮选前后粉煤灰作为掺合料用于砂浆中,比较其对所制备砂浆的强度、流动度及干燥收缩性的影响,对砂浆孔结构进行分析。结果表明:粉煤灰的最优浮选工艺采用仲辛醇用量1000 g/t,矿浆浓度150 g/L,0号柴油用量1600 g/t,浮选时间12 min,充气量0.20 m^(3)/h,矿浆与药剂作用时间3 min,得到粉煤灰的烧失量为1.55%。浮选后粉煤灰更能改善砂浆的性能,对砂浆孔结构细化效果更好。当掺量为20%时,较基准砂浆的56 d抗压强度提高8.68%,抗折强度提高13.64%;掺量为40%时,较浮选前砂浆的流动度提升5.66%,56 d的干缩率降低6.61%,无害孔(<20 nm)比例增加30.37%。

嗜碱芽孢杆菌H4对再生骨料性能的改性研究

随着再生骨料性能改性研究的深入,以及微生物诱导碳酸盐沉积研究的进展,研究者提出可将微生物用于再生骨料强化处理中。试验研究好氧型嗜碱芽孢杆菌H4矿化活性的最优条件为细菌浓度108个/m L、环境温度25℃、钙离子浓度10 g/L、pH值为10、矿化沉积时间15 d。根据最优条件配制H4细菌矿化液对再生骨料进行浸泡和喷淋处理,通过处理前后再生骨料的吸水率、压碎指标、表观密度、孔隙结构及微观形貌的变化得出喷淋处理对骨料的改性效果优于浸泡处理,喷淋改性后不同粒径再生吸水率降低幅度介于21.9%~32.8%之间,粗骨料压碎指标降低15.9%,孔隙率降低26.1%,SEM-EDS分析可知矿化后再生骨料表面产生大量碳酸钙。

脱硫石膏对钢渣骨料水泥砂浆性能的影响

为了提高脱硫石膏和钢渣的综合利用率,采用固废协同利用技术制备胶凝材料,研究脱硫石膏掺量对非碳化钢渣骨料水泥砂浆和碳化钢渣骨料水泥砂浆干燥收缩、水分散失、力学性能和抗冻性能的影响,揭示脱硫石膏对钢渣砂浆性能的影响机理。研究结果表明:随掺量的增加,脱硫石膏对钢渣骨料水泥砂浆干燥收缩和水分散失的抑制作用逐渐增强,砂浆的抗压强度和抗冻性能逐渐下降。脱硫石膏与水化产生的Ca(OH)_(2)晶体及钢渣中的Al_(2)O_(3),SiO_(2)反应生成钙矾石(AFt),针状AFt被簇状C-S-H凝胶包裹着构成空间网状结构。由于非碳化钢渣中的部分游离CaO(f-CaO)碳化成CaCO_(3),减少了f-CaO水化反应生成的OH^(-),促进了脱硫石膏与水泥的水化反应,因此碳化钢渣骨料水泥砂浆的性能优于非碳化钢渣骨料水泥砂浆的性能。

既有结构位移型阻尼器加固抗震性能分析与对比

为研究金属阻尼器与摩擦阻尼器对既有钢筋混凝土框架结构的抗震加固效果,运用有限元软件SAP2000进行弹塑性动力时程分析,对比在相同布置方案及相同刚度条件下,金属阻尼器和摩擦阻尼器加固对既有结构层间位移角、层间剪力、耗能及塑性铰分布等地震响应的改善效果.结果表明两类阻尼器均能明显地减轻地震作用对主体结构造成的损伤;摩擦阻尼器在层间位移角和塑性铰控制方面的加固效果明显优于金属阻尼器,而在层间剪力和耗能方面,金属阻尼器较摩擦阻尼器作用效果明显.

不同物理方法处理刺梨果渣理化性质分析

以刺梨果渣为研究对象,通过对果渣纤维进行改性,提高其加工适应性及功能品质。采用双螺杆挤压、超微粉碎和挤压-超微粉碎联用处理方式对刺梨果渣基本营养成分、微观形态结构和理化性质进行对比分析。结果表明:3种改性方式对刺梨果渣营养成分、理化性质等影响显著,其中挤压处理对果渣水溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)含量提高效果最佳,其含量为24.39%,是原果渣SDF含量的3.11倍;超微粉碎组(粒径250~150μm)和挤压处理组果渣膨胀力较对照组(过60目筛的原刺梨果渣粉)提高,持水力较对照组都有所降低,葡萄糖吸附能力除挤压组在个别葡萄糖浓度条件下吸附量较对照组略高,其余各组都低于对照组。超微粉碎、挤压和挤压-超微粉碎联用处理使果渣的水溶性得到显著提高(P<0.05)。挤压-超微粉碎联用处理对果渣阳离子交换能力改善最明显。刺梨果渣经改性后理化性质得到改善,可更好地发挥其生理功能,为开发制备高膳食纤维的功能性产品提供基础依据。

强化后再生粗骨料混凝土单轴受压本构关系

再生粗骨料混凝土应力应变本构关系是再生粗骨料混凝土结构承载力计算和抗震设计重要问题之一,对再生粗骨料混凝土在结构中的应用至关重要.采用纳米SiO2浸泡和颗粒整形技术对再生粗骨料进行强化处理后,制备水胶比为0.5的再生粗骨料混凝土,通过立方体及棱柱体抗压强度试验,分析了不同取代率对再生粗骨料混凝土力学性能的影响.结果表明:强化后再生粗骨料混凝土的泊松比及应力应变全曲线与天然混凝土相似;强化后再生粗骨料混凝土的抗压强度、弹性模量和峰值应力得到明显增强,但仍低于天然混凝土;颗粒整形法整体效果优于纳米SiO2浸泡法;提出了强化后再生粗骨料混凝土的分段式本构关系方程,拟合曲线与应力应变全曲线吻合较好.

微生物矿化沉积对再生骨料界面过渡区的影响

骨料-水泥浆体的界面过渡区疏松多孔是导致再生骨料与天然骨料性能差异的重要原因。通过试验研究微生物矿化沉积技术对再生骨料界面过渡区性能的影响。使用水泥净浆包裹不同菌种和不同方式处理的再生骨料,养护后破碎获得骨料-水泥界面过渡区,通过SEM观察界面过渡区的微观形貌变化,利用纳米压痕试验测量界面过渡区的弹性模量和硬度,并结合再生砂浆块的抗压、抗折强度试验结果,分析微生物矿化沉积对再生骨料界面过渡区的改善效果。结果表明:再生骨料经假坚强芽孢杆菌和嗜碱芽孢杆菌处理后所制备的再生砂浆块的抗压、抗折强度及再生骨料界面过渡区的弹性模量和硬度均有明显提升,两菌种矿化生成碳酸钙的能力不同造成了性能提升效果的差异。

框架-摇摆墙结构的刚度比对框架结构抗震性能的影响

为研究框架-摇摆墙结构的刚度比对框架结构抗震性能的影响,通过弹塑性有限元软件SNAP建立不同平均层剪切刚度的框架结构,并增设不同刚度比的摇摆墙进行分析比较。结果表明:随着框架-摇摆墙刚度比的增大,结构的层间位移角有不同程度的减小,且层间位移角沿高度方向的分布趋于均匀;原框架结构的平均层剪切刚度越小,框架-摇摆墙刚度比变化的影响越明显;刚度比增大到2.0%时,对结构屈服机制产生影响;框架结构平均层剪切刚度越小,其达到屈服所需的框架-摇摆墙刚度比越大。

供氧剂浓度和浸泡位置对MICP再生骨料性能的影响

优化矿化方式是提高微生物矿化沉积(MICP)修复再生骨料效果的有效途径。本研究通过改变供氧剂浓度和再生骨料在培养液中的浸泡位置,分析不同矿化方式对再生骨料物理性能的影响,并通过微观分析进一步验证试验结果。结果表明:当过氧化钙浓度为15 g/L,浸泡位置为培养液中部时,MICP再生骨料吸水率降幅为40.4%,压碎指标降幅为19.7%,孔隙率显著降低且孔径分布最佳,同时产生大量碳酸钙晶体填充骨料裂缝,矿化沉积效果最优。

方钢管柱-H型钢梁外加强环节点抗震性能的影响参数分析

运用ABAQUS软件建立方钢管柱-H型钢梁外加强环节点模型,以加强环板厚度与梁翼缘厚度比、加强环板角度、方钢管柱宽度与加强环板外宽度比、方钢管柱宽厚比为参数进行有限元模拟,通过对节点破坏模态、滞回曲线、骨架曲线和黏滞阻尼系数的比较来研究影响节点抗震性能的加强环参数。结果表明:对节点的破坏模态、滞回性能及耗能能力有明显影响的参数是加强环厚度与梁翼缘厚度比和方钢管柱宽厚比,没有显著影响的节点参数是加强环板角度及方钢管柱宽度与加强环板外宽度比。

盖板式外加强环圆钢管柱-H形钢梁节点抗震性能的有限元分析

为研究盖板式外加强环圆钢管柱-H形钢梁节点的破坏特征和抗震性能,设计了柱径厚比、柱环径厚比、柱梁径宽比及梁腹板高厚比四类参数,通过ABAQUS软件对其进行有限元分析,探讨各参数对节点破坏模态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性性能及耗能能力的影响。结果表明,该类节点破坏模态受各参数变化的影响,在节点核心区剪切破坏和梁端塑性铰破坏之间转变;节点的滞回曲线饱满,具有较好的延性和较强的能量耗散能力;骨架曲线、刚度退化受柱径厚比的影响显著;节点的极限承载力随着柱径厚比、柱梁径宽比及梁腹板高厚比的减小均有不同程度的提高。

强梁弱柱型钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

以柱梁强度比为控制指标,设计了5个强梁弱柱型方钢管混凝土柱-H型钢梁节点,对其进行低周反复荷载试验,考察轴压比、含钢率及节点形式对该类节点抗震性能的影响。结果表明:各试件均在柱端出现塑性铰,极限柱转角均值介于1/34~1/18之间,抗倒塌能力强;边柱节点易发生焊缝破坏,中柱节点的抗震性能优于边柱节点;含钢率越大,轴压比越小,滞回曲线越饱满,承载力退化与刚度退化越慢,延性性能与耗能能力越好;轴压比对抗震性能的影响比含钢率的影响更明显;用我国规范和规程规定的方法验算了方钢管混凝土柱的试验承载力,规范和规程的计算结果偏于安全;对规程的压弯构件承载力计算公式进行了修正,可为规程的修订提供参考。

影响方钢管柱-H型钢梁不等高梁节点域性能的参数分析

为探究影响方钢管柱-H型钢梁外加强环式不等高梁节点域力学性能的参数,以梁高比、柱宽厚比、轴压比、梁翼缘宽厚比、梁柱宽厚比和节点域高宽比为分析参数,采用有限元分析软件ABAQUS,在对比已有试验结果验证有限元模型可靠性的前提下,对节点模型进行了单向位移加载下非线性数值模拟分析。研究结果表明:柱宽厚比对不等高梁节点域剪切初始刚度有明显影响;梁高比、柱宽厚比和梁翼缘宽厚比对节点域的变形能力有一定影响;梁高比和柱宽厚比对不等高梁节点域的剪切承载力影响较大。

某冲压设备振动控制方案的研究

某多层厂房由于将冲压设备从1层移至3层,导致3层楼板产生了较大的振动,设备无法正常使用,且操作人员产生了明显的不适感。为此对结构进行了动力特性测试,分析了楼板振动产生的原因,并提出3种解决方案:增大楼板厚度加固、隔振器隔振及调谐质量阻尼器减振。通过对不同方案减振效率的有限元建模分析,找出最优解决方案为隔振方案。实际工程中设计了冲压设备的隔振系统,通过有限元分析和动力实测,结果表明,隔振器的隔振效率在92%以上,有效地控制了楼板结构的振动。

加强环参数对矩形钢管柱-H型钢梁节点抗震性能的影响

矩形钢管柱-H型钢梁加强环节点具有出色的力学性能,以加强环沿梁外伸长度与梁翼缘宽度之比、加强环沿柱侧壁外伸宽度与柱截面宽度比、加强环边角宽度与梁翼缘宽度之比及加强环与梁翼缘厚度之比为分析参数,通过有限元分析软件ABAQUS建立节点实体模型,分析各参数对该节点抗震性能的影响。结果表明,该类节点的抗震性能优越,破坏模态受各类参数的影响较大,滞回性能易受加强环沿梁外伸长度与梁翼缘宽度之比的影响,骨架曲线、极限承载能力和刚度退化受加强环沿梁外伸长度与梁翼缘宽度之比和加强环与梁翼缘厚度之比的影响显著。

以阻尼器连接的框架-摇摆墙结构在罕遇地震下的抗震分析

框架-摇摆墙结构在工程抗震加固中效果显著,但对连接摇摆墙与框架结构刚性杆两端的节点域构造要求高,且在罕遇地震作用下刚性杆易损坏,可替换性低。需要寻求一种能够代替刚性杆的构件作为连接构件。因此,为研究阻尼器作为连接构件的框架-摇摆墙结构在罕遇地震作用下的抗震性能,以某地区一中学的教学楼为研究对象,利用弹塑性分析软件SNAP,建立黏弹性、金属和黏滞阻尼器代替刚性杆作为连接构件的框架-摇摆墙模型,分析对比连接件对框架摇摆墙结构在罕遇地震作用下的影响。结果表明:阻尼器作为连接件不改变传统摇摆墙的作用机理,并能有效控制层间变形;与刚性杆相比,黏弹阻尼器作为主体结构与摇摆墙的连接构件时,具有传递轴力小、薄弱层层间位移突出的特点;金属阻尼器能提供较大刚度,耗散地震能量,但不能减小顶点位移;黏滞阻尼器能提供较大刚度,耗散地震能力,减少顶点位移,可替换性较高,能满足实际工程抗震加固需求。