冻融和盐作用对糯米粉的结构和糊化特性的影响

糯米浆是我国古代应用最广泛的建筑胶凝材料,可显著提高三合土和灰浆的强度特性、抗渗特性和粘结特性.挖掘糯米浆的科学价值,对于传统技术的科学利用,特别是对古建筑的修复具有十分重要的意义.文中用石油醚对糯米粉进行脱脂,采用双波长法对糯米粉中的直链淀粉和支链淀粉进行测定,用FT-IR,XRD,TG/DTG和SEM分析了糯米粉脱脂前后的结构和形貌,同时用XRD和SEM分析了冻融循环、Na 2SO 4加入对糯米淀粉结构、晶型和形貌的改变,用Brabender粘度仪研究了不同条件下的糊化特性.结果表明,糯米粉中直链淀粉和支链淀粉的含量分别为9.16%和78.56%,糯米粉和脱脂糯米粉的糊化温度基本相同,但峰值粘度、崩解值和回升值下降.冻融循环不会改变糯米粉中淀粉颗粒的结构和晶型,但峰值粘度、谷值粘度、终值粘度、崩解值和回升值均有降低趋势;加入4%的Na 2SO 4后,会使糊化温度升高,崩解值升高,回升值下降.本研究对糯米粉的科学认知具有重要的意义,期望为针对性地提高糯米浆的胶凝品质提供理论参考.

盐冻耦合环境下再生砖粉ECC的耐久性研究

利用再生砖粉取代工程水泥基复合材料(ECC)中的石英砂,制备再生砖粉ECC,采用混凝土快速冻融试验,研究了氯盐、硫酸盐及复合盐(氯盐+硫酸盐)溶液侵蚀作用下再生砖粉ECC的质量损失率和相对动弹性模量变化规律,建立了ECC在盐冻侵蚀环境下的损伤模型,并对其耐久性进行评价。结果表明:冻融循环300次后,再生砖粉ECC在清水、氯盐、硫酸盐及复合盐四种介质中的质量损失率分别为2.884%、4.984%、1.955%和6.891%,相对动弹性模量分别下降了6.468%、16.300%、24.303%和39.861%;再生砖粉ECC在单一盐冻情况下的抗冻等级大于F300,在复合盐冻情况下的抗冻等级大于F250,具有良好的抗盐冻性能;建立的冻融损伤模型可较好地反映ECC在不同冻融介质下的损伤度Dn与冻融循环次数的关系,可以为严寒地区的结构耐久性设计提供有效参考。

盐冻循环下粉煤灰再生混凝土性能劣化规律及寿命预测

为研究粉煤灰再生混凝土在高寒、盐渍土地区的耐久性问题,以质量分数为3%的NaCl和5%的Na_(2)SO_(4)混合溶液为冻融介质,采用快冻法对不同粉煤灰掺量的再生混凝土进行冻融循环试验,测定各组试件的质量损失、抗压强度以及相对动弹性模量的数据,研究粉煤灰再生混凝土在盐冻耦合作用下的性能劣化规律,并通过抛物线损伤模型预测再生混凝土的耐久性寿命。研究结果表明:在盐冻侵蚀作用下,不同掺量粉煤灰再生混凝土的相对动弹性模量和抗压强度变化均呈现前期平缓下降,后期快速下降的趋势,而质量损失率则前期缓慢增长,后期快速增加;抛物线模型能较好表征粉煤灰再生混凝土在复合盐环境下的冻融损伤,其模型拟合曲线与试验结果符合较好,具有较高的精度;当粉煤灰掺量为20%时,再生混凝土的抗冻耐久性寿命最长。

碳纳米纤维混凝土抗盐-冻性能研究

为研究碳纳米纤维混凝土在盐-冻融循环作用下的抗冻性能变化规律,以3.5%NaCl溶液作为冻融循环介质,对4种不同碳纳米纤维(CNFs)质量掺量(0%、0.1%、0.2%、0.3%)的混凝土试件进行快速冻融循环试验,通过扫描电镜、X射线衍射和氮气吸附等微观测试手段分析纤维改性机理,并建立冻融损伤模型以评价盐-冻融循环条件下碳纳米纤维混凝土的损伤演化规律。结果表明,CNFs可提高混凝土抗盐-冻性能,改善效果与碳纳米纤维掺量呈正相关,质量掺量为0.3%时抗冻等级及耐久性指数较基准组提高100%。CNFs通过桥接裂缝、控制纳米级裂纹、成核、改善孔结构提高混凝土密实度,进而改善混凝土的抗盐-冻性能。基于不同评价指标建立的冻融损伤模型符合威布尔分布且R2均大于0.9,可用于评价和预测盐-冻融循环条件下碳纳米纤维混凝土损伤情况。

盐浸-干湿-冻融耦合作用下混凝土坝强震开裂机理

为探究混凝土坝在盐浸侵蚀、干湿循环、冻融循环因素影响下的强震破坏规律,通过材料劣化试验和数值模拟方法开展大坝强震开裂机理研究。针对坝体不同位置开展盐溶液侵蚀、干湿循环以及冻融循环劣化试验,基于材料试验结果,构建混凝土重力坝扩展有限元模型,模拟混凝土材料劣化前及劣化后混凝土坝强震开裂破坏情况。结果表明:多因素耦合作用导致混凝土材料劣化,强震作用下会降低大坝承载能力,增加大坝倒塌破坏风险。考虑混凝土多种劣化因素影响,所得结论可用于高寒地区混凝土坝的抗震设计。

结构型钢纤维对盐-冻融耦合作用下混凝土损伤的影响

为探究钢纤维在氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下对混凝土损伤的影响,对多组不同钢纤维掺量的混凝土试件进行快速盐-冻融循环试验。利用超声波法和激光扫描法分析不同掺量盐-冻融后混凝土损伤的效应,通过分析超声波速变化得到混凝土的盐-冻融损伤度D,并建立D与盐-冻融循环次数n之间的韦布尔分布;利用混凝土表面的粗糙度表征混凝土表面损伤,并研究了不同掺量钢纤维混凝土试件表面在盐-冻融循环作用后粗糙度变化率ΔR的作用,以及ΔR与D的函数关系。结果表明:混凝土盐-冻融损伤随着钢纤维掺量的增加而减小;基于超声波法建立的损伤度D与盐-冻融循环次数之间较好地满足两参数韦布尔分布,决定系数大于0.95;混凝土试件损伤度D随粗糙度变化率ΔR的变化规律满足指数函数关系,决定系数大于0.80。

冻融循环作用下粉砂质硫酸盐渍土变形特性研究

【目的】为探究南疆地区粉砂质硫酸盐渍土的变形特性,【方法】在封闭系统条件下对粉砂土进行冻融循环试验,利用扫描电镜对土体结构进行表征分析。【结果】结果显示:粉砂质硫酸盐渍土硫酸钠含量为0和1.0%时变形以融沉为主,5次循环后变形量分别为-1.30 mm、-1.02 mm;硫酸钠含量为2.0%、5.0%、8.0%时变形表现为盐胀-冻胀变形,5次循环后变形量分别为2.46 mm、8.53 mm、3.43 mm。【结论】结果表明:粉砂质硫酸盐渍土在冻融循环作用下温度和硫酸钠含量是影响土体发生冻融变形的主要因素。在低温区间土体的变形随温度的降低表现为盐胀-冻胀,在升温过程中土体先后出现冰融和盐溶变形;土体的最终变形量与硫酸钠含量的变化表现为先增后减,当硫酸钠含量为5.0%时,土体的盐-冻胀率达到最大为2.5%。运用扫描电镜可发现粉砂质硫酸盐渍土经冻融循环后在自重作用下会产生沉降,内部盐分重结晶是抑制沉降甚至造成土体膨胀的主要原因。

解冻方式对炝蟹食用品质的影响

为研究不同解冻方式对冻藏炝蟹食用品质的影响,筛选食用前的最佳解冻方式,对低温解冻、室温解冻、流水解冻、超声解冻和脉冲磁场辅助解冻5种方式的解冻曲线、感官评价、电子舌、蟹肉蛋白质及其降解产物和呈味核苷酸含量变化进行分析。结果表明:超声和脉冲磁场辅助解冻最具时效性(10.4、26.2 min),低温解冻最耗时(312.6 min)。脉冲磁场辅助解冻蟹肉的色泽、质地和气味的评分最高,超声解冻的口感评分最好。电子舌结果表明,低温解冻、脉冲磁场辅助解冻和超声解冻蟹肉品质较接近,与流水解冻和室温解冻之间存在较大差异。超声解冻蟹肉的水分质量分数最高(84.37%),脉冲磁场辅助解冻的蛋白降解指数最低(13.83%),流水解冻的蟹肉水分质量分数最低(77.36%),且蛋白降解指数最高(16.64%)。低温解冻蟹肉的总游离氨基酸含量最高(2885.78 mg/100 g),脉冲磁场辅助和超声解冻蟹肉中谷氨基酸、甘氨酸和丙氨酸的含量相近,分别为97.50、665.80 mg/100 g和487.20 mg/100 g及92.30、642.40 mg/100 g和490.50 mg/100 g,显著高于其他3种解冻方式。不同解冻方式对炝蟹蟹肉中呈味核苷酸作用显著,超声和脉冲磁场辅助解冻蟹肉中呈味核苷酸具有较高的含量,以脉冲磁场辅助解冻蟹肉中等效鲜味浓度最高(44.38 g/100 g)。因此,脉冲磁场辅助解冻最适宜作为冻藏炝蟹的解冻方式。

水-盐-温耦合环境路基盐-冻融循环试验研究

新疆南疆区域沥青混凝土道路路基结构受南疆特殊的盐渍土的水-盐-温耦合环境作用,在干湿循环作用和盐-冻融循环作用下路基结构发生损伤破坏。运用研发的水-盐-温多场耦合试验系统模拟南疆盐渍土环境特有的干湿循环和盐-冻融循环耦合环境作用,对沥青混凝土道路路基结构试样开展盐-冻融循环环境作用下的损伤破坏试验研究。结果表明:在一个盐-冻融循环周期水盐分布沿路基结构高度具有显著的变化特性,路基基底土中的水盐在温度梯度作用下由下向上发生迁移积聚,盐-冻融循环作用使路基结构中的水盐相态变化产生的应力应变是路基结构发生损伤变形的主要原因;可通过控制优化道路路基结构水-盐-温环境因子,阻断水盐在路基结构中的迁移,有效控制盐-冻融循环作用对路基结构的影响。

除冰盐冻融作用下混凝土界面粘结强度与界面过渡区细观力学性能的关系

界面过渡区(Interfacial transition zone, ITZ)是混凝土内部结构的薄弱环节,也是外界侵蚀性离子向内扩散渗透的通道。通过除冰盐快速冻融实验研究了在除冰盐冻融环境下混凝土界面宏观和细观力学性能的变化规律。结果表明,混凝土粗骨料与砂浆的界面粘结强度和ITZ显微硬度在盐冻过程中均呈现出典型的两段式线性变化,即随着盐冻循环次数增加而增强的初始强化阶段和随着盐冻循环次数增加而降低的后期劣化阶段;初始界面粘结强度或ITZ显微硬度随着水胶比的增大而减小,初始强化速率减慢,后期劣化速率加快,且低水胶比的混凝土有着较好的抗盐冻性能;盐冻过程中混凝土粗骨料和砂浆的界面粘结强度与ITZ显微硬度之间具有较明显的相关性。此研究结果为盐冻环境下混凝土细观力学分析提供了基础数据。

含盐量及冻融条件对冻融氯盐粉质黏土静动强度特性影响研究

沿海地区隧道建设中人工冻结法加固越来越多,而冻融氯盐粉质黏土静动强度及弹性模量特征是人工冻结法加固解冻融沉预测与稳定性设计的重要依据。为深入研究氯盐粉质黏土静动强度及弹性模量变化规律,开展了冻融前后、不同含盐量及冻融温度的固结不排水静三轴试验和动三轴试验。研究结果表明:不同试验条件下静三轴应力-应变曲线及动三轴骨干曲线均呈现应变硬化特征;冻融前试样曲线初始线性阶段更明显。静强度随含盐量增加先降后升,存在一对应最低强度的临界含盐量为1%;-10℃冻融后,含盐量≤3%时动强度无明显变化,含盐量为4%时动强度显著增大至其余含盐量试样的1.8倍;含盐量增加使弹性模量增加1.1~2.0倍。对弹性模量进行E/E_(max)归一化处理,并可用双曲线模型进行描述。冻融后,2%含盐量试样静、动强度损伤率分别为52%~66%、69%~78%,峰值静、动弹性模量损伤率为90%、81%。冻融温度对静、动强度及弹性模量影响不明显。研究结果可为人工冻结法在海相含盐地层应用、预测与控制工后融沉提供理论依据,保证隧道安全运营。

浅析混凝土的冻融破坏机理

混凝土耐久性决定了建筑结构的安全性与稳定性,并在长期服役过程中起到重要作用,影响其使用寿命。耐久性与混凝土所处的环境密切相关,寒冷地区正负温交变引起的混凝土冻融破坏是导致混凝土耐久性不足的重要原因之一。介绍了混凝土冻融耐久性的两种典型破坏形式,即内部冻胀开裂和表面盐冻剥蚀,包括冻融破坏的特征、常用表征手段以及劣化机理。同时针对非引气混凝土和引气混凝土,普通混凝土和高性能混凝土的冻融破坏机理进行了比较和分析,并针对性介绍了高性能混凝土的冻融破坏特性。

冻融循环条件下细粒硫酸盐渍土盐冻胀力学特性试验研究

硫酸盐渍土在失水或者温度降低的情况下会产生盐胀现象,严重影响结构物的正常使用.为研究细粒硫酸盐渍土盐冻胀力学特性,选取青海乐都公路段二十里铺区沿线硫酸盐渍土,采用自制试验箱,开展室内冻融循环试验,分析含盐量及冻融循环次数对法向盐冻胀力的影响.试验结果表明:冻融循环过程中,土中盐溶液向土体上表面迁移,同时析出的盐结晶和冰结晶使土样中硫酸钠溶液浓度增大,从而引起土体膨胀变形.压实系数为0.93、含水率为20%的细粒硫酸盐渍土盐冻胀力随着含盐量和冻融循环次数的增加而增大,盐冻胀力的增长趋势随着冻融循环次数的增加逐渐降低;在一个冻融循环周期内,按照盐冻胀力中盐胀占比及冻胀占比随温度变化的规律,将盐冻胀力变化分为四个阶段:盐胀阶段、盐冻胀耦合阶段、冻胀阶段、融化阶段,并测得含盐量为1.5%~4.0%的细粒硫酸盐渍土冻结温度在2~-5℃内变化,且冻结温度随着含盐量的增加而降低;盐冻胀力冻结峰值与残余值随着冻融循环次数的增加而增加,表明细粒硫酸盐渍土的盐冻胀力具有累加性,且含盐量越大累加性越强.

寒旱区温度效应下土壤水盐运移多因素耦合理论研究进展

土壤盐碱化是一个全球性问题,严重制约着农业发展,了解水盐运移规律是改善和预防土壤盐碱化的关键。在寒冷干旱地区农田非耕作期,土壤水盐运移规律主要受冻融作用的影响,而冻融循环下正负温交替对土壤水盐的迁移起到了决定性作用。基于冻融循环作用,从正、负温度效应入手,综述了水-热-气-力-盐耦合等一系列研究成果,分析了正、负温度驱动力的产生及数值模型与试验研究的发展,并在此基础上展望了变化环境条件下土壤盐碱化研究未来的发展方向。盐碱地是世界上最重要的后备耕地资源之一,合理、科学地利用盐碱地,对盐渍土进行改良,防止土壤进一步盐碱化,显得尤为重要。改良盐碱地在农业发展中凸显了节水、生态、低能耗的趋势。研究不同条件下土壤盐分演变的驱动机制和生态调控机制,对改善土壤盐分具有重要意义。

糖液与钙盐组合渗透脱水处理对冻融蓝莓品质的影响

为探究钙盐作为冷冻保护剂与高浓度糖液浸渍组合在常温下进行渗透脱水处理对冷冻蓝莓融化后质地品质的影响。对比以丙酸钙、乳酸钙、氯化钙为代表的3种钙盐冷冻保护剂及质量浓度为0.5、1.5、3.0、5.0 g/mL丙酸钙处理对冻融蓝莓品质的影响。通过观测蓝莓冻融后外观,测定硬度值、弹性、咀嚼性、胶着性、内聚性和回复性品质指标及可溶性果胶、共价结合型果胶和离子结合型果胶的含量。结果表明:添加钙盐结合糖液渗透脱水处理组均可减少蓝莓冻融后皱缩和质地瘫软现象,丙酸钙结合糖液渗透脱水处理组的汁液流失率比对照组降低约25.42%,显著低于(P<0.05)其他处理组,丙酸钙处理组为较优的钙盐添加种类。对丙酸钙添加浓度进行优化筛选,发现当丙酸钙添加浓度为1.5g/mL时可显著降低(P <0.05)蓝莓果实的汁液流失和细胞膜透性,冻融后硬度为1.54 N、弹性0.75 mm,可溶性果胶、共价结合型果胶和离子结合型果胶含量分别达到1.03、0.83和0.68 mg/g,减少蓝莓果实的质地瘫软现象并保持最佳冻融品质。丙酸钙浓度为1.5 g/mL结合渗透脱水技术使冻融蓝莓具有更好的品质,有利于食用和加工。研究结果不仅为解决蓝莓加工行业出现的由于长期冷冻所造成果实质地瘫软问题提供数据基础,还为研发提升果蔬原料冷冻贮藏品质的助冻剂及改性技术提供一定的理论依据。

盐-冻融弱化因子胁迫下橡胶粉改性水泥压浆材料试验研究

选用典型橡胶水泥类脱空修补材料,分别控制龄期(1、3 d)和橡胶粉掺量为0%、5%、10%、15%、20%。以实验数据统计分析为基础,归纳总结在盐-冻融环境下不同龄期、不同掺量的修补材料下动弹性模量、抗压强度、抗折强度和体积膨胀率的弱化趋势。试验结果表明,掺入橡胶粉后,压浆材料各项力学指标具有显著提升,提升效果由优到劣依次为动弹性模量、抗压强度、抗折强度。对于城市主干路而言,应优先选择提高橡胶粉掺量,以确保注浆完成后,路面结构具有较高承载能力。对于交通量较小的城市次干路及以下道路,应优先考虑增加养生时间。在工程实践中,应将橡胶粉掺量控制在12%,以获得最大的工程效果。压浆材料体积膨胀率均控制在3%以内。这表明橡胶水泥类压浆材料在冻融循环作用下,不仅体积膨胀率较好,而且稳定性较高。

严寒地区保温装饰一体化板耐久性研究

为研究严寒地区环境对保温装饰一体化板劣化的影响,以立体多彩漆-硅酸钙板-EPS体系保温装饰一体化板为研究对象,考察其在冻融循环、盐冻融循环、化学侵蚀及人工气候老化条件下的耐久性。通过测试拉伸粘结强度,对保温装饰一体化板的各界面受损情况进行分析。结果表明,冻融循环对多彩漆-硅酸钙板界面破坏严重,而盐冻融循环和人工气候老化则主要影响EPS板性能,酸雨及盐侵蚀对多彩漆面的损坏严重。

盐冻环境下混凝土抗盐冻性能研究

在雨雪侵蚀和冰冻作用下,北方地区水工结构常常会出现盐冻破坏问题,对水工结构的抗渗耐久性和长效稳定运行等带来严重影响。为降低盐冻破坏程度,文章以浑河流域某公路桥梁工程为例,试验探究了矿渣粉、硅灰、粉煤灰对水工混凝土抗盐冻性能的影响,并利用SEM扫描电镜深入分析气泡特征对抗盐冻性能的作用机理。结果表明:在水工混凝土中引入独立均匀分布的密闭气泡能够明显增强其抗盐冻能力,水胶比较大时,抗盐冻能力主要受气泡结构的影响,加入引气剂生成良好的气泡结构可以有效改善抗盐冻性能;水胶比<0.32时,气泡结构特征的影响作用下降,该条件下不掺入引气剂能够保持较高的抗盐冻水平,实际工程中应考虑不同部位及强度要求选择合适的配合比。

冻融循环作用下硫酸盐盐渍土物理力学特性试验研究

为研究硫酸盐盐渍土在冻融循环作用下的力学特性,结合京沈高速铁路朝阳段的工程实际,利用三轴不固结不排水试验对不同冻融循环次数(最多50次)、盐质量分数(0%、2%和5%)和围压(100 kPa、200 kPa、300 kPa和400 kPa)下的硫酸盐盐渍土进行研究,分析不同试验条件下硫酸盐盐渍土的抗剪强度特性及强度劣化机理。研究结果表明:随着冻融循环次数、盐质量分数和围压的逐渐增加,硫酸盐盐渍土的应力-应变曲线逐渐由应变软化向应变硬化转变;抗剪强度随冻融循环和盐质量分数的增加而逐渐降低;对于盐质量分数0%的试样,内摩擦角受冻融循环影响不明显,在30°~34°之间;在短期冻融循环(1~9次)作用下,黏聚力呈上升趋势,在冻融循环9~20次过程中,黏聚力急剧下降,当冻融循环大于20次后,黏聚力逐渐趋于稳定;对于盐质量分数2%和5%的试样,短期冻融循环(小于9次)对内摩擦角影响不显著,而在冻融循环20次后,内摩擦角急剧减小;在冻融循环1~20次过程中,试样的黏聚力逐渐减小,在冻融循环20次时,黏聚力达到最小值;土样在反复冻融循环作用后,土体颗粒大量分解,粒度逐渐变细,细颗粒占比逐渐增大。研究结果可为类似工程提供理论指导。

不同腌渍条件下金枪鱼肉的热物性及解冻速率研究

腌渍对延长水产品保质期和保持其品质具有重要意义,腌渍后水产品的冷冻后解冻工艺需根据原料热物性变化进行探索。以黄鳍金枪鱼为研究对象,将鱼片在质量体积分数为0.00%(对照)、1.44%、2.88%、5.75%与11.50%的NaCl水溶液中腌渍2 h,测定其不同温度下的密度、比热容、热导率与介电特性,并分别进行冷藏解冻与射频解冻。结果表明:随着盐水中NaCl质量体积分数增大,鱼肉密度先减后增,比热容和热导率逐渐降低,介电常数与介电损耗均逐渐升高;腌渍后金枪鱼的冷藏解冻与射频解冻的速率均随NaCl水平增加而降低,射频解冻速率远高于冷藏解冻;冷藏解冻的均匀性优于射频解冻,而射频解冻均匀性随NaCl水平升高有所改善。研究结果为腌渍金枪鱼的射频解冻工艺探索打下了基础,未来可进一步改善均匀性以提高解冻品质。