无缓凝剂磷酸镁修补砂浆的力学性能实验研究

磷酸镁水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)是一种快速修补型胶凝材料,具备快硬、早强、高强、粘结力强、耐久性好等优点。首先运用正交试验方法,通过控制胶砂比、氧化镁与磷酸二氢盐的物质的量比(M/P)和水胶比,确定了基准MPC修补砂浆的最优配合比。然后研究了粉煤灰和磨细矿渣对MPC修补砂浆抗压强度和抗折强度的影响,分析了其强度特征。结果表明,MPC修补砂浆的最佳M/P比为6∶1,胶砂比1∶1。掺加粉煤灰的MPC修补砂浆具有较高的强度尤其是抗折强度,适宜作为道路与机场道面的快速修补材料。掺加磨细矿渣的MPC修补砂浆,其力学性能不如掺加粉煤灰的MPC修补砂浆。此外,MPC修补砂浆的抗折强度和抗压强度之间具有密切的线性相关关系,且与养护龄期、原材料来源与烧结温度、是否掺加缓凝剂和矿物掺合料、M/P比和水胶比等因素无关。     

脱硫石膏基复合胶凝材料的物理力学性能试验

以β型脱硫石膏为基材,混掺水泥、粉煤灰和硅灰等胶凝材料,加入自制的专用改性外加剂,制备脱硫石膏基复合胶凝材料,测试分析原料组分、水胶比和养护方式对脱硫石膏基复合胶凝材料性能的影响,通过SEM和XRD测试手段探讨其强度形成及耐水机理。试验结果表明:水泥掺量为20%、粉煤灰掺量为25%和水胶比为0.7时的脱硫石膏基复合胶凝材料综合性能优良,其28 d抗压强度为12.1 MPa,吸水率为17.6%,软化系数为0.81;二水石膏晶体形成的第一支撑骨架和以钙矾石和C―S―H凝胶等形成的第二支撑骨架相互补充,提高了脱硫石膏基复合胶凝材料结构的致密性和耐水性。     

硅灰对掺早强剂预制构件混凝土早期性能的影响（英文）

为研究硅灰对掺早强剂预制构件混凝土早期性能影响,采用硅灰、粉煤灰和早强剂三元复掺技术,测试分析混凝土抗压强度、水化热、水化产物及微观结构,探究硅灰对掺早强剂预制混凝土构件早期性能影响。试验结果表明：掺早强剂预制混凝土构件中硅灰最适宜量为9%;硅灰填充了水泥颗粒间的细小孔隙,但水泥水化初期主要受水胶比及水泥粒径影响;随着水化反应的不断进行,硅灰提供更多成核表面,特有的火山灰反应使掺早强剂水泥基材料水化程度及水化速率增大。     

植物纤维水泥复合材料复合机理

一年生植物纤维水泥复合材料是一种具有广阔应用前景的新型复合材料。它是以一年生植物──农作物秸杆（碎料）为增强纤维，水泥为基体（并起粘结剂作用），经特定工艺成型的复合材料。本文从复合材料力学的观点出发，对这种复合材料的复合机理，包括其增强相、基体相、界面相及其复合效果等方面进行了研究。结果表明：在添加剂的成功使用下，一年生植物纤维和水泥取得了良好的界面复合效果，其主要力学性能已达到或超过了与之相似的木质水泥刨花板。     

钛合金缺口试样拉伸破坏载荷预测

针对航空发动机轮盘常用钛合金材料,开展了常温和高温下光滑和缺口试样的拉伸变形和断裂行为试验研究,建立了其大变形本构模型。基于该本构模型,利用大变形有限元分析,计算获得缺口试样的载荷-位移曲线。将该曲线最高点对应的载荷确定为试样的拉伸破坏载荷,并与试验进行对比。结果表明理论预测与试验吻合较好,从而验证了所提出的拉伸破坏载荷预测方法的有效性。     

大掺量矿物掺合料混凝土在氯盐、硫酸盐及其复合溶液中的抗冻性

采用快冻法研究了大掺量矿物掺合料混凝土(High-volume mineral admixture concrete,HVMAC)在水,10%NaCl和5%MgSO4溶液以及5%MgCl2+5%Na2SO4复合溶液中的抗冻性.结果表明:混凝土的冻融微裂纹与NaCl溶液的冰晶压力、MgSO4对混凝土的化学腐蚀反应相互促进,推动了混凝土冻融微裂纹扩展,加速了HVMAC的冻融破坏作用,在10%NaCl和5%MgSO4溶液中的抗冻性分别比水中降低了56%和33%.复合溶液的冰点降低效应以及氯盐对混凝土硫酸盐腐蚀的缓解作用,促进了HVMAC抗冻性的成倍提高.因此,大量掺加矿物掺合料的高性能混凝土(High performance concrete,HPC),在实际复杂的盐渍土环境中具有明显的技术特点和性能优势.     

采用多糖结合剂磨具的单晶蓝宝石加工（英文）

提出了一种用于单晶蓝宝石绿色加工的新型多糖结合剂磨具。设计了磨具的配方和制备工艺,研究了微波处理对多糖凝胶性能的影响。制作了磨具试样并对单晶蓝宝石进行了加工试验。研究发现,随着交联多糖比例的增加,多糖凝胶的结晶度降低。含有交联多糖的磨具试样具有较高的表面硬度。加工试验结果表明,采用这种新型磨具,蓝宝石晶片的表面质量得到了显著的改善。当磨具砂结比为2∶1时,材料去除率可达0.68μm/min,提高磨具砂结比可获得较好的自锐性能,但材料去除能力降低,磨具磨耗增大。初步验证了多糖材料作为磨具结合剂的有效性。     

混凝土自收缩的测定与模型分析

为了研究水胶比和粉煤灰掺量对混凝土自收缩的影响,建立了混凝土自收缩自动测量系统,并测定了水胶比分别为0.25,0.30,0.40和0.53的硅酸盐水泥混凝土及粉煤灰掺量为10%,20%,30%,40%,60%的粉煤灰混凝土的自收缩发展。以硅酸盐水泥水化动力学为基础建立了相应的数值模型,结果表明,硅酸盐水泥混凝土随着水灰比的降低,混凝土的自收缩发展越迅速,最终收缩值越大,掺加粉煤灰后,可以明显降低混凝土的自收缩值和自收缩的发展速率。     

MgCl2，Na2SO4复合腐蚀与弯曲荷载作用对碳化混凝土的抗冻性的影响

在未加载与加载条件下,采用快冻法研究了快速碳化28 d后的粉煤灰混凝土(FAC)、大掺量矿物掺合料混凝土(HCMC)和绿色高耐久性混凝土(GHDC)在水和5%MgCl2 5%Na2SO4复合溶液中的抗冻性.结果表明,碳化FAC和碳化HCMC的抗冻性与冻融介质的化学成分存在密切的关系,氯盐、镁盐和硫酸盐腐蚀对碳化FAC的冻融破坏存在叠加效应;镁盐和硫酸盐腐蚀能够缓解NaCl对碳化HCMC的冻融破坏,而NaCl腐蚀则能加速镁盐和硫酸盐对碳化HCMC的冻融破坏作用;NaCl的冰点降低作用能大大缓解碳化GHDC在腐蚀溶液中的冻融破坏,即使在镁盐和硫酸盐溶液中混有NaCl成分,也能够明显地提高碳化GHDC的抗冻性.进一步研究还表明,在(MgCl2 Na2SO4)复合溶液的冻融条件下,碳化显著降低了FAC和HCMC的耐久性,施加弯曲荷载使其耐久性进一步劣化,但GHDC的耐久性则不受碳化作用和外部弯曲荷载的影响.因此,GHDC即使发生了严重的碳化,在(MgCl2 Na2SO4)复合溶液、弯曲荷载和冻融循环及其多因素耦合作用下仍然具有非常高的耐久性.     

机场跑道耐冲磨混凝土的研究

针对机场跑道混凝土所处环境、受力特环以及对修补材料的性能要求，提出采用超塑化、膨胀、树脂掺入等复合手段，大幅度改善钢纤维混凝土基质材料的结构性能。通过高效粘结，充分发挥了钢纤维的增韧抗冲击作用，使这种有机无机复合、金属非金属复合的混凝土材料具有优异的抗冲击性和耐磨性。实验结果表明，机场跑道混凝土特别是飞机起降区域板块适合采用SPE－SFRC复合材料。在基础稳定的条件下，基本可在设计使用年限内无须大修，其社会、经济效益巨大。     

矿物掺合料对混凝土氯离子扩散行为的时间依赖性的影响

通过自然扩散法,研究了掺加矿物掺合料的混凝土在高浓度环境溶液中的氯离子扩散行为,探讨了暴露时间对混凝土表观氯离子扩散系数的影响.结果表明,混凝土的表观氯离子扩散系数均随着暴露时间的延长而降低,其时间依赖性与矿物掺合料掺量有关.当粉煤灰掺量和硅灰掺量分别达到30％和15％时,粉煤灰混凝土和硅灰混凝土的表现氯扩散系数随时间的降低速度最快.因此,粉煤灰混凝土和硅灰混凝土具有比普通混凝土更好的长期抵抗氯侵蚀能力.     

模具材料对复合材料制件固化过程应变的影响分析

复合材料热压罐固化工艺过程中,制件的固化变形依旧是影响成形质量的重要原因。通过光纤光栅和热电偶相结合的方法对复合材料制件在热压罐成形工艺过程中的温度和应变进行在线监测,研究了树脂基体对制件应变的影响规律,并基于此分析了不同模具材料对制件固化过程应变和固化变形的影响。试验结果表明:树脂与模具是复合材料固化过程应变变化的主要影响因素,在升温/保温阶段,树脂的流动、热膨胀、固化反应等是应变变化的主要原因,而在降温阶段模具收缩对应变变化起主导作用;不同模具材料的刚度、与制件的结合能力以及热膨胀系数的变化会在复合材料固化过程的不同阶段对应变变化产生较大影响。本文获得了不同材质模具试验条件下复合材料制件固化过程中的应变曲线,分析了固化过程中模具对复合材料制件内部应变的影响规律,为深入分析大型复合材料构件固化变形提供了理论支撑。     

高比例SiCp/Al复合材料热膨胀系数的研究

通过无压渗透法工艺 ,选用不同颗粒度 ( 70 #,10 0 #,15 0 #,180 #) ,不同颗粒形状 (不规则多边形 ,近球形 )的SiC ,制备了不同基体材料 (纯铝 ,ZL10 1,ZL3 0 1)的复合材料试样 ,并用云栅干涉法对各试样的膨胀系数进行了测定。结果表明 :SiCp Al的膨胀系数随颗粒尺寸的增大而下降 ,近球形颗粒增强复合材料的膨胀系数比不规则多边形要小 ,不同基体材料的复合材料的膨胀系数按着ZL10 1,纯铝 ,ZL3 0 1的顺序增大     

泡沫夹层结构复合材料热膨胀模压法工艺研究

在传统泡沫夹层结构复合材料成型工艺基础上,探索了一种新型的夹层结构成型工艺。传统工艺需要热压罐、真空袋等外部设备来为成型提供压力,文中提出了利用泡沫本身热膨胀和刚性模具的限制作用,为泡沫夹层结构复合材料提供成型压力。通过对泡沫芯材的模压发泡工艺的控制、监测,分析了夹层结构成型时内部产生压力的大小。同时,对其弯曲强度和剥离强度进行了表征。实验结果表明:控制芯材密度、发泡温度和发泡时间能有效地提高夹层结构的成型压力和力学性能。     

钉载作用下层板多孔过盈配合分析

本文利用各向异性体平面弹性理论中的复势方法,以Faber级数为工具,导出层板多孔/弹性核过盈配合在钉载作用下的级数解。     

基于BP神经网络的复合材料性能预测

针对复合材料性能表征十分复杂、困难的情况,利用人工神经网络的BP算法,建立了复合材料性能预测模型。模型由3层神经元组成,分别为输入层、隐含层和输出层。以碳/陶瓷复合材料性能与成分的关系为研究对象,选取了38组实验数据作为学习样本,模型总误差为0.18,用建立的网络预测未知,并给出预报曲线。和试验值相比较表明,所建立的网络能反映碳/陶瓷复合材料组分与其材料性能之间的关系,为实验设计提供了新的思路,节省了时间和劳力。     

反复荷载作用下预应力CFRP筋HPC梁的力学响应

对于预应力碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced composite,CFRP)筋高性能混凝土(High per-formance concrete,HPC)梁,建立了预应力CFRP筋的组合壳单元模型和GFRP筋的分层壳单元模型,结合相关准则研究了预应力CFRP筋HPC梁的几何非线性和材料非线性,分析了反复荷载作用下HPC梁的非线性力学响应。结果表明,单调荷载作用下预应力CFRP筋HPC梁的跨中挠度和CFRP筋应变的计算结果与试验数据均吻合良好,证明了所提出单元的有效性和研制程序的正确性;反复荷载作用下预应力CFRP筋HPC梁的受拉区配筋种类对HPC梁的力学响应具有显著影响,且梁体破坏时CFRP筋和GFRP筋均未达到相应的极限强度,所得结论供HPC梁设计参考。     

三维编织复合材料力学性能的实验研究

本文考察了三维编织方法的发展历史及应用背景,针对不同的编织方法,研究了所产生的编织复合材料基本“单胞”结构,以及不同编织参数对复合材料构件基本力学性能的影响,着重比较研究了二步法及四步法所形成构件与层合板构件的结果。采用反射光弹技术考察了编织复合材料的孔边应力集中现象,得到了有益的结果。本文针对三维立体织物的特点,研究使用了RTM成型工艺,得到了较好的编织试验件。     

嵌入中空纤维的树脂基复合阻尼材料设计

文章对一种耦合了中空纤维原材料阻尼特性和中空结构缓冲作用的嵌入中空纤维的树脂基复合阻尼新材料进行了研究.分析了各影响因素对三层中空纤维层合(3-HL)、带约束层的单层中空纤维夹心(2-CSLH)、带约束层的中空纤维蜂窝夹心结构(2-CSHC)这三种结构复合材料阻尼性能的主次影响规律,且前两者中阻尼最优试样与2-CSHC试样阻尼值大于0.54的阻尼平台区较宽,△Hz分别为5Hz-112Hz,7Hz-200Hz;阻尼峰值分别可达0.56和0.59;结构设计优越性为2-CSHC>2-CSLH>3-HL.