2025, 28(4):291-298. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.001
摘要:为探究硅灰掺量及橡胶粒径对水泥砂浆蠕变性能的影响,设计16组试件进行正交试验,分别对不同硅灰掺量、不同橡胶粒径水泥砂浆的无侧限抗压强度、蠕变特性及微观特征进行分析.结果表明:橡胶颗粒会减小砂浆的无侧限抗压强度,增大其蠕变变形,但在硅灰加入后橡胶砂浆(为掺橡胶颗粒的水泥砂浆的简称,下同)的强度回升,蠕变变形减少;橡胶砂浆与普通砂浆都经历了三级加载,且橡胶砂浆的蠕变历时更长,硅灰的加入使试件发生破坏的载荷等级明显提高;基于减速蠕变阶段和等速蠕变阶段的试验数据对Burgers模型的参数进行辨识,发现二者的吻合情况较好;微观结构与细观模型很好地阐明了橡胶、硅灰对砂浆蠕变性能的协同作用机理.
2025, 28(4):299-306. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.002
摘要:考虑普通混凝土(NC)强度等级、刻槽密度2个因素,通过斜剪试验和双面直剪试验,分析了超高性能混凝土-普通混凝土(UHPC-NC)刻槽界面在压剪和纯剪应力状态下的剪切性能,并基于试验结果给出了UHPC-NC刻槽界面抗剪强度计算公式以及此类界面斜剪试件的界面倾角范围.结果表明:界面倾角30°斜剪试件表现为NC压溃破坏或界面剪切+NC压溃组合破坏,界面倾角60°斜剪试件和直剪试件均表现为界面剪切破坏;试件强度与NC强度成正比,随着刻槽密度的增大,界面倾角30°斜剪试件的强度基本不变,界面倾角60°斜剪试件和直剪试件的强度逐渐增大;UHPC-NC刻槽界面的抗剪内摩擦角取决于NC强度等级.
2025, 28(4):307-314. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.003
摘要:为了获得干湿交替作用下开裂混凝土中氯离子传输规律,通过拉普拉斯变换方法,建立了干湿交替作用下带非贯通裂缝混凝土中的氯离子对流扩散模型,分析了裂缝宽度和裂缝深度对氯离子含量分布的影响,统计了裂缝参数与表面氯离子含量的关系.结果表明:随着裂缝宽度和裂缝深度的增加,混凝土表面氯离子含量积累加快,从而加速了氯离子传输;与现有模型相比,本文理论模型精度提高了30%.
2025, 28(4):315-322. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.004
摘要:基于Fick扩散定律和系统吉布斯自由能最小化原理,构建了硫酸盐侵蚀混凝土反应-传输模型.通过Matlab接口程序耦合COMSOL和GEMS软件,实现了该模型的顺序非迭代法数值求解. 研究了温度影响下,考虑钙溶蚀行为的硫酸盐侵蚀混凝土的物相组成、孔隙率、全元素和多离子时空分布规律. 结果表明:混凝土膨胀开裂引起的含S固相损失是导致S元素分布存在峰值的原因;由于膨胀性腐蚀产物的高温稳定性差,靠近混凝土侵蚀表面的孔隙率随着温度的升高而降低;相较于在23 ℃条件下由膨胀开裂所造成的质量损失,混凝土在高温条件下的质量损失主要由孔溶液中初始pH值的降低引起,这一变化导致水化产物发生分解.
2025, 28(4):323-329. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.005
摘要:评价了不同粒径再生砖细骨料(RFCB)的表面活性,研究了RFCB颗粒级配、替代率和初始饱水度对再生砖细骨料混凝土(RBC)抗氯离子渗透性能和孔隙结构的影响.结果表明:在碱性环境下,RFCB的表面活性随其粒径减小而逐渐增大;RFCB的掺入增加了混凝土的总孔隙体积和孔隙率,但细化了其孔径分布,降低了其平均孔径和最可几孔径;RFCB还减小了混凝土的氯离子扩散系数和电通量,分别降低了19%~59%和24%~54%.最后,基于灰色关联理论和多元非线性回归分析,确定了与RBC抗氯离子渗透性能关联度最高的平均孔径、最可几孔径参数,建立了RBC氯离子扩散系数、电通量与孔结构参数的数学模型.
2025, 28(4):330-339. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.006
摘要:为研究温度和剪切速率对树脂锚固界面裂隙演化机制的影响,利用变温剪切试验装置对锚固试件进行剪切试验,并利用数字图像相关法(DIC)和扫描电镜(SEM)分析了剪切界面裂隙的演化规律和微观破坏特征.结果表明:锚杆-锚固剂界面的峰值剪应力随着温度和剪切速率的增大而减小;在36°~72°范围内,随着锚杆肋角的增大,锚杆-锚固剂界面的峰值剪应力逐渐增大;温度和剪切速率对锚固剂-岩石试件的裂隙演化和锚固剂-岩石界面的峰值剪应力均有较大影响.
2025, 28(4):340-349. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.007
摘要:通过正交试验设计,优化了仿生物基温拌再生沥青混合料的空隙率、高低温性能及水稳定性,得到最佳组合参数.同时,采用傅里叶红外光谱(FTIR)技术,分析了仿生物基温拌再生剂对老化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的作用机理.结果表明:在试件击实成型温度为130 ℃、沥青混合料回收料(RAP)掺量为50%且仿生物基温拌再生剂掺量为4.5%条件下,温拌再生沥青混合料的性能达到最优;掺入4.5%仿生物基温拌再生剂能够有效恢复老化SBS改性沥青的官能团结构,这进一步验证了仿生物基温拌再生沥青混合料宏观性能优化的准确性.
2025, 28(4):350-357. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.008
摘要:基于Q355、Q460和Q690钢材在火灾升温和降温全过程中的力学性能试验结果,对3种钢材火灾降温阶段的断口形貌和力学性能进行对比分析.结果表明:当最高受热温度在700 ℃以内时,Q460和Q690钢材的降温阶段弹性模量折减系数相近,3种钢材屈服强度f0.2折减系数相差较大,屈服强度f2.0折减系数相近,极限强度折减系数有一定差距;当最高受热温度为800、900 ℃时,3种钢材降温阶段弹性模量和屈服强度折减系数相差较大,而极限强度折减系数相差较小;将现有规范推荐的钢材高温力学性能与3种钢材降温阶段力学性能进行对比得出,现有规范中钢材升温阶段力学性能折减系数无法系统地预测钢材降温阶段力学性能.
2025, 28(4):358-366. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.009
摘要:本文研究了偏高岭土(MK)对聚合物改性硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥-脱硫石膏(PC-CSA-FGD)三元胶凝体系防腐砂浆(简称防腐砂浆)凝结时间、力学性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗氯离子侵蚀性能、水化产物和孔结构的影响.结果表明:随着MK掺量的增大,防腐砂浆的凝结时间逐渐缩短,掺30% MK防腐砂浆的初凝时间和终凝时间较初始值分别缩短了28、47 min;当掺量较低时,MK能提高防腐砂浆的力学性能、抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子侵蚀性能,掺10% MK防腐砂浆的90 d抗折强度和抗压强度分别为13.6、73.4 MPa,氯离子扩散系数仅为0.30×10-12 m2/s,这与MK能优化孔结构、降低水化产物氢氧化钙和钙矾石含量、反应生成更多水化硅酸钙凝胶和水化硅铝酸钙凝胶有关;MK在防腐砂浆中的掺量不宜超过20%,以10%最佳.
2025, 28(4):367-374. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.010
摘要:针对防水砂浆开裂导致的寿命问题,研发了一种自修复微胶囊,其直径为3.0~3.5 mm,芯材为磷酸镁水泥、海藻酸钠和聚乙二醇,壁材为环氧树脂复合硫铝酸盐水泥;将自修复微胶囊掺进水泥砂浆,并研究了其自修复效果及机制.结果表明:自修复微胶囊防水耐碱性能较好,能与硅酸盐基体产生紧密的界面过渡区,促使裂缝沿微胶囊发展;微胶囊破损后海藻酸钠遇水迅速膨胀形成水凝胶网络结构,15 min内膨胀面积超200%,可以初步封堵裂缝,随后磷酸镁水泥水化,于水凝胶中持续作用,加强裂缝封闭;该微胶囊3 d内可修复200 μm以下的裂缝,7 d内可修复450 μm的宽裂缝,7 d内抗渗性能可恢复至76%,自修复快速且高效.
2025, 28(4):375-384. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.011
摘要:采用Cu、Zn、Fe阳极材料及CuSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3电解液,通过电化学沉积方法(EDM)来封堵钢筋混凝土裂缝,对比分析了电流密度、电解质溶液浓度和电沉积时间对裂缝表面闭合率、裂缝抗渗系数、离子在裂缝中的扩散深度及电极质量损失率等的影响,并通过X射线衍射和扫描电镜分析了电沉积产物的组成与形貌.结果表明:愈合裂缝中电沉积物的结晶程度较高,形态各异;较低的电流密度和电解液浓度最有利于EDM的堵漏效果.
2025, 28(4):385-392. DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.04.012
摘要:为探究自然环境中昼夜交替对沥青老化的影响,设计了间歇式紫外光老化试验,利用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪及原子力显微镜对间歇式紫外光老化沥青的流变性能进行了研究.结果表明:与持续式紫外光老化相比,间歇式紫外光老化对沥青流变性能影响更显著,经间歇式紫外光老化后沥青的高低温流变性能劣化更严重,中温条件下流动性更差,温度敏感性更低;相同深度下,沥青蜂状结构数量和蜂状结构总面积更少,老化物质在沥青内部扩散更充分,老化程度更大.