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海洋环境碱激发矿渣-石灰石粉净浆的微结构特性

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建筑材料学报 2024年第3期27卷 215-222页

作者：王晨翠金祖权逄博林雄程吉训威青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 青岛理工大学海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心山东青岛266520

采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG-DTG)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS),研究了不同石灰石粉掺量碱激发矿渣-石灰石粉(AAS-LS)低碳胶凝复合体系在海洋环境大气区与水下区的水化产物相组成、官能团以及微... 详细信息

采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG-DTG)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS),研究了不同石灰石粉掺量碱激发矿渣-石灰石粉(AAS-LS)低碳胶凝复合体系在海洋环境大气区与水下区的水化产物相组成、官能团以及微结构特性.结果表明:在海洋大气区自然碳化过程中,AAS-LS净浆新增的碳化产物主要为CaCO_(3)的多晶型物相——亚稳态球霰石和文石;在持续的海水浸泡环境中,有Mg(OH)_(2)和微量Ca(OH)_(2)生成,且在浸泡12个月后,类水滑石相显著出现;石灰石粉在碱激发体系中具有潜在的化学效应.

关键词：海洋环境碱激发矿渣石灰石粉微观结构

滨海环境下水泥基材料有机硅防护涂层的研究进展

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建筑材料学报 2024年第4期27卷 332-342页

作者：李萌萌吴聪金祖权侯东帅陈际洲青岛理工大学土木工程学院山东青岛266525 青岛理工大学海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心山东青岛266520 青岛市政集团山东青岛266071

有机硅涂料通过对侵蚀介质的传输抑制作用以及诱导结晶作用,赋予了水泥基体优越的表面防护效果,显著提升了混凝土结构的耐久性能与安全可靠性.本文归纳了有机硅涂料的分子结构特征及其对胶凝材料的作用机理,全面阐述了有机硅涂料对水泥... 详细信息

有机硅涂料通过对侵蚀介质的传输抑制作用以及诱导结晶作用,赋予了水泥基体优越的表面防护效果,显著提升了混凝土结构的耐久性能与安全可靠性.本文归纳了有机硅涂料的分子结构特征及其对胶凝材料的作用机理,全面阐述了有机硅涂料对水泥基材料耐久性能的提升效果,探讨和展望了有机硅涂料在工程应用中存在的主要问题以及未来发展趋势,旨在为水泥基材料耐久性防护的深入研究与应用提供重要的理论指导与工程参考.

关键词：有机硅涂料水泥基材料表面防护结晶作用抗侵蚀

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中美高校土木工程材料课程教学差异研究

高教学刊 2024年第5期10卷 1-6页

作者：张苹金祖权张鹏崔祎菲鲍玖文青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

对中美高校土木工程材料课程的课堂授课、实验及考核等方面进行比较研究。美国的土木工程材料课程设置及讲授注重实验和工程应用,重基础知识和自主学习。我国注重课堂基础教学,提倡线上教育。提出我国高校应适度增加实验学时,并根据专... 详细信息

对中美高校土木工程材料课程的课堂授课、实验及考核等方面进行比较研究。美国的土木工程材料课程设置及讲授注重实验和工程应用,重基础知识和自主学习。我国注重课堂基础教学,提倡线上教育。提出我国高校应适度增加实验学时,并根据专业方向不同对授课内容有所侧重;可借鉴美国的研究生助教制度,强化课堂和实验教学的指导以及课下与学生的沟通交流,进一步提高教学质量。

关键词：土木工程材料工程实践中美高校教学差异学时分配

氯盐腐蚀下纤维/树脂界面黏结退化试验与分子动力学模拟

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硅酸盐学报 2023年第5期51卷 1136-1145页

作者：李师财金祖权宋华苗海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心青岛理工大学山东青岛266520 中国华西工程设计建设有限公司山东青岛266000

纤维/树脂界面黏结性能对纤维增强聚合物(FRP)筋承载过程中纤维与基体之间力的传递至关重要,但海水海砂混凝土孔溶液中氯离子扩散至纤维/树脂界面区会使得其黏结性能退化.自制纤维/树脂微脱黏装置,并与数字图像相关(DIC)技术相结合,追... 详细信息

纤维/树脂界面黏结性能对纤维增强聚合物(FRP)筋承载过程中纤维与基体之间力的传递至关重要,但海水海砂混凝土孔溶液中氯离子扩散至纤维/树脂界面区会使得其黏结性能退化.自制纤维/树脂微脱黏装置,并与数字图像相关(DIC)技术相结合,追踪玄武岩/玻璃纤维与树脂在氯盐溶液中腐蚀28 d的黏结性能退化过程,并通过分子动力学模拟揭示了腐蚀离子导致界面黏结性能退化机制.结果表明:玻璃纤维与树脂间的黏结性能优于玄武岩纤维;玄武岩/玻璃纤维与树脂在NaCl溶液腐蚀28 d,其界面黏结力分别下降了73.9%和71.8%,拉拔过程中破坏模式以基体开裂和纤维拔出为主;树脂与纤维基底主要通过形成氢键黏结,氯离子与基底界面原子的相互作用使原有氢键原子对数量减少,加速了纤维与树脂的脱黏.

关键词：纤维/树脂界面黏结性能分子动力学数字图像相关技术氯离子

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橡胶颗粒抑制蒸养混凝土热损伤机制

复合材料学报 2023年第5期40卷 2960-2971页

作者：安军林于泳金祖权张维东青岛理工大学土木工程学院青岛266520

通过向蒸养混凝土中掺入橡胶颗粒制备蒸养橡胶混凝土来抑制蒸养过程中混凝土产生的热损伤。通过试验测试了蒸养橡胶混凝土的抗压强度;建立了考虑界面过渡区的橡胶混凝土随机骨料模型,基于ABAQUS,模拟研究了橡胶颗粒对降温阶段混凝土温... 详细信息

通过向蒸养混凝土中掺入橡胶颗粒制备蒸养橡胶混凝土来抑制蒸养过程中混凝土产生的热损伤。通过试验测试了蒸养橡胶混凝土的抗压强度;建立了考虑界面过渡区的橡胶混凝土随机骨料模型,基于ABAQUS,模拟研究了橡胶颗粒对降温阶段混凝土温度损伤应力的影响,从细观角度研究橡胶颗粒抑制蒸养混凝土中微裂纹发展规律,并将温度损伤应力作为初始缺陷,模拟了橡胶混凝土的抗压性能,验证了模拟结果的可靠性;通过压汞(Mercury intrusion porosimetry,MIP)测试研究了橡胶颗粒对蒸养混凝土孔结构的影响;通过超景深显微镜研究了橡胶与水泥石之间的结合情况。研究结果表明:橡胶颗粒掺入可以抑制蒸养混凝土的热损伤,减少强度损失。橡胶颗粒可以有效降低蒸养混凝土试件的总孔隙率,蒸养橡胶混凝土试件有害孔径较未掺加橡胶颗粒的普通蒸养混凝土下降了3.1%,同时改善了橡胶和水泥基体的粘结状况。

关键词：蒸养橡胶混凝土数值模拟热损伤孔结构力学性能

温度影响epoxy/C‑S‑H界面黏结性能的分子动力学模拟

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建筑材料学报 2022年第10期25卷 1086-1091页

作者：杨清瑞金祖权王攀侯东帅青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

采用分子动力学模拟技术模拟不同温度条件下环氧树脂(epoxy)/水化硅酸钙(C‑S‑H)界面的脱黏行为,研究了热环境对epoxy/C‑S‑H界面黏结性能的影响,从纳观尺度评价了其界面热敏感性.结果表明:随着温度的升高,epoxy/C‑S‑H界面的力学性能下降... 详细信息

采用分子动力学模拟技术模拟不同温度条件下环氧树脂(epoxy)/水化硅酸钙(C‑S‑H)界面的脱黏行为,研究了热环境对epoxy/C‑S‑H界面黏结性能的影响,从纳观尺度评价了其界面热敏感性.结果表明:随着温度的升高,epoxy/C‑S‑H界面的力学性能下降;在热环境下,epoxy在C‑S‑H表面附近密度降低、稳定性减弱,阻碍了epoxy与C‑S‑H之间的应力传递;随着温度的升高,epoxy与C‑S‑H之间的离子键合作用、氢键作用减弱,界面相互作用能下降.研究结果从纳观角度揭示了热环境下epoxy/C‑S‑H界面黏结弱化的内在机理,为FRP加固混凝土技术的优化设计和可持续发展提供了理论依据.

关键词：分子动力学热环境环氧树脂水化硅酸钙力学性能温度条件

氯盐腐蚀下纤维/树脂界面粘结退化试验与分子动力学模拟

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硅酸盐学报 2023年

作者：李师财金祖权宋华苗中国华西工程设计建设有限公司海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心青岛理工大学

纤维/树脂界面粘结性能对纤维增强聚合物(FRP)筋承载过程中纤维与基体之间力的传递至关重要，但海水海砂混凝土孔溶液中氯离子扩散至纤维/树脂界面区会使得其粘结性能退化。自制纤维/树脂微脱粘装置，并与数字图像相关(DIC)技术相结合... 详细信息

纤维/树脂界面粘结性能对纤维增强聚合物(FRP)筋承载过程中纤维与基体之间力的传递至关重要，但海水海砂混凝土孔溶液中氯离子扩散至纤维/树脂界面区会使得其粘结性能退化。自制纤维/树脂微脱粘装置，并与数字图像相关(DIC)技术相结合，追踪玄武岩/玻璃纤维与树脂在氯盐溶液中腐蚀28 d的粘结性能退化过程，并通过分子动力学模拟揭示了腐蚀离子导致界面粘结性能退化机制。结果表明：玻璃纤维与树脂间的粘结性能优于玄武岩纤维；玄武岩/玻璃纤维与树脂在NaCl溶液腐蚀28 d，其界面粘结力分别下降了73.9%和71.8%，拉拔过程中破坏模式以基体开裂和纤维拔出为主；树脂与纤维基底主要通过形成氢键粘结，氯离子与基底界面原子的相互作用使原有氢键原子对数量减少，加速了纤维与树脂的脱粘。

关键词：纤维/树脂界面粘结性能分子动力学数字图像相关技术氯离子

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氧化石墨烯/硅烷涂层分子动力学传输模拟

建筑材料学报 2023年第9期26卷 1039-1046页

作者：于娇李萌萌柴松岳金祖权关静青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 青岛理工大学海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心山东青岛266520

基于分子动力学研究了水化硅酸钙(C-S-H)及分别涂覆氧化石墨烯(GO)涂层和氧化石墨烯/硅烷(GS)复合涂层纳米孔道中的水分传输过程.结果表明:富含羟基和环氧基的GO涂层提供的大量氢键位点会加速水分的传输;GS复合涂层通过离子键的相互作用... 详细信息

基于分子动力学研究了水化硅酸钙(C-S-H)及分别涂覆氧化石墨烯(GO)涂层和氧化石墨烯/硅烷(GS)复合涂层纳米孔道中的水分传输过程.结果表明:富含羟基和环氧基的GO涂层提供的大量氢键位点会加速水分的传输;GS复合涂层通过离子键的相互作用,与C-S-H基体产生有效结合,其裸露的疏水性尾链可以有效抑制水分的传输.

关键词：耐久性分子动力学氧化石墨烯/硅烷复合涂层毛细传输

基于DIC的混凝土嵌入式BFRP筋拔出行为及黏结性能研究

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建筑材料学报 2023年第1期26卷 45-52,70页

作者：孙亚楠金祖权逄博朱德举青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

基于数字图像相关(DIC)技术对混凝土内嵌入式玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)筋的界面黏结性能及其拔出过程开展了研究.采用数字图像采集处理技术获取了BFRP筋从混凝土表面拔出过程的应变场演变数据并计算了界面的黏结应力.结果表明:BFRP筋... 详细信息

基于数字图像相关(DIC)技术对混凝土内嵌入式玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)筋的界面黏结性能及其拔出过程开展了研究.采用数字图像采集处理技术获取了BFRP筋从混凝土表面拔出过程的应变场演变数据并计算了界面的黏结应力.结果表明:BFRP筋从混凝土表面拔出过程中,黏结应力与应变沿筋材呈现对称分布;随着拉拔荷载的增加,界面黏结应力、应变均不断增大,养护龄期为7 d的C50混凝土与BFRP筋的黏结界面在靠近加载端区域的最大应力和应变分别为3.3 MPa、0.020;与淡水河砂混凝土相比,当养护龄期达到28 d时,相同水胶比下海水海砂混凝土与BFRP筋界面黏结处的最大应力提高了19%左右;延长养护龄期可有效增大混凝土与BFRP筋的界面黏结应力;界面黏结应力和应变沿加载端到自由端呈线性下降趋势;拔出后加载端混凝土损伤严重,BFRP筋黏结段呈现部分纤维拉断剥离现象.

关键词：数字图像相关 BFRP筋界面黏结海水海砂混凝土