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集料形状和尺寸对混凝土边界效应的影响

硅酸盐学报 2011年第9期39卷 1498-1504页

作者：许文祥陈惠苏东南大学材料科学与工程学院江苏省土木工程材料重点实验室南京211189

为了探讨集料对混凝土边界效应的影响机理,利用计算机模拟技术,分析不同形状和尺寸的单尺度椭圆形集料随机堆积对混凝土边界效应的影响。结果显示:椭圆形集料的形状和尺寸的变化不影响集料固相体积分数曲线的形状,均可以分为先上升、后... 详细信息

为了探讨集料对混凝土边界效应的影响机理,利用计算机模拟技术,分析不同形状和尺寸的单尺度椭圆形集料随机堆积对混凝土边界效应的影响。结果显示:椭圆形集料的形状和尺寸的变化不影响集料固相体积分数曲线的形状,均可以分为先上升、后下降、再上升、最后趋于稳定的曲线,趋于稳定时的集料固相体积分数约等于集料的面积分数。通过统计和分析得出结论:当椭圆形集料形状因子的长径比增大时,集料固相体积分数的最高峰值和边界效应层厚度减小,然而最高峰值对应的距离变化不显著;当椭圆形集料的尺寸表征参数长轴和等效直径增大时,集料固相体积分数的最高峰值基本保持恒定,但是最高峰值对应的距离和边界效应层厚度随长轴和等效直径的增大呈线性增长。

关键词：椭圆形集料边界效应体积分数长径比长轴等效直径

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水泥基材料裂缝微生物修复技术的研究与进展

硅酸盐学报 2009年第1期37卷 160-170页

作者：袁雄洲孙伟陈惠苏东南大学材料科学与工程学院南京211189 江苏省土木工程材料重点实验室南京211189

混凝土结构因为开裂而失效的事故屡屡发生,这不仅给国家、人民带来了巨大的经济损失,而且还严重威胁着人们的人身安全。目前混凝土裂缝的修复技术主要有灌浆修复(水泥砂浆或环氧树脂)、电化学修复、微生物修复等。也有相当一部分科研人... 详细信息

混凝土结构因为开裂而失效的事故屡屡发生,这不仅给国家、人民带来了巨大的经济损失,而且还严重威胁着人们的人身安全。目前混凝土裂缝的修复技术主要有灌浆修复(水泥砂浆或环氧树脂)、电化学修复、微生物修复等。也有相当一部分科研人员根据生物体损伤修复的原理,在混凝土传统组分中复合特殊组分使其具有自惨复功能,即令混凝土材料在出现损伤或裂缝时能自动触发修复机制使裂缝愈合。介绍了水泥基材料裂缝的微生物修复技术的研究与进展,分析了这种技术的优势及其存在的问题。展望了其发展趋势和应用前景,最后对该技术进一步的研究方向提出了建议。

关键词：混凝土裂缝微生物自修复

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引气混凝土气泡尺寸分布的三维重构

材料研究学报 2007年第6期21卷 613-621页

作者：陈惠苏孙伟东南大学江苏省土木工程材料重点实验室

基于体视学和几何概率理论给出了引气混凝土三维气泡尺寸重构方法,由二维平面上气泡截面圆的直径分布计算气孔的实际尺寸分布,并生成了一个多尺度分布的立方体模型结构验证了该三维重构方法的合理性.然后,使用邻近粒子表面最近间距的解... 详细信息

基于体视学和几何概率理论给出了引气混凝土三维气泡尺寸重构方法,由二维平面上气泡截面圆的直径分布计算气孔的实际尺寸分布,并生成了一个多尺度分布的立方体模型结构验证了该三维重构方法的合理性.然后,使用邻近粒子表面最近间距的解析解研究了气泡细度和混凝土含气量对邻近气泡表面最近间距平均值的影响,并与用传统方法得到的气泡间距因子进行了比较.结果表明,在含气量相同的条件下,用传统方法得到的气泡间距因子是邻近气泡表面最近间距平均值的3—4倍.该方法的给出,为从二维截面上获得的引气混凝土中的气泡截面圆信息获取实际气泡在三维空间中的气泡间距信息提供了依据.

关键词：无机非金属材料引气混凝土间距因子气泡尺寸分布三维重构

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多元水泥基系统的性能预测及优化设计

硅酸盐学报 2001年第2期29卷 97-103页

作者：陈惠苏孙伟东南大学材料科学与工程系南京210096

以水泥 -硅灰 -粉煤灰三元净浆系统的抗压强度为例 ,研究了单纯形 -格子设计方法在水泥基复合材料性能预测领域中的应用 ,并从统计学的角度 ,采用F检验方法分析了如何得到一个合理的性能预测回归方程 .此外 ,本工作还研究了最优化理论... 详细信息

以水泥 -硅灰 -粉煤灰三元净浆系统的抗压强度为例 ,研究了单纯形 -格子设计方法在水泥基复合材料性能预测领域中的应用 ,并从统计学的角度 ,采用F检验方法分析了如何得到一个合理的性能预测回归方程 .此外 ,本工作还研究了最优化理论在水泥基复合材料配合比设计领域中的应用 .研究结果表明 :(1)采用单纯形 -格子设计方法得到的三阶回归模型能够很好地预测混合材掺量不大于 30 %的水泥 -硅灰 -粉煤灰三元净浆系统中任意配合比点各龄期的抗压强度值 ;(2 )通过对兼有上、下界约束的非线性规划问题的求解 ,得到了各龄期最优抗压强度所在点的配合比及最优强度值 ;(3)单纯形

关键词：水泥基材料性能预测配比优化单纯形-格子设计非线性规划 F检验

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水泥基材料裂缝自主愈合研究进展

硅酸盐学报 2014年第2期42卷 156-168页

作者：吕忠陈惠苏安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243032 东南大学材料科学与工程学院江苏省土木工程材料重点实验室南京211189

评述了近年来国内外有关水泥基材料裂缝自主愈合的发展状况,从载体形貌的角度重点综述了管状载体和球形载体的破裂方式以及修复剂释放机理、修复效果的表征方法,特别是载体形貌对愈合行为的影响及有关载体掺量模型研究方面所取得的成果... 详细信息

评述了近年来国内外有关水泥基材料裂缝自主愈合的发展状况,从载体形貌的角度重点综述了管状载体和球形载体的破裂方式以及修复剂释放机理、修复效果的表征方法,特别是载体形貌对愈合行为的影响及有关载体掺量模型研究方面所取得的成果;分类阐述了常用修复剂的品种、性能和种类以及修复剂选取所需考虑的环境因素,简述了载体封装材料和载体制备方法等发展状况;分析了水泥基材料裂缝自主愈合研究所存在的问题,展望了其发展趋势和发展前景。

关键词：水泥基材料自主愈合裂缝载体修复剂

计算混凝土中平均最邻近集料表面间距的正十二面体模型

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硅酸盐学报 2003年第11期31卷 1048-1052页

作者：陈惠苏孙伟 Stroeven Piet 东南大学材料科学与工程系南京210096 Faculty of Civil Engineering and Geosclences Delft University of TechnologyP.O.Box 5048 2600GA DelftThe Netherlands

带状模型是以解析解的方式研究混凝土中集料尺寸分布和集料体积分数对平均最邻近集料表面间距影响的模型。但是,由带状模型的计算公式计算浆体的体积无法得到正确的结果。鉴于上述缺点,提出采用单一粒径球形粒子体系的正十二面体模型。... 详细信息

带状模型是以解析解的方式研究混凝土中集料尺寸分布和集料体积分数对平均最邻近集料表面间距影响的模型。但是,由带状模型的计算公式计算浆体的体积无法得到正确的结果。鉴于上述缺点,提出采用单一粒径球形粒子体系的正十二面体模型。以符合Fuller分布集料为例,结合数量基平均粒径方法,采用正十二面体模型研究了集料尺寸分布和集料体积分数对平均最邻近集料表面间距的影响。研究结果表明:随着集料体积分数的增加和集料细度的提高,平均最邻近集料表面间距减小;对所研究的集料体积分数(60％～75％)和集料尺度分布(Fuller分布)而言,平均最邻近集料表面间距值在90～232μm之间变化;在给定的集料分布下,集料体积分数在55％～75％范围内,平均邻近集料表面间距与集料体积分数之间近似呈线性关系。

关键词：正十二面体模型带状模型最邻近集料表面间距粒径分布 Fuller分布混凝土计算方法

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分形理论及其在混凝土材料研究中的应用

硅酸盐学报 2010年第7期38卷 1362-1368页

作者：郭伟秦鸿根陈惠苏孙伟东南大学江苏省土木工程材料重点实验室南京211189 东南大学材料科学与工程学院南京211189

混凝土在其形成和服役过程中表现出了一系列分形的特征。因而,研究人员将分形理论科学地引入混凝土研究之中。介绍了分形理论,综合评述了分形理论评价混凝土材料的胶凝材料颗粒特征、集料的表面特征、混凝土孔隙的分形特征、混凝土断裂... 详细信息

混凝土在其形成和服役过程中表现出了一系列分形的特征。因而,研究人员将分形理论科学地引入混凝土研究之中。介绍了分形理论,综合评述了分形理论评价混凝土材料的胶凝材料颗粒特征、集料的表面特征、混凝土孔隙的分形特征、混凝土断裂韧性和断裂能的分形效应、分形理论在混凝土材料声发射中的应用,并提出分形理论在混凝土研究中的应用前景。

关键词：混凝土分形理论分形特征孔隙断裂性能塑性开裂

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冻融破坏下水泥基材料中裂缝连通行为的模拟

东南大学学报（自然科学版） 2010年第A2期40卷 126-132页

作者：袁海峰陈惠苏东南大学江苏省土木工程材料重点实验室南京211189 东南大学材料科学与工程学院南京211189

为了对水泥基复合材料在经受冻融破坏时其内部的损伤变量进行表征,提出了预测不同温度下,由于冻胀破坏造成的裂缝在基体中连通行为的方法.从温度以及孔隙尺寸对孔隙中水的冰点的影响出发,得到了在不同温度下基体中发生结冰行为的孔隙分... 详细信息

为了对水泥基复合材料在经受冻融破坏时其内部的损伤变量进行表征,提出了预测不同温度下,由于冻胀破坏造成的裂缝在基体中连通行为的方法.从温度以及孔隙尺寸对孔隙中水的冰点的影响出发,得到了在不同温度下基体中发生结冰行为的孔隙分布,进而利用计算机模拟产生由于这些结冰孔导致的裂缝,并对其联通行为进行了计算.模拟结果表明:在降温初期,裂缝的连通性变化很快;在后期虽然裂缝的数量增加,但裂缝的连通性变化不大;冻胀破坏对连通性的影响主要体现在大孔的体积分数上而小孔(小于10nm)的数量则在降温时对基体连通性的影响很小.

关键词：冻融破坏裂缝连通性计算机模拟

混凝土中邻近集料表面最近间距分布的计算机模拟

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硅酸盐学报 2004年第4期32卷 429-435页

作者：陈惠苏孙伟 STROEVEN P STROEVEN M 东南大学材料科学与工程系南京210096 Faculty of Civil Engineering and Geosciences Delft University of Technology

混凝土中邻近集料间界面过渡区的相互影响程度、混凝土中原生裂纹的尺度范围以及中心质假说中集料效应圈的范围等都涉及到混凝土中最邻近集料表面间距分布的问题。由于常规的实验方法无法给出混凝土中集料空间分布的信息,同时以往的计... 详细信息

混凝土中邻近集料间界面过渡区的相互影响程度、混凝土中原生裂纹的尺度范围以及中心质假说中集料效应圈的范围等都涉及到混凝土中最邻近集料表面间距分布的问题。由于常规的实验方法无法给出混凝土中集料空间分布的信息,同时以往的计算机模拟方法由于采用随机分布方式分布粒子,导致无法得到较高集料体积分数的模型混凝土结构,而采用具有粒子动态混合密实功能的SPACE系统,模拟了高集料体积分数混凝土的结构。在假定模型混凝土中集料的最小粒径为1mm的前提下,以符合Fuller分布为例,研究了模型混凝土中集料粒径分布和集料体积分数对邻近集料表面最近间距分布的影响。

关键词：计算机模拟最邻近粒子表面最近间距分布混凝土集料 SPACE系统