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树脂涂层及海水浸泡对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土力学性能的影响

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4211-4224页

作者：朱德举黄伟郭帅成湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室

为了研究不同树脂(环氧树脂、呋喃树脂、乙烯基树脂)涂层及海水浸泡对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土(BTR-SSC)力学性能的影响，采用万能试验机对各树脂涂层纤维束和海水浸泡不同时间下BTR-SSC试件进行静态拉伸试验，并通过拔出试验... 详细信息

为了研究不同树脂(环氧树脂、呋喃树脂、乙烯基树脂)涂层及海水浸泡对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土(BTR-SSC)力学性能的影响，采用万能试验机对各树脂涂层纤维束和海水浸泡不同时间下BTR-SSC试件进行静态拉伸试验，并通过拔出试验评估纤维-基体界面粘结性能。结合数字图像相关分析得到裂纹与应变分布，并采用扫描电镜分析损伤机制。通过界面粘结强度计算公式实现以裂纹分布和基体强度评估界面长期性能。结果表明：3种树脂对纤维束的增强效果显著且相近(32%左右)，均可显著提升BTR-SSC力学性能，乙烯基树脂涂层表现最佳，抗拉性能和界面粘结性能分别提升77%和180%。海水浸泡下BTR-SSC试件力学性能明显劣化，未处理试件仅高温浸泡14天后便脆断，环氧树脂、呋喃树脂和乙烯基树脂涂层试件浸泡7天时相对未处理试件抗拉强度分别提升81%、48%和94%，浸泡28天时仍呈多裂缝开展，界面粘结性能分别损失64%、57%和55%。该成果将有助于提升BTR-SSC在海洋环境中长期性能并促进其在海工结构中的应用。

关键词：织物增强混凝土海水海砂混凝土表面处理海水浸泡力学性能

海水与矿物掺合料对水泥基材料微结构和力学性能的影响

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1477-1485页

作者：朱德举赵雪薇郭帅成湖南大学土木工程学院长沙410082 湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

海水中多元离子会通过参与水化反应改变水泥水化产物组分和微结构,从而影响其力学性能和耐久性。本工作通过对孔溶液离子成分测试和水化产物矿相表征以揭示海水中多元离子与矿物掺合料耦合作用下,水泥基材料微结构和力学性能演化机制。... 详细信息

海水中多元离子会通过参与水化反应改变水泥水化产物组分和微结构,从而影响其力学性能和耐久性。本工作通过对孔溶液离子成分测试和水化产物矿相表征以揭示海水中多元离子与矿物掺合料耦合作用下,水泥基材料微结构和力学性能演化机制。采用离子色谱仪及电感耦合等离子发射光谱仪测得压滤法获得的净浆孔溶液的离子成分,同时结合X射线衍射、热重分析等微观表征研究水化产物矿相的演变规律。结果表明:海水中多元离子会促进水泥中硅酸三钙和硅酸二钙的水化,提高海水净浆孔溶液碱度,加快矿物掺合料与氢氧化钙的二次水化反应。硅灰对于孔溶液碱度的降低效果显著优于粉煤灰,也能通过生成更多水化硅酸钙凝胶实现钠离子和钾离子的有效固化。粉煤灰可以通过促进钙矾石、Friedel’s盐等铝相产物生成,实现对氯离子的有效固化,同时固化效果优于硅灰。本工作可以为海水海砂混凝土微结构和力学性能调控提供参考。

关键词：海水海砂混凝土孔溶液水化产物矿物掺合料

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基于海水海砂混凝土真实孔溶液浸泡环境下BFRP筋拉伸性能的退化

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材料导报 2024年第11期38卷 136-143页

作者：朱德举初开丹郭帅成史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

为探究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在海水海砂混凝土环境中的长期力学性能,本工作研究了BFRP筋拉伸性能在海水海砂混凝土真实孔溶液浸泡环境下的演化规律。通过孔溶液压取和离子浓度分析,分别配制了普通海水净浆孔溶液(NA)和低碱度... 详细信息

为探究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在海水海砂混凝土环境中的长期力学性能,本工作研究了BFRP筋拉伸性能在海水海砂混凝土真实孔溶液浸泡环境下的演化规律。通过孔溶液压取和离子浓度分析,分别配制了普通海水净浆孔溶液(NA)和低碱度海水净浆孔溶液(LA)的浸泡溶液,同时在加速老化试验中与ACI 440.3R规范建议浸泡溶液(ACI)的测试结果进行了对比。试验所用筋材基体包括环氧树脂基(B/E筋)和乙烯基酯树脂基(B/V筋)两种。在不同温度和浸泡时间加速老化后,通过拉伸试验评估了BFRP筋的拉伸性能变化规律,并采用微观结构表征分析了劣化机理。试验结果表明,相较于降低氯离子浓度,采用降低孔溶液碱度的方法可以更有效地缓解BFRP筋长期力学性能的劣化,同时温度升高对B/V筋力学性能退化的影响比对B/E筋的影响更显著。BFRP筋在腐蚀过程中抗拉强度的劣化程度高于弹性模量,其中B/E筋在三种环境中腐蚀前后的弹性模量差别不大。乙烯基树脂的抗腐蚀能力优于环氧树脂,但其与玄武岩纤维界面性能较弱,导致B/V筋在模拟海水海砂混凝土孔溶液中的耐久性弱于B/E筋。

关键词： BFRP筋海水海砂混凝土孔溶液拉伸性能微观结构

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右美托咪定抗缺血再灌注损伤的信号通路

中国组织工程研究 2024年第9期28卷 1464-1469页

作者：杨毅峰叶楠王琳郭帅成黄健内蒙古医科大学第二附属医院内蒙古自治区呼和浩特市010000

背景:右旋美托咪定具有抗缺血再灌注损伤的作用,但对其信号通路全面、系统的综述较少。目的:重点对右旋美托咪定在抗氧化应激、抑制炎症、抗凋亡、自噬等机制方面的信号通路进行综述。方法:计算机检索PubMed数据库、中国知网、万方数据... 详细信息

背景:右旋美托咪定具有抗缺血再灌注损伤的作用,但对其信号通路全面、系统的综述较少。目的:重点对右旋美托咪定在抗氧化应激、抑制炎症、抗凋亡、自噬等机制方面的信号通路进行综述。方法:计算机检索PubMed数据库、中国知网、万方数据库及维普数据库的相关文章,英文检索词为“ischemia-reperfusion injury,dexmedetomidine,signal path,oxidative stress,inflammation,apoptosis”;中文检索词为“缺血再灌注损伤,右旋美托咪定,信号通路,氧化应激,炎症,凋亡”。排除重复性研究及部分相关性较低的基础类文章,最终纳入57篇文献进行评价。结果与结论:①右旋美托咪定主要通过抗氧化应激损伤、抗炎、抗细胞凋亡和自噬等多种机制发挥器官保护作用,这其中又涉及众多通路,主要包括Nrf2及其下游蛋白抗氧化应激通路、Toll样受体4家族和核因子κB相关抗炎通路、JAK2/STAT3相关抗炎通路、胆碱能抗炎通路,而且胆碱能通路是众多核因子κB信号通路的上游机制;②PI3K/Akt通路依据其激活的下游信号不同发挥不同的作用,抑制NLRP3炎性体激活,激活内皮型一氧化氮合酶、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白、缺氧诱导因子1α等信号分子发挥抗炎作用,激活Bad或Bax残基发挥抗凋亡作用,PI3K/Akt激活糖原合成酶激酶3β可同时发挥抗炎、抗凋亡作用;③右旋美托咪定激活SIRT3介导抗细胞凋亡作用,抑制内质网应激产生抗凋亡作用;④针对右旋美托咪定抗缺血再灌注损伤信号通路的详细综述,能为将来的机制研究及诊疗决策提供依据。

关键词：缺血再灌注损伤右旋美托咪定信号通路氧化应激炎症凋亡

Investigation on the freeze-thaw damage to the jointed plain concrete pavement under different climate conditions

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Frontiers of Structural and Civil Engineering 2018年第2期12卷 227-238页

作者： shuaicheng guo Qingli DAI Jacob HILLER Department of Civil and Environmental Engineering Michigan Technological University 1400 Townsend Drive Houghton MI49931-1295 USA

Freeze-thaw damage is one of the main threats to the long time performance of the concrete pavement in the cold regions. This project aims to evaluate the influence of the freeze-thaw damages on pavement distresses under different climate conditions. Based on the Long-Term Pavement Performance （LTPP） data base, the freeze-thaw damage generated by four different kinds of climate conditions are considered in this project： wet-freeze, wet-non freeze, dry- freeze and dry-non freeze. The amount of the transverse crack and the joint spalling, along with the International Roughness Index （IR/） are compared among the test sections located in these four different climate conditions. The back calculation with the Falling Weight Deflectometer （FWD） test results based on the ERES and the Estimation of Concrete Pavement Parameters （ECOPP） methods are conducted to obtain concrete slab elastic modulus and the subgrade k-value. These two parameters both decrease with service time under freeze condition. Finally, MEPDG simulation is conducted to simulate the IR/development with service year. These results showed the reasonable freeze-thaw damage development with pavement service life and under different climate conditions.

关键词： LTPP elastic modulus k-value IRI MEPDG

暴露于高温环境后的超高性能混凝土自愈合能力研究

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湘潭大学学报（自然科学版） 2024年第4期46卷 14-27页

作者：刘臻左卿罗三全教中马雯波许福郭帅成贵州路桥集团有限公司贵州贵阳550001 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105

超高性能混凝土(UHPC)以其优越的力学性能和耐久性能在工程建设中具有广阔的应用前景.然而,UHPC内部结构致密,耐高温性能不佳,在高温环境下暴露后其各方面性能会大幅度下降,限制了其在结构工程和地下施工中的应用,本研究旨在研究UHPC在... 详细信息

超高性能混凝土(UHPC)以其优越的力学性能和耐久性能在工程建设中具有广阔的应用前景.然而,UHPC内部结构致密,耐高温性能不佳,在高温环境下暴露后其各方面性能会大幅度下降,限制了其在结构工程和地下施工中的应用,本研究旨在研究UHPC在暴露于高温环境后的自修复能力.UHPC采用水泥-粉煤灰-硅灰水泥基体和钢纤维设计制备,掺入聚丙烯纤维以增强耐高温性.通过模拟在地下环境中的暴露,评估了UHPC在高温暴露后的自愈合能力.自愈合能力是通过测量高温暴露前后和自愈合试验后的抗压强度、弯曲强度及裂纹宽度的变化来进行表征.自愈合试验对UHPC断裂韧性的影响通过裂口张开位移(CMOD)测试和数字图像相关方法(DIC)表征.研究发现,地下水环境的自愈合效应可以恢复UHPC的刚度、抗拉强度,以及高温后裂纹宽度的愈合.同时,由于钢纤维的腐蚀,抗压强度的恢复很小.本研究可为拓宽UHPC的应用领域提供坚实的基础.

关键词：超高性能混凝土高温自愈合断裂韧性

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化学-高温-机械复合活化金尾矿及机理分析

湖南大学学报:自然科学版 2023年第9期50卷 79-87页

作者：邓鹏钟昊郭帅成湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 建筑安全与节能教育部重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 绿色高性能土木工程材料及应用技术湖南省重点实验(湖南大学) 湖南长沙410082

尾矿制备辅助胶凝材料是实现尾矿产业化资源利用和减少建筑业碳排放的重要途径.主要探究了不同活化方法下金尾矿的活性机理和水化特性.采用高温活化、机械活化和化学-高温-机械复合活化等方法激发金尾矿的活性,探究不同活化方式对金尾... 详细信息

尾矿制备辅助胶凝材料是实现尾矿产业化资源利用和减少建筑业碳排放的重要途径.主要探究了不同活化方法下金尾矿的活性机理和水化特性.采用高温活化、机械活化和化学-高温-机械复合活化等方法激发金尾矿的活性,探究不同活化方式对金尾矿活性的影响.测定标准稠度用水量和凝结时间,分析不同金尾矿掺量对复合胶凝材料物理性能的影响.通过XRD分析、SEM分析和火山灰试验研究了金尾矿的活化机理和水化特性.结果表明:化学-高温-机械复合活化效果>高温-机械复合活化>机械活化>高温活化.在化学-高温-机械复合活化下,较原金尾矿28 d抗压强度比(58.25%),治化后的金尾矿强度提高到74.98%.高温活化和机械活化会使得金尾矿的主要矿物相结晶度降低,但火山灰活性较低.CaO的存在有助于进一步降低结晶度,并在水化反应过程中,其提供的碱性环境,会产生活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3),加速Ca(OH)_(2)与活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3)反应,C—S—H凝胶和铝酸盐水合物含量增多,结构更加致密,抗压强度得到提升.

关键词：建筑材料砂浆金尾矿复合活化活性指数

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改性和温度对织物增强混凝土界面性能的影响

湖南大学学报（自然科学版） 2022年第9期49卷 117-125页

作者：朱德举任京华郭帅成湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

为了研究界面改性和温度对织物增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC)界面性能的影响,分别采用环氧树脂、硅烷偶联剂及纳米二氧化硅(SiO_(2))对纤维表面进行处理,并通过电镜扫描和拔出试验测试处理后纤维微观形貌和TRC试件在25℃... 详细信息

为了研究界面改性和温度对织物增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC)界面性能的影响,分别采用环氧树脂、硅烷偶联剂及纳米二氧化硅(SiO_(2))对纤维表面进行处理,并通过电镜扫描和拔出试验测试处理后纤维微观形貌和TRC试件在25℃、100℃及200℃下的宏观力学性能.试验结果表明:纳米SiO_(2)浸渍和环氧树脂涂层均明显改善碳纤维束在水泥基体中的界面黏结性能.纳米SiO_(2)颗粒能浸入纤维束内部,改善内部纤维丝与基体间的应力传递,同时纳米SiO_(2)与氢氧化钙反应生成水化硅酸钙凝胶,提高其黏结性能.硅烷偶联剂处理可以增加纤维表面粗糙程度,提高纳米SiO_(2)在纤维表面的附着量,从而进一步提升纤维与基体的界面黏结强度.在100℃和200℃下纳米SiO_(2)浸渍的碳纤维束界面强度显著高于环氧树脂浸渍的.本研究将为TRC力学性能设计和热稳定性提升方法提供参考.

关键词：碳纤维织物增强混凝土温度界面黏结

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超高性能海水海砂混凝土性能的影响因素试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第3期49卷 187-195页

作者：朱德举李龙飞郭帅成湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

本研究分析了制备超高性能海水海砂混凝土(Ultra-highPerformanceSeawater Sea-sandConcrete,UHPSSC)的影响因素及其性能优化.首先采用正交试验,探究了水胶比、砂胶率、硅灰掺量及粉煤灰掺量对UHPSSC力学性能及流动度的影响,并得到了最... 详细信息

本研究分析了制备超高性能海水海砂混凝土(Ultra-highPerformanceSeawater Sea-sandConcrete,UHPSSC)的影响因素及其性能优化.首先采用正交试验,探究了水胶比、砂胶率、硅灰掺量及粉煤灰掺量对UHPSSC力学性能及流动度的影响,并得到了最优配比.基于最优配比,分别研究了纤维种类和体积掺量对UHPSSC力学性能的影响,包括短切聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、玄武岩纤维、耐碱玻璃纤维、超高分子量聚乙烯纤维及钢纤维.结果表明:对UHPSSC流动度、抗折强度和抗压强度影响最大的因素分别是水胶比、水胶比和粉煤灰掺量,综合力学性能和流动度得到的最优配比为每立方米混凝土的水泥用量为491 kg,硅灰用量140 kg,粉煤灰用量为70 kg,用水量112 kg,海砂用量631 kg.其中钢纤维对UHPSSC力学性能的提升效果最为显著.

关键词：超高性能海水海砂混凝土正交设计抗折强度抗压强度短切纤维