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纳米二氧化硅对丁苯共聚物/硫铝酸盐水泥复合砂浆物理力学性能的影响

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材料导报 2023年第9期37卷 274-280页

作者：范雨生王茹同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 同济大学材料科学与工程学院上海201804

为厘清纳米二氧化硅(NS)和丁苯共聚物乳液(SB)在硫铝酸盐(CSA)水泥中的协同作用,同时解决SB/CSA水泥复合砂浆凝结时间长、抗压强度低的问题,采用NS和SB对CSA水泥砂浆进行复合改性,研究改性复合砂浆物理力学性能随NS掺量的变化,并通过测... 详细信息

为厘清纳米二氧化硅(NS)和丁苯共聚物乳液(SB)在硫铝酸盐(CSA)水泥中的协同作用,同时解决SB/CSA水泥复合砂浆凝结时间长、抗压强度低的问题,采用NS和SB对CSA水泥砂浆进行复合改性,研究改性复合砂浆物理力学性能随NS掺量的变化,并通过测定水化放热及水化产物分析NS在SB/CSA水泥复合砂浆中的作用机制。结果表明:NS可有效缩短SB/CSA水泥复合砂浆的凝结时间,提高其抗压强度,并与SB对CSA水泥砂浆抗折强度提升具有协同作用;NS最佳掺量为1.5%,此时与不加NS的纯SB改性砂浆相比,28 d抗压和抗折强度分别提高了28%、30%。同时,掺入NS会降低复合砂浆的流动度,提高表观体积密度,降低含气量和干燥收缩率,并略微降低毛细孔吸水率。NS可通过促进无水硫铝酸钙和硫酸钙反应,进一步加快SB/CSA水泥复合浆体的水化进程,提高钙矾石的含量,从而缩短凝结时间并提高力学强度。

关键词：纳米二氧化硅丁苯共聚物硫铝酸盐水泥物理力学性能

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总氮对土物理力学性能影响的试验研究

岩土力学 2014年第8期35卷 2278-2285页

作者：伍艳任海平王玮屏兰雁沈细中黄河水利委员会黄河水利科学研究院郑州450003 黄河水利委员会水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心郑州450003 黄河勘测规划设计有限公司郑州450003

通过室内试验,考察了去离子水及不同浓度总氮溶液对土体物理力学性能的影响,并通过土体矿物成分含量及微观形貌分析,对总氮溶液与土体作用机制进行了初步探讨。结果表明,总氮对土体物理力学性能影响明显:(1)土体塑性指数、相对密度和有... 详细信息

通过室内试验,考察了去离子水及不同浓度总氮溶液对土体物理力学性能的影响,并通过土体矿物成分含量及微观形貌分析,对总氮溶液与土体作用机制进行了初步探讨。结果表明,总氮对土体物理力学性能影响明显:(1)土体塑性指数、相对密度和有效黏聚力随总氮溶液浓度增大而减小,有效内摩擦角随溶液浓度的增大而增大;(2)各浸泡条件下,土体应力-应变关系曲线变化规律基本一致,均呈应变硬化现象,土体剪切峰值随总氮溶液浓度的增大先减小后增大;(3)孔隙水压力随轴向应变的增加先增加,然后缓慢降低,最后曲线逐渐趋于水平,表现出较大的剪胀性;(4)总氮溶液与土体间相互作用主要包括离子交换作用、微生物分解作用和溶蚀及胶结作用,这些作用通过改变土体的矿物成分含量,使其微观形貌及孔隙特征发生明显变化,最终导致土体的宏观力学特性改变。

关键词：总氮物理力学性能矿物成分微观结构

养护温度对丁苯乳液/硫铝酸盐水泥砂浆物理力学性能的影响

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硅酸盐学报 2017年第2期45卷 227-234页

作者：王茹许运东同济大学材料科学与工程学院先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804

采用丁苯乳液改性硫铝酸盐水泥砂浆,测试其力学性能、干燥收缩以及毛细孔吸水率,并对比了低温(0、5℃)、室温(20℃)和高温(40℃)养护对丁苯乳液/硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响。结果表明:不同养护温度下,丁苯乳液对砂浆性能都有明显改善,... 详细信息

采用丁苯乳液改性硫铝酸盐水泥砂浆,测试其力学性能、干燥收缩以及毛细孔吸水率,并对比了低温(0、5℃)、室温(20℃)和高温(40℃)养护对丁苯乳液/硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响。结果表明:不同养护温度下,丁苯乳液对砂浆性能都有明显改善,随乳液掺量增加,抗压、抗折、粘结强度均先减小后增大,其中抗折强度和粘结强度提高显著,且压折比降低、韧性提高,毛细孔吸水率降低。养护温度升高,抗压、抗折、粘结强度均提高,但不同龄期不同乳液掺量时温度的影响程度不同。高温养护使对比砂浆在早期产生膨胀,但是无论何种养护温度均不会使改性砂浆发生膨胀。特定龄期下高温和低温养护都有利于改善砂浆的柔韧性。养护温度对对比砂浆和改性砂浆的收缩率影响不同。丁苯乳液不仅在室温下改善了硫铝酸盐水泥砂浆性能,而且显著增强了其耐低温和高温性能。

关键词：低温室温高温丁苯乳液硫铝酸盐水泥物理力学性能

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混菌矿化增强再生粗骨料的物理力学性能

建筑材料学报 2022年第10期25卷 1027-1033页

作者：张家广陈景琦孟庆玲许顺顺刘元珍太原理工大学土木工程学院山西太原030024

为克服单一微生物培养成本高且矿化鲁棒性不足的缺陷,提出了一种混菌矿化增强再生粗骨料物理力学性能的方法.通过筛选矿化效率较高的好氧嗜碱混菌,考察了混菌矿化对再生粗骨料物理力学性能和混凝土抗压强度的影响.结果表明:相同增强时间... 详细信息

为克服单一微生物培养成本高且矿化鲁棒性不足的缺陷,提出了一种混菌矿化增强再生粗骨料物理力学性能的方法.通过筛选矿化效率较高的好氧嗜碱混菌,考察了混菌矿化对再生粗骨料物理力学性能和混凝土抗压强度的影响.结果表明:相同增强时间下,混菌比纯菌呈现出更优异的矿化增强效果;随着混菌矿化增强时间的延长,再生粗骨料吸水率和压碎指标呈现出先减小后增大的趋势,最优增强时间为15 d;采用矿化增强再生粗骨料制备的再生混凝土抗压强度提高幅度达到22.1%.

关键词：再生粗骨料微生物矿化沉积混菌物理力学性能最优增强时间

聚乙二醇改性相变微胶囊制备MicroPCMs-WF/HDPE复合材料物理力学性能

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复合材料学报 2016年第12期33卷 2725-2731页

作者：郭玺曹金珍陈玉北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

以正十二烷醇（DA）为芯材,密胺树脂（MF）和聚乙二醇改性密胺（PMF）树脂为壁材制备了相变微胶囊（MicroPCMs）,并分别添加到木粉/高密度聚乙烯（WF/HDPE）复合材料中,获得了具有相变蓄热能力的MicroPCMs-WF/HDPE复合材料。采用SEM、F... 详细信息

以正十二烷醇（DA）为芯材,密胺树脂（MF）和聚乙二醇改性密胺（PMF）树脂为壁材制备了相变微胶囊（MicroPCMs）,并分别添加到木粉/高密度聚乙烯（WF/HDPE）复合材料中,获得了具有相变蓄热能力的MicroPCMs-WF/HDPE复合材料。采用SEM、FTIR和纳米压痕等方法对MicroPCMs的表面形态、力学性能进行了分析与表征,同时对MicroPCMs-WF/HDPE复合材料的物理力学及热性能进行了测试。结果表明：经聚乙二醇改性后,改性微胶囊（PMF-MicroPCMs）的弹性模量和硬度较未改性微胶囊（MF-MicroPCMs）分别增加了13.9%和30.0%;MicroPCMs-WF/HDPE复合材料的熔融温度区间（22.2~28.7℃）满足人体舒适温度范围,较纯WF/HDPE复合材料温度变化速率明显减缓;相比纯WF/HDPE复合材料,MicroPCMs-WF/HDPE复合材料的吸湿性、冲击强度和表面硬度增加,弯曲和拉伸性能下降;PMF-MicroPCMs-WF/HDPE复合材料的性能均优于MFMicroPCMs-WF/HDPE复合材料,且达到了木塑装饰板材的力学性能标准要求。

关键词：相变材料微胶囊木塑复合材料蓄热材料聚乙二醇改性物理力学性能

公路隧道喷射型ECC物理力学性能及其喷层稳定性

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工程科学与技术 2024年第3期56卷 109-121页

作者：胡时李晓芳蔡海兵韩辰悦宋海清安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 清华大学山西清洁能源研究院山西太原030032 同济大学土木工程学院上海200092 安徽文达信息工程学院城市建设学院安徽合肥231201

传统纤维增强水泥基复合材料(ECC)存在成本高、收缩大和应用场景局限等问题,且关于开挖扰动下公路隧道喷射型ECC层稳定性的研究尚不完善,此外缺乏对其工程应用后的监测评估。基于此,本文研究了公路隧道喷射型ECC的物理力学性能,分析了... 详细信息

传统纤维增强水泥基复合材料(ECC)存在成本高、收缩大和应用场景局限等问题,且关于开挖扰动下公路隧道喷射型ECC层稳定性的研究尚不完善,此外缺乏对其工程应用后的监测评估。基于此,本文研究了公路隧道喷射型ECC的物理力学性能,分析了开挖扰动下围岩及喷射型ECC层的稳定性,并通过现场监测分析了其应用效果。结果表明:将脱硫石膏、混杂纤维、机制砂、膨胀剂和减缩剂引入ECC中,所研发的喷射型ECC物理力学性能满足公路隧道喷射混凝土的要求。基于数值模拟,当支护12 m后,喷射型ECC层的拉伸和压缩最大主应力较C25喷射混凝土(C25SC)层分别提高了36.8%、28.4%,并且其内侧拱顶的最大竖向位移较C25SC可降低3.15%,仅为1.23 mm。基于现场实测,在近似相同的围岩地质条件下,使用喷射型ECC较C25SC,能够降低10.26%的竖直沉降变形,此外其喷层表面未发现开裂、线状渗水等情况。因此,喷射型ECC在公路隧道支护领域具有广阔的应用前景。

关键词：喷射型ECC 公路隧道物理力学性能数值模拟稳定性

高温下SiO_(2)气凝胶改性地聚合物的物理力学性能研究

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材料导报 2023年第10期37卷 237-242页

作者：马彬衣兆林牛海华黄启钦桂林电子科技大学建筑与交通工程学院广西桂林541004 烟台南山学院工程管理系山东烟台265713

以偏高岭土和矿渣为主要原材料制备SiO_(2)气凝胶改性地聚合物,分析了温度对其抗压强度、质量损失率及微观结构的影响规律,建立了不同温度下残余抗压强度的热-力学模型。结果表明:随着温度的升高,试样外观形貌均是先收缩后开裂,其中亲... 详细信息

以偏高岭土和矿渣为主要原材料制备SiO_(2)气凝胶改性地聚合物,分析了温度对其抗压强度、质量损失率及微观结构的影响规律,建立了不同温度下残余抗压强度的热-力学模型。结果表明:随着温度的升高,试样外观形貌均是先收缩后开裂,其中亲水组试样的失水情况有明显改善。试样质量损失率随温度升高呈上升趋势,大致分为极速失水、缓慢失水、快速失水三个阶段。此外,抗压强度随着温度升高呈下降趋势,在600℃以下,抗压强度先突降,后变缓,在600~800℃之间,抗压强度再次下降,并趋于稳定。其中,不同温度下基准组试样的质量损失率最高,亲水组试样的抗压强度最高。在此基础上,采用统计回归分析方法建立了不同温度下精确的残余抗压强度热-力学模型,拟合优度达0.9以上。由微观分析可知,亲水性气凝胶具有良好的锁水性能,致使温度对亲水组试样微观结构的影响较小。不同温度下试样的失水机制可大致分为三个阶段:低于400℃时试样以失去自由水为主,600℃时试样中的结合水开始脱出,800℃时试样出现瓷化现象。可见,亲水性气凝胶对地聚合物的高温物理力学性能具有明显的改善效果。

关键词：地聚合物 SiO_(2)气凝胶温度物理力学性能热-力学模型

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爆炸成腔后土体物理力学性能的变化规律

岩土力学 2011年第9期32卷 2617-2622页

作者：王海亮叶朝良山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建教育部重点实验室山东青岛266510 石家庄铁道大学石家庄050043

在6块不同的土质场地完成了21次爆炸成腔试验,试验用炸药埋深为1.20～12.5 cm,起爆药量为0.05～51 kg。对其中的5个腔体进行了土工试验。对爆后土体的天然密度、孔隙比、饱和度、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、黏聚力的分布规律进行了... 详细信息

在6块不同的土质场地完成了21次爆炸成腔试验,试验用炸药埋深为1.20～12.5 cm,起爆药量为0.05～51 kg。对其中的5个腔体进行了土工试验。对爆后土体的天然密度、孔隙比、饱和度、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、黏聚力的分布规律进行了实测。试验结果表明,爆炸作用对土体的影响半径是爆炸成腔半径的4～6倍。土体的天然密度、干密度、饱和度、压缩模量和黏聚力等指标随土体距爆炸中心距离的增大而降低。土体的孔隙比、压缩系数和渗透系数等指标随土体距爆炸中心距离的增大而提高。未在腔壁附近发现密度低于原状土的低密度区。爆炸冲击作用对土体内摩擦角的影响规律不明显。

关键词：爆炸成腔土体物理力学性能现场试验

糠醇-环氧植物油复合改性毛白杨木材的物理力学性能

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林业科学 2024年第11期60卷 149-159页

作者：刘美宏闫琦铭訾龙博雷亚芳闫丽西北农林科技大学林学院杨凌712100

【目的】采用糠醇-环氧植物油复合改性方法,改善糠醇改性降低木材韧性的问题,促进其在建筑结构领域的应用。【方法】将环氧大豆油和环氧亚麻油2种环氧植物油以不同添加量与糠醇溶液复配制备浸渍液,采用满细胞法处理毛白杨木材,获得不同... 详细信息

【目的】采用糠醇-环氧植物油复合改性方法,改善糠醇改性降低木材韧性的问题,促进其在建筑结构领域的应用。【方法】将环氧大豆油和环氧亚麻油2种环氧植物油以不同添加量与糠醇溶液复配制备浸渍液,采用满细胞法处理毛白杨木材,获得不同环氧植物油添加量的糠醇-环氧植物油复合改性材。利用扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)探究糠醇、环氧植物油在木材细胞结构中的分布规律,揭示其化学反应关系。分析复合改性材的力学性能变化,优选适宜增韧剂添加量。【结果】复合改性材SEM观察并结合其增重率和密度测试结果(显著增加)证明,糠醇树脂和环氧植物油可浸渍到木材细胞结构中。FTIR分析表明,环氧植物油与糠醇发生开环反应。与糠醇改性材相比,环氧大豆油添加量为20%(质量分数,下同)时,复合改性材气干/吸水饱和的弦向和体积湿胀率降低幅度最大,分别降低36.9%、20.0%和35.9%、30.7%,且抗湿胀系数(ASE)最大;环氧亚麻油添加量为40%时,复合改性材气干/吸水饱和的弦向和体积湿胀率降低幅度最大,分别降低52.5%、65.6%和41.5%、46.0%,且ASE最大,环氧植物油加入能够显著提高糠醇改性材的尺寸稳定性。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为20%时,复合改性材的抗弯强度(MOR)和静态硬度提高幅度最大,与糠醇改性材相比,分别提高17.9%、25.3%和30.0%、25.1%。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为40%时,复合改性材的抗弯弹性模量(MOE)提高幅度最大,与糠醇改性材相比,分别提高22.7%、21.1%。与其他力学性能相比,环氧植物油对糠醇改性材的韧性提高幅度最大。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为40%时,复合改性材的冲击韧性分别提高88.7%、59.8%。环氧植物油添加可显著提高糠醇改性材的MOE、MOR和静态硬度,改善其韧性下降问题。【结论】环氧植物油添加量20%的复合改性材物理力学性能最优。环氧植物油与糠醇发生开环反应,其长柔性脂肪链引入糠醇树脂链中可改善糠醇改性降低木材韧性的问题,且可进一步提高其物理力学性能。

关键词：毛白杨木材糠醇-环氧植物油复合改性增韧物理力学性能