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减缩剂对碱激发矿渣-铜渣砂浆的影响及作用机理

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建筑材料学报 2024年

作者：许荣盛汪浩然杨仁和孔凡辉洪通安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室安徽建筑大学土木工程学院北京建筑材料科学研究总院有限公司

通过掺入聚醚型减缩剂（SRA）改善碱激发矿渣-铜渣砂浆（CSM）的体积稳定性，研究了SRA掺量对CSM凝结时间、抗压强度和干燥收缩率的影响，采用等温量热仪、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、核磁共振（NMR）和热分析仪（TG-DSC）... 详细信息

通过掺入聚醚型减缩剂（SRA）改善碱激发矿渣-铜渣砂浆（CSM）的体积稳定性，研究了SRA掺量对CSM凝结时间、抗压强度和干燥收缩率的影响，采用等温量热仪、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、核磁共振（NMR）和热分析仪（TG-DSC）等手段分析了SRA对CSM水化进程和微观结构影响，并对探讨了SRA的减缩机理进行了分析。结果表明：SRA掺量在0-2.0%时，CSM的干燥收缩率和抗压强度均随着SRA掺量的增大而逐渐减小。主要原因是SRA降低了孔溶液的表面张力，同时改变了孔结构使得毛细管压力下降，进而起到减小干燥收缩的效果。

关键词：碱激发矿渣-铜渣砂浆聚醚型减缩剂干燥收缩抗压强度微观结构

钢筋桁架加劲钢管混凝土十字形柱抗震性能研究

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建筑结构学报 2024年第S1期 124-132页

作者：陶宇张素梅龚超侯兆新哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院哈尔滨工业大学(深圳)广东省土木工程智能韧性结构重点实验室中冶建筑研究总院(深圳)有限公司

为研究钢筋桁架加劲钢管混凝土十字形柱的抗震性能，以钢筋桁架节点间距(100、140、200 mm)为主要参数，进行了3个钢筋桁架加劲钢管混凝土十字形柱和1个无加劲对比柱的低周往复循环水平荷载试验，研究了柱的破坏过程、滞回曲线、承载能... 详细信息

为研究钢筋桁架加劲钢管混凝土十字形柱的抗震性能，以钢筋桁架节点间距(100、140、200 mm)为主要参数，进行了3个钢筋桁架加劲钢管混凝土十字形柱和1个无加劲对比柱的低周往复循环水平荷载试验，研究了柱的破坏过程、滞回曲线、承载能力、变形性能、刚度退化及耗能能力。结果表明：钢板板件宽厚比为30、试验轴压比为0.4的钢管混凝土十字形柱的滞回曲线饱满，没有明显的捏缩；增设钢筋桁架改变了柱的破坏形态，使柱根部钢板板件由单波鼓曲转变为多波鼓曲，混凝土由单截面压溃转变为多截面压溃；增设钢筋桁架提高了柱的变形能力、承载能力和耗能能力，在峰值荷载后，柱的刚度退化减缓；相较于无加劲柱，节点间距为100 mm的钢筋桁架加劲柱的延性系数为3.04,增加了25%,柱的承载力提高了13.2%;在钢筋桁架节点间距100～200 mm的范围内，节点间距越小，钢筋桁架加劲钢管混凝土十字形柱的变形能力、刚度及耗能能力等滞回性能表现越优。

关键词：十字形钢管混凝土柱钢筋桁架拟静力试验抗震性能延性

微生物改性影响钢渣安定性效果及其在道路工程中的应用

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环境工程 2024年第7期42卷 208-216页

作者：刘志华宁贝瑶荣辉王安辉张艳芳冯阳刘德娥韩兆攀岳昌盛戴骁蒙天津城建大学材料科学与工程学院天津300384 天津城建大学天津市建筑绿色功能材料重点实验室天津300384 中建安装集团有限公司南京210023 中冶建筑研究总院有限公司北京100088 中铁建大桥工程局集团建筑装配科技有限公司天津300300

为快速高效解决钢渣安定性问题,研究了巴氏芽孢杆菌微生物改性钢渣安定性用的材料因素(微生物浓度、尿素浓度)和处置方法(处置时间、处置温度)对钢渣安定性和抗压强度的影响,并通过X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜等手段分析不同因素... 详细信息

为快速高效解决钢渣安定性问题,研究了巴氏芽孢杆菌微生物改性钢渣安定性用的材料因素(微生物浓度、尿素浓度)和处置方法(处置时间、处置温度)对钢渣安定性和抗压强度的影响,并通过X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜等手段分析不同因素对微生物改性钢渣性能影响效果机制。在此基础上,将改性合格的钢渣应用于道路基层,测定其试件的7 d无侧限抗压强度和浸水膨胀率。研究结果表明:1)利用巴氏芽孢杆菌微生物可以有效的改善钢渣的体积安定性。当微生物掺量为钢渣质量的60%,尿素浓度2 mol/L,处置温度(20±2)℃,处置时间72 h时,微生物对钢渣中安定性处置效果最好,此时钢渣中游离氧化钙(f-CaO)含量为2.98%,符合YB/T 4184—2018《钢渣集料混合料路面基层施工技术规范》要求。2)利用改性钢渣制备道路基层材料,当水泥掺量为6%时,高速和一级公路基底层、二级及二级以下的公路基底层,和二级及以下公路基层的7 d无侧限抗压强度分别为4.1 MPa、4.6 MPa、5.1 MPa,与未改性前相比分别提升了20.6%、9.5%、8.5%,浸水膨胀率分别是1.77%、1.84%、1.92%,均符合YB/T 4184—2018中浸水膨胀率<2%的要求。

关键词：钢渣微生物安定性抗压强度浸水膨胀率

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某砖石古塔结构动力性能测试与模拟分析

山西建筑 2024年第6期50卷 8-11页

作者：胡程鹤梁宁博许臣孙闻鹤黄里西中冶检测认证有限公司北京100088 中冶检测认证(重庆)有限公司重庆400050 中冶建筑研究总院有限公司北京100088

古塔结构材料中存在大量未知物理力学指标,采用有限元方法能否有效地模拟计算古塔的动力特性一直是困扰文物工作者的重要问题。首先开展了对砖石古塔的现场动力性能测试,同时采用有限元方法对其动力特性进行了模拟计算,并将实测结果与... 详细信息

古塔结构材料中存在大量未知物理力学指标,采用有限元方法能否有效地模拟计算古塔的动力特性一直是困扰文物工作者的重要问题。首先开展了对砖石古塔的现场动力性能测试,同时采用有限元方法对其动力特性进行了模拟计算,并将实测结果与模拟计算结果进行了对比。结果表明:采用现代砖砌块、砂浆材料的相关物理性能指标以及相应现场检测方法获得的力学性能指标,通过有限元方法模拟计算砖石古塔结构的动力性能是可行的。古塔结构实测的前两阶自振频率与有限元方法模拟计算得到的前两阶自振频率基本一致,偏差仅为0.8%,可以满足工程需要。

关键词：砖石古塔动力特性模拟分析

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含损伤的无机防弹玻璃的JH2本构模型

高压物理学报 2024年第4期38卷 112-123页

作者：史刘彤黄友奇高玉波贾哲李志豪中北大学航空宇航学院山西太原030051 中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100024 中国航天科工集团第六研究院内蒙古呼和浩特010010

防弹玻璃具有良好的抗冲击性能,能够抵御枪弹、爆炸碎片以及其他高速飞行物体的攻击性威胁,广泛应用于安全防护领域。为探究防弹玻璃的无机玻璃层在冲击加载下的动态力学性能及本构关系,首先,采用电子万能试验机和分离式霍普金森压杆(sp... 详细信息

防弹玻璃具有良好的抗冲击性能,能够抵御枪弹、爆炸碎片以及其他高速飞行物体的攻击性威胁,广泛应用于安全防护领域。为探究防弹玻璃的无机玻璃层在冲击加载下的动态力学性能及本构关系,首先,采用电子万能试验机和分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置,获得了不同应变率下材料的拉伸和压缩力学性能,结果表明,无机玻璃具有明显的应变率效应,材料强度随应变率的升高而增大。其次,借鉴土力学三轴围压试验,设计了适用于本研究的高强围压套筒,测试了完全损伤条件下玻璃颗粒的力学性能,发现其强度明显低于完整状态下无机玻璃的强度。最后,结合试验数据构建了含损伤无机玻璃的JH2本构模型,采用非线性有限元软件LS-DYNA模拟了材料在SHPB加载下的压缩过程,通过对比试验结果与模拟结果,验证了本构模型的有效性。

关键词：无机玻璃力学性能本构关系损伤

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跨煤岩界面穿层压裂裂缝动态扩展特征试验研究

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岩土力学 2024年第3期45卷 737-749页

作者：李浩哲姜在炳范宗洋庞涛刘修刚煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083

针对跨煤岩界面穿层压裂裂缝动态扩展过程,采用相似材料制作煤岩组合体试件,开展三点弯曲试验、真三轴水力压裂物理模拟试验,分别结合数字散斑技术、声发射监测技术,捕捉裂缝的动态扩展特征,分析裂缝扩展形态及影响因素。结果表明:三点... 详细信息

针对跨煤岩界面穿层压裂裂缝动态扩展过程,采用相似材料制作煤岩组合体试件,开展三点弯曲试验、真三轴水力压裂物理模拟试验,分别结合数字散斑技术、声发射监测技术,捕捉裂缝的动态扩展特征,分析裂缝扩展形态及影响因素。结果表明:三点弯曲试验中裂缝可从顶板直接进入煤层,裂缝在界面处未转向,增大预制裂缝长度试件断裂所需的峰值应力降低;真三轴水力压裂试验条件下,由于煤层塑性强,顶板内裂缝高度、长度均大于煤层,顶板内声发射事件比例高于煤层;在裂缝穿层扩展的前提下,增大水平井与煤层顶面距离会导致裂缝穿层扩展时间延长,提高压裂液注入排量可增大裂缝进入煤层的穿透深度,但是易导致缝高失控、缝长降低,提出采用变排量压裂施工,初期压裂液大排量注入促使裂缝纵向穿层,随后降排量促进裂缝在顶板和煤层内横向延伸;多裂缝同步起裂时缝间存在竞争扩展现象,部分裂缝可能无法穿层扩展。研究成果可为掌握裂缝跨煤岩界面穿层扩展特点、优化设计压裂施工参数提供理论支撑。

关键词：煤岩界面穿层压裂动态扩展数字散斑声发射

基于PSB钢筋的高强度锚杆精细分区抗浮及受力分析

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地质与勘探 2024年第2期60卷 377-387页

作者：彭涛任东兴杨宗耀廖宏业赵晓彦薛鹏彭界超中冶成都勘察研究总院有限公司四川成都610023 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756

随着建筑物地下室的埋深增加、地下水位升高以及极端恶劣天气的影响,对抗浮锚杆的性能提出了更高的要求,传统抗浮锚杆的局限性日益明显。为了解决建筑物因不同区域结构自重和地下室底板埋深差异带来的抗浮难题,本文通过精细分区抗浮设计... 详细信息

随着建筑物地下室的埋深增加、地下水位升高以及极端恶劣天气的影响,对抗浮锚杆的性能提出了更高的要求,传统抗浮锚杆的局限性日益明显。为了解决建筑物因不同区域结构自重和地下室底板埋深差异带来的抗浮难题,本文通过精细分区抗浮设计,采用精轧螺纹钢筋代替普通钢筋的高强度扩大头抗浮锚杆解决了抗浮问题,其单根抗浮锚杆的抗拔承载力为560 kN,在最大试验荷载840 kN作用下锚头最大位移仅为5.25~9.97 mm,平均值为7.91 mm,卸荷后回弹率为18.09%~46.26%,未出现破坏,展现了优越的性能。高强度扩大头抗浮锚杆存在3种类型的应力-应变模式,(压密)-预应力抵消-扩大头端压是抗浮锚杆的理想应力-应变模式,其在1120 kN荷载作用下仍能保持正常维持收敛,且抗拔承载力为560 kN时仅处于预应力抵消阶段,仍具有很大的承载潜力。

关键词：抗浮锚杆卵石地层精轧螺纹钢筋受力机制抗拔承载力

负温条件下不同溶液拌合硫铝酸盐水泥性能演化规律及机制

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 624-640页

作者：张鸿飞任俊儒叶家元任雪红张洪滔翟牧楠栾政彬中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室北京100024 中国人民解放军陆军勤务学院军事设施系重庆401311

负温条件下将与环境等温的物料现场直接拌合、浇筑、免加热养护的低温施工技术称为冷施工。为了探寻负温条件下使用冷施工方案时适合硫铝酸盐水泥水化及性能发展的拌合溶液,采用水化温升表征、力学性能测试、X射线衍射结合Rietveld精修... 详细信息

负温条件下将与环境等温的物料现场直接拌合、浇筑、免加热养护的低温施工技术称为冷施工。为了探寻负温条件下使用冷施工方案时适合硫铝酸盐水泥水化及性能发展的拌合溶液,采用水化温升表征、力学性能测试、X射线衍射结合Rietveld精修分析、扫描电子显微镜观察等方法,研究了-10℃条件下有机与无机2大类共10种溶液拌合硫铝酸盐水泥的性能演化规律及机制。结果表明:氯化钙和硝酸钙溶液可促进水化,表现为水化温升大、早期强度高,试样峰值温度分别可达23.6℃和20.4℃,12 h抗压强度分别可达21.5 MPa和16.5 MPa;两者28 d抗压强度分别为101.8 MPa和19.6 MPa。碳酸钾溶液拌合试样水化温升较大、早期强度较高,试样峰值温度可达7.7℃,12 h抗压强度可达13.9MPa,但28d抗压强度仅增长至19.3MPa。氯化镁、氯化钠和亚硝酸钠溶液水化促进作用不明显,水化温升小、早期强度低,试样峰值温度均低于5℃,12 h抗压强度均小于5 MPa,但28 d抗压强度增长明显,分别达到74.0、42.7 MPa和39.2 MPa。甲醇、乙醇、乙二醇和丙三醇溶液几乎不具备水化促进作用,水化温升不明显(试样峰值温度不超过–5℃)、12 h几乎不具备强度,且28 d后甲醇、乙醇和乙二醇溶液拌合试样的抗压强度也极低;然而,丙三醇溶液拌合试样28 d抗压强度可达到23.5 MPa。-10℃条件下宜采用氯化钙溶液拌合硫铝酸盐水泥,此条件下可获得足够高的早、后期强度。

关键词：冷施工拌合溶液硫铝酸盐水泥水化

石粉取代胶凝材料对自密实混凝土收缩变形影响研究

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北方工业大学学报 2024年第4期 9-15页

作者：何世钦曾煜葳高鹏飞王辉北方工业大学土木工程学院中冶建筑研究总院有限公司

收缩变形是混凝土耐久性与体积稳定性的重要特征之一，当采用机制砂配制自密实混凝土(Self-Compacting Concrete, SCC)时，机制砂中的石粉对混凝土的收缩会产生一定影响。而关于石粉取代率对自密实混凝土收缩变形的相关研究较少。本文... 详细信息

收缩变形是混凝土耐久性与体积稳定性的重要特征之一，当采用机制砂配制自密实混凝土(Self-Compacting Concrete, SCC)时，机制砂中的石粉对混凝土的收缩会产生一定影响。而关于石粉取代率对自密实混凝土收缩变形的相关研究较少。本文采用石粉代替胶凝材料设计配合比，对石粉取代率分别为0%、21%、48%的自密实混凝土进行抗压强度、抗折强度、早龄期收缩、28 d自收缩与28 d干燥收缩试验。结果表明自密实混凝土抗压强度与抗折强度会随石粉取代量增加而减小，早龄期收缩随着石粉取代量提高呈先增加后减小的趋势，28 d内石粉能够减小各龄期总收缩和自收缩值，但会增加干燥收缩。

关键词：自密实混凝土石粉自收缩干燥收缩