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火山灰质材料的火山灰活性检测方法综述

材料导报 2024年第1期38卷 113-118页

作者：孙振平闫珠华张挺穆帆远王春胜羊省孙其岩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 上海市水务局城市管网智能评估与修复工程技术研究中心上海201900 西藏吾羊实业有限公司拉萨850000

本文将火山灰质材料的火山灰活性检测方法分为直接法和间接法两大类。其中,直接法包括石灰吸收值法,火山灰反应程度评定法和酸、碱溶出度法;而间接法包括物理性能法,水化反应放热量法和物理、化学特征参数法。为正确指导火山灰活性检测... 详细信息

本文将火山灰质材料的火山灰活性检测方法分为直接法和间接法两大类。其中,直接法包括石灰吸收值法,火山灰反应程度评定法和酸、碱溶出度法;而间接法包括物理性能法,水化反应放热量法和物理、化学特征参数法。为正确指导火山灰活性检测方法的应用,本文详细介绍并比较了各检测方法的原理和特点。笔者认为,直接法可直接测定出火山灰质材料与Ca(OH)2反应的程度,但其操作和分析过程相对复杂;间接法可通过测定火山灰质材料对体系物化性能的影响或材料自身的物理、化学特征参数来评价其火山灰活性。本文从材料科学的角度厘清了各检测方法的适用对象,认为应根据不同的火山灰质材料的特性选择与其相适应的火山灰活性检测方法。

关键词：火山灰质材料火山灰活性直接法间接法

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紫外老化对沥青化学组成与分子结构的影响

科学技术与工程 2024年第16期24卷 6891-6900页

作者：席晗孔令云单琦琦刘孟祥重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆400074 山东省公路桥梁检测中心有限公司东营257000

为研究紫外老化对沥青微观结构的影响,通过对4种沥青分别进行4组分、红外光谱和核磁共振等试验,研究紫外老化下沥青的4组分、特征峰、官能团等化学组成指标和氢谱图、碳谱图、氢原子含量、分子结构参数等分子结构指标的变化,并通过分子... 详细信息

为研究紫外老化对沥青微观结构的影响,通过对4种沥青分别进行4组分、红外光谱和核磁共振等试验,研究紫外老化下沥青的4组分、特征峰、官能团等化学组成指标和氢谱图、碳谱图、氢原子含量、分子结构参数等分子结构指标的变化,并通过分子结构指标对化学组成指标的表征,分析分子结构变化对沥青化学组成变化的影响。结果表明:紫外老化后沥青更趋于形成沥青质分子,而沥青质的转化来源主要为芳香分,且含量越高老化后的损失率越高;同时羰基和亚砜基会随着老化的时间增加先快速增加之后趋于平缓,其中羰基指数可表征沥青老化的产生,而亚砜基指数可评价沥青抗老化的能力。紫外老化下沥青芳香环会发生缩合程度增大、环烷基取代基增加以及氢的取代、结构异化等反应;同时高紫外光子能量也会使脂肪碳发生断键,断键的脂肪碳连接到芳香环上提高了化学稳定性。由表征分析可见,沥青的化学组成主要受芳香结构、支化度和芳香环系缩合指数的影响较大。

关键词：道路工程紫外老化基质沥青化学组成分子结构表征分析

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隧道衬砌锈蚀钢筋的热效应及红外检测方法

同济大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 192-202页

作者：刘学增谷文川同济大学土木工程学院上海200092 上海地下基础设施安全检测与养护装备工程技术研究中心上海200092

隧道衬砌受腐蚀环境、材料劣化以及地下水的影响,衬砌钢筋锈蚀将成为衬砌后期服役的主要病害之一,钢筋锈蚀以及产生的顺筋裂缝直接威胁衬砌的耐久性和安全性,为此,及时检测钢筋锈蚀程度十分重要。目前的检测方法以接触式测量为主,效率低... 详细信息

隧道衬砌受腐蚀环境、材料劣化以及地下水的影响,衬砌钢筋锈蚀将成为衬砌后期服役的主要病害之一,钢筋锈蚀以及产生的顺筋裂缝直接威胁衬砌的耐久性和安全性,为此,及时检测钢筋锈蚀程度十分重要。目前的检测方法以接触式测量为主,效率低,为探究非接触快速检测的可行性,采用室内试验和数值分析相结合的方法,深入研究了浅层钢筋锈蚀的热传导规律,分析了主动热激励条件下钢筋锈蚀程度和混凝土保护层厚度对衬砌表面温度场的影响规律。结果表明:主动热激励条件下锈蚀产物表面分布区在热像图中表现为高温区;钢筋锈蚀率为4.36%~23.16%时,衬砌表面温差为2.3℃~4.4℃;试件表面温差随钢筋锈蚀程度的增加而增大,呈现三次函数的关系;而混凝土保护层厚度与表面温差呈明显的负相关性,保护层厚度越大,温差越小。夏季时由于衬砌内外温差导致的热传导效应将在钢筋锈蚀位置的衬砌表面产生,通过红外热像仪检测衬砌表面的温度分布,结合衬砌表观特征,可以综合判定钢筋的锈蚀程度,为钢筋锈蚀的快速检测提供了新的方法和技术手段。

关键词：钢筋锈蚀锈蚀率红外检测数值分析室内试验

颗粒局域共振增强仿生复合材料中应力波的衰减行为

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4909-4918页

作者：洪爽于瀛洋张作启武汉大学土木工程建筑学院杭州市富阳区发展和改革局建筑物检测与加固教育部工程研究中心

快速衰减应力波的冲击防护复合材料在民防、装甲、舰船等许多工业领域有着巨大的需求。受蜻蜓翅膀的启发，本文提出了基于颗粒局域共振原理的仿生微结构防护复合材料设计。研究发现：(1)当入射波频率接近局域共振单元的固有频率时，局... 详细信息

快速衰减应力波的冲击防护复合材料在民防、装甲、舰船等许多工业领域有着巨大的需求。受蜻蜓翅膀的启发，本文提出了基于颗粒局域共振原理的仿生微结构防护复合材料设计。研究发现：(1)当入射波频率接近局域共振单元的固有频率时，局域共振机制被最大程度激发，大量的入射应力波能量转化为颗粒的机械能；(2)单元固有频率随重芯直径、密度、软涂层厚度增大而减小，随软涂层弹性模量增大而增大；(3)在复合材料中引入不同固有频率单元的混杂设计，可以实现对宽频域入射应力波的高效衰减。本研究对于利用局域共振原理和仿生微结构开发设计高性能冲击防护复合材料具有指导意义。

关键词：应力波仿生微结构防护材料衰减行为局域共振

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硅烷化玻璃骨料对沥青混合料水稳定性的影响

武汉工程大学学报 2024年第4期46卷 460-466页

作者：李珊珊刘孜慧彭昱昊赵程徐雄武汉工程大学土木工程与建筑学院湖北武汉430074 绿色土木工程材料与结构湖北省工程研究中心湖北武汉430074

由废弃碎玻璃(WGC)所制备的玻璃沥青混合料容易发生水损破坏。采用预制1 mol/L的NaOH溶液对WGC进行浸润表面化学处理,并利用预先配制好的氨丙基三乙氧基硅烷(AMEO)偶联剂水解溶液对其进行化学修饰,通过扫描电子显微镜法、X射线荧光光谱... 详细信息

由废弃碎玻璃(WGC)所制备的玻璃沥青混合料容易发生水损破坏。采用预制1 mol/L的NaOH溶液对WGC进行浸润表面化学处理,并利用预先配制好的氨丙基三乙氧基硅烷(AMEO)偶联剂水解溶液对其进行化学修饰,通过扫描电子显微镜法、X射线荧光光谱术、傅里叶变换红外光谱术和粒度分析,评价化学修饰对WGC微观结构、化学成分、分子结构与粒径分布的影响,同时通过冻融劈裂与浸水马歇尔试验检测,研究化学修饰后的玻璃骨料对沥青混合料水稳定性的影响。结果表明:NaOH溶液对WGC亲水性与表面粗糙度的提升具有显著效果,同时能促进AMEO对WGC的有机化修饰效果。相较于WGC,NaOH/WGC会使沥青混合料出现浸水松散与间接拉伸强度比低的现象,导致无法检测浸水残留稳定度且间接拉伸强度比仅为30.3%,而AMEO对NaOH/WGC进行化学修饰后,浸水残留稳定度恢复至96.7%,间接拉伸强度比达76.7%,表明WGC的表面修饰作用具有显著提高玻璃沥青混合料抗水损害的能力。

关键词：废弃碎玻璃化学修饰玻璃沥青水稳定性

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建筑钢结构火灾后检测与评估研究进展

建筑钢结构进展 2024年

作者：蒋彬辉浦通葳李国强中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心中南大学土木工程学院同济大学土木工程学院

建筑结构火灾事故发生频繁，火灾可能对建筑物造成严重损伤，甚至引起建筑物倒塌，导致人民生命和财产的巨大损失。对于遭受火灾但未倒塌的建筑物，则可进行修复、加固后再利用。修复加固前，需要对受火损伤的建筑结构进行科学、详细、... 详细信息

建筑结构火灾事故发生频繁，火灾可能对建筑物造成严重损伤，甚至引起建筑物倒塌，导致人民生命和财产的巨大损失。对于遭受火灾但未倒塌的建筑物，则可进行修复、加固后再利用。修复加固前，需要对受火损伤的建筑结构进行科学、详细、准确的检测和鉴定，确定建筑物结构材料的剩余强度和构件的损伤程度，为建筑结构的修复加固提供依据，从而达到经济、安全地恢复建筑结构使用功能的目的。归纳了火灾后建筑钢结构检测与评估的研究进展，介绍了建筑结构火灾后现场调查分析的步骤和方法，分析了构件、火场经历的最高温度的判定方法及其适用性，指出了火灾后钢材力学性能推断与检测的方法及其优缺点，论述了构件、结构火灾后残余变形的测量内容和方法，总结了火灾后构件、结构的剩余承载力的相关研究及验算方法。同时指出了有待进一步研究的问题，为钢结构建筑火灾后检测与评估的理论研究和工程应用提供参考。

关键词：钢结构建筑火灾后检测评估研究进展

宏基因组学分析深度处理阶段污水中细菌的赋存特征及其功能

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环境科学 2024年第4期45卷 2259-2267页

作者：胡健双王燕周政汪雅琴王秉政李激江南大学环境与土木工程学院无锡214122 江苏省厌氧生物技术重点实验室无锡214122 江苏高校水处理技术与材料协同创新中心苏州215009

为探究深度处理阶段污水中细菌的赋存特征及其功能,采集了污水深度处理阶段沿程各单元的进出水样品,并基于宏基因组学对污水中细菌的群落结构及功能进行了解析.结果表明,不同深度处理单元出水中细菌的多样性存在差异,臭氧接触池出水中... 详细信息

为探究深度处理阶段污水中细菌的赋存特征及其功能,采集了污水深度处理阶段沿程各单元的进出水样品,并基于宏基因组学对污水中细菌的群落结构及功能进行了解析.结果表明,不同深度处理单元出水中细菌的多样性存在差异,臭氧接触池出水中细菌的多样性最低;相比夏季,冬季深度处理阶段污水中细菌的丰富度和多样性较低.不同季节深度处理阶段污水中的细菌群落结构变化较大,反硝化滤池出水中的细菌群落结构与其它样品存在较大差异;变形菌门(41.5%~71.0%)是深度处理阶段污水中的主要优势菌门,其次是拟杆菌门(3.8%~16.2%);反硝化滤池出水中主要菌属有脱氯单胞菌(4.1%~7.4%)、弓形杆菌(3.0%~8.3%)和不动杆菌(2.3%~3.0%).在深度处理阶段各工艺出水中共发现了29种与氮代谢有关的功能基因,并且在各工艺出水中均检测到了与反硝化有关的功能基因,如nosZ、napA、nirK和norB等,表明深度处理阶段污水中的细菌具有持续脱氮的潜力.糖苷转移酶和糖苷水解酶是深度处理阶段主要的碳水化合物活性酶,深度处理阶段污水中的细菌表现出了对多种有机物的降解潜力.

关键词：污水深度处理宏基因组学细菌群落脱氮功能 KEGG基因数据库 CAZy数据库

累计冲击荷载作用下GFRP-混凝土组合梁动态响应分析

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振动与冲击 2024年第6期43卷 225-237页

作者：杨丽辉周文波王岩张浩天巩勋勋北京交通大学土木与建筑工程学院北京100044 中建玖合发展集团有限公司北京100000 建研院检测中心有限公司北京100013

为探究玻璃纤维复合材料(glass fiber reinforce plastic,GFRP)-混凝土组合梁在多次落石冲击荷载下的动态响应,采用摇臂式落锤试验机,对1根纯GFRP梁及4根GFRP-混凝土组合梁进行累计冲击试验,得到了不同工况下试验梁位移、冲击力、应变... 详细信息

为探究玻璃纤维复合材料(glass fiber reinforce plastic,GFRP)-混凝土组合梁在多次落石冲击荷载下的动态响应,采用摇臂式落锤试验机,对1根纯GFRP梁及4根GFRP-混凝土组合梁进行累计冲击试验,得到了不同工况下试验梁位移、冲击力、应变时程曲线及裂缝开展状态,并分阶段讨论了梁体损伤演化过程。试验结果表明:纯GFRP梁具有优异的抗冲击性能,但冲击荷载作用下变形过大;组合梁的破坏特征均为混凝土主裂缝贯通,GFRP-混凝土界面发生剥离,良好的界面黏结性能是确保GFRP-混凝土组合梁抗冲击性能提升的关键;竖向冲击荷载下,混凝土厚度的增大,可明显减小同一冲击高度下梁体跨中的变形响应;试验梁抵抗侧向冲击的能力优于其抵抗竖向冲击的能力。采用显示动力分析软件LS-DYNA建立了GFRP-混凝土组合梁累计冲击模型,并基于该模型分析了冲击锤质量、冲击速度及截面高度比等参数对GFRP混凝土组合梁动态响应的影响规律。

关键词：冲击荷载 GFRP-混凝土组合梁动态响应

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CFRP复合材料板材的耐水酸碱性能研究

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期56卷 93-102页

作者：韩庆韩玮刘海波刘延峰杨超王少强咸贵军中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心山东东营257000 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

腐蚀环境下碳纤维增强环氧树脂(CFRP)复合材料的性能退化是影响材料与结构安全服役的关键.为获得CFRP板材在腐蚀溶液中的耐久性能,将CFRP板材浸泡在水、酸与碱溶液中长达150 d.通过水吸收、热力学测试与微观结构分析获得CFRP板材的长期... 详细信息

腐蚀环境下碳纤维增强环氧树脂(CFRP)复合材料的性能退化是影响材料与结构安全服役的关键.为获得CFRP板材在腐蚀溶液中的耐久性能,将CFRP板材浸泡在水、酸与碱溶液中长达150 d.通过水吸收、热力学测试与微观结构分析获得CFRP板材的长期性能演化.结果表明:树脂板与CFRP板材在水、酸与碱溶液中的水吸收行为类似.在酸溶液中,树脂板与CFRP板材均获得较高的水吸收量,这是因为酸溶液促进了树脂的松弛作用,为水分子的进一步侵入提供了更多的扩散空间.此外,树脂的水解作用降低了树脂板与CFRP板材水吸收量.长期的加速老化导致CFRP板材拉伸强度退化高达29.7%,玻璃化转变温度退化高达12.4%.CFRP板材拉伸强度的退化主要由树脂的塑化与水解、纤维与树脂界面的脱粘所导致.碱溶液加速纤维与树脂界面脱粘、树脂水解,这导致碱溶液浸泡下的CFRP板材拉伸强度退化远大于水与酸溶液,其纤维与树脂界面完整性最差,纤维表面没有树脂残留.CFRP板材玻璃化转变温度的退化主要受控于树脂的塑化.酸溶液下玻璃化转变温度的退化程度远大于水与碱溶液,这是因为酸溶液下CFRP板材拥有更高的吸水率,导致树脂发生更严重的塑化作用.

关键词： CFRP复合材料腐蚀溶液性能演化树脂塑化与水解界面脱粘