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乳化剂在集料化学成分表面吸附行为的分子模拟与试验论证

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化工进展 2020年第8期39卷 3196-3204页

作者：孔令云全秀洁李朝波余苗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400000 中机中联工程有限公司重庆400039

采用分子模拟和电导率试验相结合的手段,研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十八烷基三甲基氯化铵(STAC)在酸性集料主要化学成分(SiO2)和碱性集料主要化学成分(CaCO3)表面的吸附行为。模拟结果表明:两类乳化剂周围均有两层水化层,STAC的亲... 详细信息

采用分子模拟和电导率试验相结合的手段,研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十八烷基三甲基氯化铵(STAC)在酸性集料主要化学成分(SiO2)和碱性集料主要化学成分(CaCO3)表面的吸附行为。模拟结果表明:两类乳化剂周围均有两层水化层,STAC的亲水基第一水化层内的水分子个数约为SDBS的两倍,其亲水性强于SDBS;通过界面能分析,对两类乳化剂而言,STAC在集料主要化学成分表面的吸附能力大于SDBS,对于两种集料来说CaCO3对两类乳化剂的吸附能力较SiO2强。电导率试验结果表明:不同集料比(乳化剂的质量与集料化学成分的质量比)下,乳化剂在CaCO3表面的吸附量大于SiO2,且随集料比的增加,不同集料化学成分对乳化剂的吸附量也增加;CaCO3和SiO2对两类乳化剂的吸附曲线近似为S型,且对STAC的吸附曲线离散性小于SDBS;SDBS和STAC在CaCO3上表面浓度(Γ1)最大,另STAC的最大吸附量约为SDBS的3.2倍;模拟参数中的配位数与试验参数中的最大吸附量和乳化剂吸附系数之间的灰色关联度良好,通过配位数可分析乳化剂的亲水性,最大吸附量和吸附系数可用来判断集料对乳化剂的吸附量大小。模拟结果与试验结果一致,表明分子动力学可以准确描述乳化剂在集料主要化学成分表面的吸附行为。

关键词：分子模拟相对浓度界面能电导率吸附系数吸附等温线

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基于微胶囊技术的超疏水自修复涂层研究进展

中国表面工程 2022年第4期35卷 102-112页

作者：葛倩倩鲁浈浈梁杨魏鹏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 重庆市政设施管理局重庆400014

超疏水涂层在自清洁、防腐蚀、抗凝冰、减阻等领域具有广阔的应用前景,但其耐久性还有待提高。由于微胶囊在修复剂的封装、制备等方面具备独特优势,利用微胶囊技术将修复剂封装,均匀分散于超疏水涂层后,涂层可同时具有疏水性和自修复性... 详细信息

超疏水涂层在自清洁、防腐蚀、抗凝冰、减阻等领域具有广阔的应用前景,但其耐久性还有待提高。由于微胶囊在修复剂的封装、制备等方面具备独特优势,利用微胶囊技术将修复剂封装,均匀分散于超疏水涂层后,涂层可同时具有疏水性和自修复性,但目前对微胶囊技术与超疏水涂层结合并进行归纳总结的文献较少。总结了微胶囊技术在超疏水材料自修复领域的研究现状,归纳了微胶囊超疏水涂层自修复的修复机理与常用制备方法,对不同刺激响应方式下微胶囊超疏水涂层的性能(响应速度、自修复效果、耐久性、耐磨性)进行对比。结果表明,以紫外光照射为修复手段的涂层机械耐久性较好,近红光刺激响应是微胶囊超疏水自修复涂层中响应修复效率最快、修复效果最好的修复方式,并且以紫外光和近红光双重刺激响应的超疏水涂层的耐久性、耐化学腐蚀性远超过单一刺激响应型超疏水自修复涂层。最后,提出当前基于微胶囊技术的超疏水自修复涂层存在的问题并对该涂层的应用前景进行展望。

关键词：新材料微胶囊超疏水涂层自修复刺激响应

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高温状态沥青烟释放室内测定与影响因素分析

建筑材料学报 2015年第2期18卷 322-327页

作者：黄刚何兆益黄涛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 中交二航局第二工程有限公司重庆400042

基于质量法,提出了一个简单、实用的评价沥青烟释放量的方法.采用冻干技术消除水分对沥青烟测定准确性的干扰,并在5种吸附材料中优选出纯净聚丙烯纤维棉作为收集沥青烟的高性能吸附剂.根据物理吸附原理和沥青材料的特点,研发出一套集沥... 详细信息

基于质量法,提出了一个简单、实用的评价沥青烟释放量的方法.采用冻干技术消除水分对沥青烟测定准确性的干扰,并在5种吸附材料中优选出纯净聚丙烯纤维棉作为收集沥青烟的高性能吸附剂.根据物理吸附原理和沥青材料的特点,研发出一套集沥青烟产生、收集及排空装置于一体的沥青烟测定装置.在室内采用此装置深入研究了影响沥青烟释放量的关键因素.研究表明:沥青的搅拌速度、加热温度和加热持续时间是导致沥青烟释放量发生变化的主要因素;是否搅拌沥青、沥青油源和种类以及沥青的含水量也对沥青烟释放量产生影响.

关键词：沥青烟释放量评价测定装置因素

膨胀石墨抑制沥青烟机理与抑烟沥青混合料动态性能

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中国公路学报 2015年第10期28卷 1-10页

作者：黄刚何兆益周超黄涛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 中交二航局第二工程有限公司重庆400042

为了有效抑制高温沥青烟释放,在路用沥青中掺入膨胀石墨,采用微观试验和沥青混合料动态性能试验研究了抑烟沥青混合料疲劳性能、黏弹性以及动态蠕变模量随温度、频率的变化规律。研究结果表明:高温下沥青中的轻质组分和多环芳烃能部分... 详细信息

为了有效抑制高温沥青烟释放,在路用沥青中掺入膨胀石墨,采用微观试验和沥青混合料动态性能试验研究了抑烟沥青混合料疲劳性能、黏弹性以及动态蠕变模量随温度、频率的变化规律。研究结果表明:高温下沥青中的轻质组分和多环芳烃能部分插入膨胀石墨层片间并形核结晶长大,或者吸附于膨胀石墨表面,晶格能和范德华力的束缚有效抑制了沥青烟的释放,且被剥离膨胀的石墨中已存在石墨烯片;抑烟沥青混合料疲劳寿命已接近SBS改性沥青混合料,且远高于普通沥青混合料;掺入膨胀石墨对沥青的黏弹性会产生显著影响;抑烟沥青混合料具有较好的高温稳定性、抑烟效果和路用性能。

关键词：道路工程抑烟沥青混合料微观试验抑制机理动态性能

水力冲击混凝土裂纹扩展机理及CT尺度损伤研究

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振动与冲击 2019年第11期38卷 68-74页

作者：刘佳亮张娣王梦瑾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 重庆交通大学山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心重庆400074

借助CT扫描技术对水力作用下混凝土的细观破裂状态进行全方位检测。结合液固碰撞理论,阐释了水力冲击下混凝土内部“V”状锥形破碎核、表面裂纹、环向裂纹等致裂态形成的力学过程,探讨了混凝土“启裂-扩展-溃裂”不同破坏阶段的致裂机理... 详细信息

借助CT扫描技术对水力作用下混凝土的细观破裂状态进行全方位检测。结合液固碰撞理论,阐释了水力冲击下混凝土内部“V”状锥形破碎核、表面裂纹、环向裂纹等致裂态形成的力学过程,探讨了混凝土“启裂-扩展-溃裂”不同破坏阶段的致裂机理,揭示了 5种典型水力致裂裂纹的扩展特征和力学机制。通过对CT扫描图像进行直方图均衡化、阈值分割处理,利用提出的基于图像灰度值的损伤表征方法,进一步研究了水力冲击混凝土内部CT尺度损伤分布特征,定量地指出水力强冲击作用会在混凝土未破碎区的骨料与砂浆基体过渡区形成明显的损伤,并且距离致裂裂纹越近,损伤劣化程度越严重。

关键词：水力冲击混凝土裂纹损伤 CT扫描

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凝胶化条件对定型相变材料热性能的影响

高分子材料科学与工程 2015年第3期31卷 59-64页

作者：何丽红李菁若朱洪洲卢章天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 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

根据溶胶凝胶化原理,从热力学不稳定与反离子聚沉角度出发,分别采用温度促凝法与反离子促凝法制备了PEG(聚乙二醇)/SiO2(二氧化硅)定型相变材料(SS-PCMs)。运用差示扫描量热、X射线衍射与红外光谱分析对比研究了凝胶化条件对SS-PCMs相... 详细信息

根据溶胶凝胶化原理,从热力学不稳定与反离子聚沉角度出发,分别采用温度促凝法与反离子促凝法制备了PEG(聚乙二醇)/SiO2(二氧化硅)定型相变材料(SS-PCMs)。运用差示扫描量热、X射线衍射与红外光谱分析对比研究了凝胶化条件对SS-PCMs相变焓与相变峰温的影响。结果表明,温度促凝法制备的PEG/SiO2SS-PCMs相变焓为36.1~128.4J/g,较相同质量比例的纯PEG低,相变峰温也稍有降低;PEG/SiO2SS-PCMs中PEG与SiO2仅为物理作用,PEG相变行为主要受SiO2内外界面的牵制作用与微孔结构的空间位阻作用的影响。反离子促凝法制备的Ca-PEG/SiO2SS-PCMs相变焓为32.6~91.5 J/g,相变焓损失率高,但相变峰温较纯PEG有所升高;Ca-PEG/SiO2SS-PCMs中,PEG相变行为除了受限于SiO2的物理作用,PEG中C-O-C键的氧亦给出孤对电子与Ca2+形成配位键,改变PEG分子构象与结晶结构,导致相变焓损失严重。即凝胶化条件决定了SS-PCMs组分间相互作用方式,从而影响着PEG/SiO2定型相变材料的热性能。经对比分析,温度促凝法较反离子(CaCl2)促凝法更适合制备PEG/SiO2SS-PCMs。

关键词：聚乙二醇温度促凝法反离子促凝法定型相变材料热性能

高压水射流冲蚀混凝土破碎区演进特征及裂纹扩展规律研究

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振动与冲击 2019年第24期38卷 131-137页

作者：刘佳亮李坤元张娣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 重庆交通大学山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心重庆400074

高压水射流冲击下混凝土内部裂纹扩展规律是洞察水力破碎机制的重要基础。借助相似材料、模型试验及高速摄像技术,构建了高压水射流冲击透明类混凝土冲蚀孔洞及裂纹扩展检测系统,研究了射流冲击混凝土冲蚀破碎区演化历程及裂纹扩展模式... 详细信息

高压水射流冲击下混凝土内部裂纹扩展规律是洞察水力破碎机制的重要基础。借助相似材料、模型试验及高速摄像技术,构建了高压水射流冲击透明类混凝土冲蚀孔洞及裂纹扩展检测系统,研究了射流冲击混凝土冲蚀破碎区演化历程及裂纹扩展模式。结果表明,在射流冲击下混凝土破碎区演进过程分为三个典型阶段:水锤压缩区扩展、非压缩区扩展及侵彻贯通后扩展。在水锤压缩区冲蚀孔洞以近似“花瓣”状形态向自由面扩展,在冲蚀孔洞阵前面存在显著的塑性屈服区及交错裂纹网,并从理论上提出了冲蚀孔洞演进的临界判据;在非压缩区冲蚀孔洞近域塑性屈服区明显减少,材料去除演变为完全脆性破碎模式,冲蚀孔洞轴向演进速度呈现阶段性停滞;侵彻贯通后冲蚀孔洞径向维度将继续增大,并在孔壁近域出现不连续、半球状微裂纹区域,当扩展至初始贯通孔径2倍左右时,主冲蚀孔洞将趋于稳定。

关键词：高压水射流混凝土模型试验裂纹

基于高分辨率Radon变换的瑞利波反演在役路基动模量

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振动与冲击 2022年第10期41卷 222-230,237页

作者：杨博龙友明刘境奇汤跃文重庆交通大学土木工程学院重庆400074 浙江大学地球科学院杭州310027 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

为了探索在役路基动模量的一种动态反演与成像方法,该研究通过瑞利波在弹性层状体系中的理论频散方程,揭示了瑞利波在基准路基路面结构中的理论频散特征,基于高分辨率线性Radon变换建立了路基路面结构中瑞利波频散曲线的提取方法。在结... 详细信息

为了探索在役路基动模量的一种动态反演与成像方法,该研究通过瑞利波在弹性层状体系中的理论频散方程,揭示了瑞利波在基准路基路面结构中的理论频散特征,基于高分辨率线性Radon变换建立了路基路面结构中瑞利波频散曲线的提取方法。在结合高分辨线性Radon变换提取的频散曲线与路基工作区细化分层的基础上,建立了在役路基工作区动模量的反演成像方法。通过在足尺道路试槽内点对点依次进行瑞利波、落锤式弯沉仪(falling weight deflectmeter,FWD)、承载板和弯沉测试,建立了各测试指标之间的关系。结果显示,瑞利波反演的路基动模量与其他测试方法相应结果的相关系数均大于0.80,且反演成像结果能够正确、清晰地反映路基承载能力与压实工况。

关键词：在役路基动模量瑞利波频散特征高分辨率线性Radon变换无损感知

沥青混合料压实度-振动加速度-温度关系模型

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建筑材料学报 2021年第3期24卷 615-623页

作者：赵毅杨臻梁乃兴曹源文向阳开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 重庆交通大学材料科学与工程学院重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

将抚吉高速公路作为试验路段,基于质量弹簧阻尼耦合模型,构建了振动压路机振动轮被压材料系统动力学模型,开发了沥青混合料振动压实实时分析检测系统.以现场实测沥青混合料摊铺—碾压过程的温度分布为基础,构建了AC-20、AC-25、ATB-25... 详细信息

将抚吉高速公路作为试验路段,基于质量弹簧阻尼耦合模型,构建了振动压路机振动轮被压材料系统动力学模型,开发了沥青混合料振动压实实时分析检测系统.以现场实测沥青混合料摊铺—碾压过程的温度分布为基础,构建了AC-20、AC-25、ATB-25沥青混合料的压实度振动加速度温度关系模型.结果表明:振动压路机振动轮垂直加速度与被压沥青材料刚度成正比,与其阻尼成反比;沥青混合料压实度与振动加速度有效值呈线性关系;AC-25沥青混合料压实度振动加速度温度关系模型的相关性系数R2为0.99,压实度计算值与实测值的差值介于-3.0%~1.4%.

关键词：道路工程沥青混合料压实度振动加速度温度分布模型