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
- 作品数：40 被引量：193H指数：9
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- 超高性能混凝土流变特性及调控研究进展被引量：1
- 2023年
- 超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度、高韧性和优异耐久性的新型水泥基复合材料。由于它的水胶比低、细颗粒用量大,导致新拌浆体黏度高、纤维易成团、泵送困难等问题,不利于混凝土的匀质性及纤维对UHPC增强增韧作用的发挥。本文从流变表征和模型层面综述了UHPC的流变特性,基于水胶比、外加剂、矿物掺合料、纤维及骨料特性等因素对UHPC流变性能的影响,讨论分析了UHPC流变行为调控技术,包括调控水膜层厚度、调控浆膜层厚度、降低间隙液黏度、掺入黏度调节外加剂、改变纤维特性等5个方面及其调控作用机理。
- 刘一帆吴泽媚张轩翰史才军
- 关键词：超高性能混凝土流变性能力学性能
- 基于不同地域海砂的海水海砂混凝土力学性能试验研究被引量：5
- 2022年
- 本研究选取山东、福建、广西三地原状海砂,测定了其物理和化学性质并与长沙本地河砂进行比较。结果表明,海砂的矿物组分、细度模数和压碎值与河砂基本相同,而不同地域海砂的氯离子和贝壳含量存在差异。采用不同地域的海砂和人工海水配制了C30、C40、C50强度等级的海水海砂混凝土(Seawater sea-sand concrete,SWSSC),测试了不同龄期海水海砂混凝土的抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度等关键力学性能,并与普通混凝土(Ordinary concrete,OC)进行了对比,采用XRD、SEM等手段研究了相关机理。结果表明,SWSSC早期(3 d和7 d龄期)抗压强度高于OC,但其后期(28 d龄期以后)抗压强度低于OC。两者抗拉强度的差异随着龄期增长不断减小,而SWSSC的360 d抗拉强度基本高于OC。最后通过^(1)H NMR分析比较了不同龄期的SWSSC和OC的孔结构,发现SWSSC和OC的孔结构发展规律与其力学性能发展规律一致。本研究成果可为海水海砂混凝土的配合比设计和工程应用提供重要依据。
- 耿健智朱德举郭帅成易勇周琳林
- 关键词：力学性能孔结构
- 玻璃纤维织物增强海水海砂混凝土在模拟海洋环境中的耐久性研究被引量：3
- 2022年
- 本工作研究了玻璃纤维织物增强海水海砂混凝土(GTR-SWSSC)复合材料于海水浸泡和干湿循环条件下的弯曲性能。在不同干湿循环次数和海水浸泡时间下对玻璃纤维增强混凝土(GTR-SWSSC)进行了四点弯曲试验,对复合材料在模拟海洋服役环境下的抗弯性能进行了评估。同时,探究了环氧树脂对复合材料抗海水腐蚀性能的改善作用,并通过电镜扫描从微观层面对海水浸泡时间、干湿循环次数和环氧树脂涂层的作用进行了分析。研究结果表明GTR-SWSSC的弯曲性能变化符合一定的规律,海水干湿循环和浸泡环境导致了试件内部结构的损伤,使得试件强度有所下降。总体而言,复合材料在海水恶劣环境下的强度呈现较为缓慢的下降趋势,采用环氧树脂进行表面处理能有效提高试件的弯曲强度,延缓试件力学性能的衰退,但是延缓效果在一定时间后随龄期延长逐渐减弱。
- 喻松胡翔赵一帆朱德举史才军
- 关键词：耐碱玻璃纤维海水浸泡干湿循环耐久性
- 硅灰对高强地聚物胶凝材料性能的影响被引量：17
- 2020年
- 以矿渣、粉煤灰和硅灰为原材料制备高强地聚物,利用单一质心设计法对原材料组成进行设计优化,研究了硅灰对凝结硬化过程以及对硬化浆体抗压强度的影响。结果表明:硅灰充分发挥了细颗粒作用,充填在矿渣和粉煤灰堆积空隙中,由此释放的激发剂提高了固体颗粒表面的液膜厚度,从而改善地聚物的流动性,降低浆体的触变性、屈服应力和塑性黏度;由于高活性,部分硅灰在强碱性溶液中快速溶解,使得激发剂中硅酸根离子浓度提高,碱度降低,从而使矿渣和粉煤灰的反应速率降低,减缓C—A—S—H凝胶形成,宏观上表现为凝结时间延长,加速期迟滞,反应热峰值和累计放热量降低,硬化体早期强度发展受到影响。当矿渣含量>50%、粉煤灰含量<30%且硅灰含量<30%时,地聚物砂浆强度超过100MPa,满足新拌性能要求,具有制备超高性能混凝土的可行性。
- 刘翼玮张祖华史才军李宁雷龙
- 关键词：超高性能混凝土硅灰抗压强度
- 经纬向纤维体积分数对耐碱玻璃纤维织物增强混凝土拉伸力学性能的影响被引量：5
- 2022年
- 为了研究经纬向纤维体积分数对耐碱玻璃纤维织物增强混凝土(ARG-TRC)拉伸力学性能的影响,通过万能试验机对不同经向纤维体积分数(0.24vol%、0.49vol%、0.73vol%和1.09vol%)和纬向纤维体积分数(0vol%、0.20vol%、0.48vol%和0.96vol%)的试件进行准静态拉伸试验,并结合数字图像相关分析得到拉伸状态下裂纹与应变分布。结果表明:ARG-TRC的拉伸力学性能和破坏形态主要取决于经向纤维体积分数,而纬向纤维体积分数对其影响不大;随着经向纤维体积分数的增加,极限强度、峰值应变和韧性明显增大,裂纹条数明显增加。对拉伸应力-应变曲线化进行三线性拟合,得到简化模型并与ACK模型进行对比。基于现有的裂纹间距计算模型和试验数据,修正了裂纹间距计算公式,其结果与文献数据吻合较好。该成果将有助于织物增强混凝土(TRC)中纤维织物的优化配置,提高纤维织物的利用率,对TRC的性能设计具有指导意义。
- 朱德举李新亮李安令
- 关键词：纤维体积分数数字图像相关
- 材料组成对常温养护UHPC基体性能的影响被引量：11
- 2019年
- 为提高UHPC实用性,在常温养护条件下,制备出性能更好的超高性能混凝土,本文研究了不同原材料品种及掺量对常温养护UHPC基体性能的影响。结果表明:0. 18为协调UHPC工作性与强度的最佳水胶比;水泥品种对UHPC基体流动性的影响较大;试验所用4种硅灰中,掺锆质硅灰基体流动性最大,强度最小;掺半增密硅灰的基体流动性最小;白硅灰对基体强度的提高作用最强。对于不同水泥制备的基体,硅灰在不同掺量时使其强度达到最高。减水剂种类对UHPC基体流动性有很大影响。
- 黄政宇贾佳
- 关键词：流动度
- CLDH对矿渣基地聚合物微观结构和性能的影响被引量：1
- 2023年
- 地聚合物因其节能减排、性能优异而广受关注。本工作提出了地聚合物相调控的概念,并在矿渣基地聚合物体系中,使用煅烧层状双氢氧化物(CLDHs),研究其对微观结构和性能的影响。同步辐射高能XRD及PDF计算、TEM等表征结果揭示了CLDH的再水化反应,在微观结构上提高了晶胶比和凝胶的短程有序性。在宏观性能上,掺入CLDH的地聚合物力学性能和保水性得到提高,自收缩和干燥收缩显著降低。掺用CLDH作为改善地聚合物微观结构的一种技术方法,有助于解决地聚合物的性能缺陷问题,为制备高性能地聚合物提供了一个新思路。
- 周正宁张祖华邓毓琳胡捷余其俊史才军
- 关键词：地聚合物微观结构
- 聚乙烯醇纤维增强水泥复合材料板的冲切性能被引量：5
- 2021年
- 利用MTS试验机对聚乙烯醇纤维(PVA)/水泥复合材料板进行准静态冲切试验,研究了不同PVA纤维掺量对其破坏形态和承载力的影响。结果表明:掺入PVA纤维能够将水泥基板的破坏形态由脆性破坏转为延性破坏。PVA/水泥复合材料板的冲切极限荷载和耗能能力均随PVA纤维掺量增加而增大,其中耗能能力的增大更显著。进一步采用Instron落锤冲击系统对PVA纤维体积分数为2vol%的PVA/水泥复合材料板进行动力冲切试验,研究冲切速度(2.0~4.2 m/s)对PVA/水泥复合材料板的破坏形态、初裂荷载、极限荷载、初始刚度及耗能性能的影响。结果表明:与准静态试验相比,冲切荷载作用下PVA/水泥复合材料板的极限荷载增大,而耗能减少;此外相对初裂荷载和耗能,极限荷载的冲切速度相关性最显著。基于上述结果,构建了纤维增强水泥复合材料四线型拉伸本构模型,并通过反算模型和塑性铰线方法对纤维增强水泥复合材料板的冲切力学性能进行模拟,并得到材料的本构参数。本研究可以为PVA/水泥复合材料的抗冲切设计提供技术支撑。
- 李安令张朝辉郭帅成朱德举
- 关键词：冲击载荷塑性铰
- 粗骨料形状对混凝土氯离子扩散性能影响的数值模拟研究被引量：4
- 2022年
- 混凝土中骨料(如卵石和碎石)多为不规则形状,这会显著影响氯离子在材料内部的传输过程。因此对骨料形状进行有效表征并研究其对混凝土氯离子扩散性能的影响具有重要意义。采用计算机模拟技术,本工作基于所提出的卵石和碎石骨料建模方法,以真实骨料的粒径分布为输入参数,构建出混凝土的介观尺度模型,模拟了氯离子在混凝土中的传输过程,揭示了粗骨料体积分数、形状和界面过渡区与氯离子扩散系数的量化关系。研究表明:粗骨料体积分数和不规则程度的增大均会减小混凝土表观氯离子扩散系数,而界面过渡区对混凝土氯离子扩散系数有增大作用,骨料尺寸对混凝土中界面过渡区的氯离子扩散有一定影响,考虑骨料尺寸影响的情况验证了试验混凝土的界面过渡区厚度为30~50μm。本工作计算得到的混凝土氯离子扩散系数与实验结果吻合较好,证实了所提出模拟方法的有效性。
- 潘诗婷李凯张超慧史才军
- 关键词：氯离子扩散粗骨料数值模拟
- 基于部分反弹格子Boltzmann方法研究砂浆水渗透性能被引量：1
- 2022年
- 为了揭示砂浆的水分传输机制,构建了细骨料-界面过渡区-水泥浆体的砂浆三相模型,采用部分反弹格子Boltzmann方法模拟了水分在砂浆内部的传输过程,研究了骨料体积分数、界面过渡区厚度及孔隙结构对砂浆水分渗透系数的影响。结果表明:当界面过渡区厚度较小、孔隙率较低时,砂浆的水分渗透系数随骨料含量的增大而降低且始终低于水泥浆体的水分渗透系数;当界面过渡区厚度增至150μm或有效孔隙率超过水泥基体2倍时,砂浆的水分渗透系数会接近甚至超过水泥浆体的水分渗透系数。界面过渡区效应、骨料稀释作用以及迂曲传输路径的相互竞争是产生上述现象的根本原因。
- 李凯许立杨璐璐史才军
- 关键词：砂浆界面过渡区格子BOLTZMANN方法
