为了深入探讨碳纳米管水泥砂浆的电导特性,在细观力学的基础上提出了预测碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的数学模型。该模型基于Mori-Tanaka方法,考虑碳纳米管之间的隧穿电导,可求出碳纳米管复合水泥基体的有效电导;此外,还考虑了应变作用下孔隙水离子电导随空隙连通性变化对碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的影响,根据试验结果拟合出相关预测参数。结果表明:考虑离子电导的影响,根据提出的预测模型求出的压阻效应预测值与试验结果符合较好。

结合前期的研究成果及在制定T/CSTM 00040—2019《透水混凝土试验方法》团体标准中的创新思路,积极探索了透水混凝土成型方式及评价新拌透水混凝土工作性、透水混凝土透水性能的科学方法,以保证评价指标的科学准确性及与工程实际的一致性。

在对白银市东大沟Pb、Zn、Cd复合污染土壤基本理化性质分析的基础上,进行了制备免烧砖的初步研究,探讨了不同水泥用量对免烧砖抗压强度和浸出毒性的影响,分析了砖体在不同pH值环境下的安全性,并对固化前后污染土中重金属形态进行了对比分析。结果表明,水泥对Pb、Zn、Cd具有良好的固化效果。随着水泥添加量的提高,砖体抗压强度呈上升趋势。与原土相比,砖体中重金属在不同pH值溶液浸提下,浸出趋势不变,浸出浓度显著下降,重金属酸可提取态部分所占比例显著下降,残渣态上升。

为了研究再生无砂混凝土抗压强度与粒径大小、水灰比和目标孔隙率的关系,采用废弃混凝土破碎作为再生骨料制作成试验样品,在室内进行抗压强度试验。同时为了研究无砂混凝土抗压强度与粒径大小之间的非线性关系,采用三次多项式的方法进行拟合。结果表明:目标空隙率对试件抗压强度具有非线性关系的重要影响;随着粒径尺寸的增大,试件抗压强度先变大再变小;水灰比对试件抗压强度也会产生一定影响。对试验数据的三次多项式拟合比较分析中,当水灰比为0.4时,三种目标孔隙率下的拟合度最好。

本试验将等质量板垃圾和柱垃圾破碎、筛分后制成再生砂,利用二水石膏、胶粉、纤维素醚等原料制备膜化剂并对建筑垃圾再生砂进行膜化处理,制备了CL和CLT两种试块,通过正交试验和方差分析研究了二水石膏、胶粉、纤维素醚对不同试块性能的影响。试验结果表明,抗压强度效果最好的膜化配比分别为4%石膏、2%胶粉、0.6%纤维素醚和4%石膏、3%胶粉、0.2%纤维素醚;抗折强度效果最好的膜化配比均为4%石膏、1%胶粉和0.2%纤维素醚,三种因素对吸水率影响都不大,但CLT试块的吸水率都小于CL试块。

基于劲性环梁式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的低周往复荷载试验及ABAQUS有限元数值模拟结果,分析了节点试件的滞回特性,通过对有限元计算结果进行回归分析,考虑刚度退化的影响,提出了劲性环梁式钢管混凝土节点的三折线恢复力模型,该恢复力模型包括骨架曲线模型和具有刚度退化规律的滞回规则。最后将所提出的恢复力模型和试验所得曲线进行比较,结果符合较好。建立的恢复力模型可用于劲性环梁式钢管混凝土框架节点的弹塑性分析。

将二水石膏、胶粉、纤维素醚等原料对建筑垃圾再生砂进行膜化处理制备水泥砂浆,通过正交试验和方差分析研究了二水石膏、胶粉、纤维素醚对其性能的影响,得出了抗压强度效果最好的膜化配比为4%石膏、2%胶粉和0.6%纤维素醚,抗折强度效果最好的膜化配比为4%石膏、1%胶粉和0.2%纤维素醚,三种因素对其吸水率影响不大。试验结果表明,经膜化处理建筑垃圾制备的水泥砂浆的性能要优于未处理的建筑垃圾制备的水泥砂浆。

从宏观和细观两个尺度分析了混凝土抗裂性能与骨料体积含量和骨料弹性模量的关系。研究结果表明,增加骨料体积含量,采用弹性模量较高的骨料,可以减小混凝土的干缩变形,但不能提高混凝土的抗裂性能。采用弹性模量较高的骨料使得宏观干缩应力和细观干缩应力都有所提高。增加骨料体积含量使得宏观干缩应力向细观干缩应力转变。提高混凝土的抗裂性能应该注意宏观干缩应力与细观干缩应力之间的平衡,并给出了建立这种平衡的思路。

从硬化水泥石和骨料热膨胀系数的差异出发,根据冻融过程的温度变化,用弹性力学方法计算了温度变化过程中可能产生的温度应力。根据计算结果,提出温度应力是混凝土冻融破坏的一个重要原因。从水的冻结温度与孔径之间的关系以及温度变化对所产生应力的影响两个方面,分析了混凝土冻融试验结果与在实际使用环境中破坏行为的差异。指出冻融试验结果与实际情况之间的关系不仅与孔分布、硬化水泥石和骨料的弹性模量、热膨胀系数有关,还与混凝土配合比有关。因此,提出用相同冻融循环次数时的耐冻温度表征混凝土的抗冻性能比用相同冻融制度时的冻融循环次数更能体现混凝土的组成与结构特征。

为了研究废玻璃掺合料对混凝土各项力学性能的影响,对不同玻璃粉粒径(150～830μm、75～150μm、25～75μm)和不同体积掺量(5%、10%、15%、20%)的废玻璃掺合料混凝土进行了抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量性能测试,分析了废玻璃粉粒径和体积掺量对混凝土力学性能的影响,同时研究了废玻璃粉掺合料混凝土的拉压比和弹强比。结果表明:废玻璃粉掺合料对混凝土力学性能影响较大,当玻璃粉掺量≥10%时,混凝土的抗压强度均有不同程度的提高,玻璃粉粒径越细,混凝土的抗压强度越高。随着废玻璃粉掺量增加,混凝土劈裂抗拉强度持续降低,拉压比减小。混凝土弹性模量随着玻璃粉的掺入均出现不同程度的增大,且玻璃粉粒径越小,弹性模量越大,弹强比随玻璃粉掺量先增大后减小。