研究了碳纤维掺量对水泥基材料密度、弹性模量、泊松比等物理力学性能的影响,并通过理论计算与试验数据进行了对比.结果表明:随着碳纤维掺量的,水泥基材料的密度和弹性模量降低、泊松比.通过回归分析,了水泥基材料的密度、弹性模量和泊松比与碳纤维掺量的函数对应关系,理论计算表明,水泥基材料的密度和弹性模量实测值与理论计算值有很好的一致性.
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采用自行改进的水化热测定系统,研究了粉煤灰、矿渣粉和水胶比对超混凝土用低水胶比浆体水化热和水化的影响规律.结果表明:掺10%(分数,下同)粉煤灰或矿渣粉不影响低水胶比浆体的水化;掺30%,50%粉煤灰或矿渣粉均使低水胶比浆体的水化温升和水化放热速率峰值明显降低,并延缓这些峰值出现的时间,且粉煤灰对水化的延缓效果优于同等掺量的矿渣粉;提高水胶比只能略微推迟浆体的水化温升和水化放热速率峰值出现的时间,使水化放热速率峰值有所增大,不会改变浆体温升曲线和放热速率曲线的形状.
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为实现可持续发展,解决既可使用丰富石灰石资源制造建筑材料、又不使石灰石高温分解排放CO2的矛盾,模拟了地底堆积岩的形成过程,在水热条件下将石灰石粉末与废玻璃混合,在低温(≤200℃)下固化成具有度的建筑材料,由于低温下石灰石不分解从而实现了CO2零排放.研究表明:无机添加剂的含量、固化时间以及固化温度均会影响产品强度,生成的硅酸钙水合物(C-S-H)和托勃莫来石被证明是产品强度的主要原因.
根据水化反应动力学理论,推导不同养护温度条件下水泥水化放热统一模型的表达式,结果显示:活化能决定了水泥水化反应的温度性以及化学反应速率与养护温度的关系.根据GB/T12959—2008《水泥水化热测定方法》中的溶解热法测定了水泥在20,30,40,50,60℃恒温条件下养护1,3,7,28 d龄期的水化热值,结果表明水泥水化热的温度效应与所推导的统一模型相一致.
采用Abaqus有限元软件建立二维壳单元模型以及内聚力模型,运用双线性本构模型以及二次名义应力准则,对以聚酰亚胺为增韧层的复合材料进行GⅠ断裂韧性模拟,同时通过改变法相刚度、能量释放率等参数探讨对复合材料性质的影响。结果表明,模拟结果与实际情况在曲线趋势上大体一致,随着能量释放率的增大,层间韧性也随之增大,主要是纤维的抽拔、断裂等塑性屈曲对能量的吸收所致。而法相刚度对于层间失效后的脆性断裂影响显著,较大的法相刚度会导致载荷-位移曲线上下波动较大,呈现出层间脆性特性。