基于响应面方法的粉煤灰地质聚合物混凝土制备

针对粉煤灰的资源利用和环境保护问题,对粉煤灰地质聚合物混凝土(Fly ash Geopolymer Concrete,FGC)的制备进行了系统研究。为有效解决FGC制备参数的优化问题,在单因素分析的基础之上,采用Box-Behnken Design响应面方法设计并进行了系列研究试验,建立了基于响应面方法的FGC强度预测模型,并对其制备参数进行了优化。结果表明,当FGC水胶比为0.35、用碱量为7.9%、水玻璃模数为1.66时,其28 d抗压强度预测值得到最大值(44.6 MPa),验证试验证明了响应面方法优化制备FGC的有效性。     

相对两面受火的方中空夹层钢管混凝土柱耐火极限

在已有设计与实践中,较多关注四面均匀受火的钢管混凝土柱耐火极限的研究。但是通常在实际火灾中,钢管混凝土柱常出现相对两面受火这种非均匀受火情况,且该受火情况下钢管混凝土柱的受力机理与抗火性能与均匀受火情况有所不同。因此以方中空夹层钢管混凝土短柱为研究对象,采用ABAQUS有限元软件建立了方中空夹层钢管混凝土短柱在相对两面受火情况下的抗火分析模型,利用试验验证后的模型对构件耐火极限的影响因素进行了分析,分析结果表明:荷载比是影响方中空夹层钢管混凝土柱耐火极限的主要影响参数,表现为荷载比越大,耐火极限越小。基于参数分析结果,回归了相对两面受火方式下的构件耐火极限简化计算公式,为以后对此类构件耐火极限的研究提供参考。     

方中空夹层钢管混凝土柱火灾后剩余轴压承载力

为探究影响方中空夹层钢管混凝土火灾后剩余轴压承载力的因素,利用ABAQUS有限元软件,建立方中空夹层钢管混凝土的温度场和力学场分析模型。通过建模分析,可以得出以下结论:计算长度、空心率、受火时间、钢材强度、混凝土强度、荷载偏心率是影响方中空夹层钢管混凝土火灾后剩余轴压承载力的主要因素,其影响规律为:方中空夹层钢管混凝土柱剩余承载力随计算长度、空心率、荷载偏心率、受火时间的增加而降低;随混凝土强度和钢材强度的增加而增加。在参数分析结果的基础上,给出了该类构件火灾后剩余轴压承载力的简化计算公式,该公式的精度较高,与数值程序计算结果相近,可为此类构件火灾后剩余承载力计算提供参考。     

含V型切口混凝土梁I、II复合型断裂特性研究∗

通过采用三点弯曲加载,结合电阻应变片法以及数字图像相关法,研究初始缝高比、偏心距以及切口角度对V型切口混凝土梁荷载值和断裂过程区的影响,最后运用有限断裂力学进行理论分析,并与平均应力准则做比较。试验结果说明,起裂荷载和破坏荷载的变化随着缝高比的增大而减小,不同范围内的切口角度对起裂荷载和破坏荷载的影响也有差别,起裂荷载和破坏荷载随着加载偏心距增加而增大起裂时刻和最大荷载时刻的断裂过程区等于裂缝长度,而失稳时断裂过程区远远小于裂缝长度,断裂过程区以切口角度120°为界,具有不同的变化趋势;平均应力准则下的裂缝扩展长度随着切口角度的增加整体呈现下降趋势,无论是临界破坏荷载还是裂缝扩展角度,有限断裂力学准则的理论预测值较平均应力准则更为接近试验结果。     

高速铁路沥青混凝土防水结构界面安全性分析∗

为了研究高速铁路无砟轨道底座板混凝土与全断面沥青混凝土封闭结构层之间抗滑移能力能否满足高速铁路行车安全,通过现场试验以及大型通用有限元分析软件ABAQUS对该界面进行对比分析。试验结果表明:现场试验最大剪切荷载为35 kPa,仿真计算结果最大剪切荷载为37 kPa,两者数值基本相同,且现场试验与仿真模拟的剪应力-位移曲线整体趋势一致。得到了满足高速铁路行车安全的结论,且为高速铁路全断面沥青混凝土防水结构设计提供了理论依据。     

喷水冷却对混凝土受热痕迹显微结构的影响

模拟火灾现场喷水灭火的情况条件,将高温下的混凝土喷水冷却,用扫描电子显微镜（SEM）分析混凝土的显微结构。研究发现,当受热温度低于300℃时,喷水冷却混凝土的显微结构与空气中自然冷却试样没有明显的差别。当受热温度达到300℃以后,冷却过程中的水会在混凝土中产生新的水化物,显微结构中发现有新的晶体。受热温度越高,新的水化物晶体就越多,同时混凝土的显微结构破坏越严重。这些特征可以用来鉴定火场中遏水冷却混凝土的受热温度。     

混凝土生态膜污水处理工艺生物相变化研究

通过试验方法,研究了混凝土生态膜污水处理工艺的循环挂膜过程,综合考察了混凝土膜片表面生物膜的生长变化情况,细菌数量及其微型动物的组成演化。同时在挂膜一定时间后投加生活污水,考察对COD、NH3-N的去除率。     

强腐蚀圆钢管再生混凝土柱受压性能研究

为研究氯盐强腐蚀环境下圆钢管再生混凝土柱的轴压性能,以腐蚀程度、核心混凝土强度、钢管壁厚为试验参数,完成了12根圆形钢管再生混凝土柱的轴心受压试验,分析了各试件在不同设计参数下的破坏形态、承载和位移特性、应变变化等。研究结果表明：各试件中钢管纵向受压,横向受拉,荷载-应变曲线均是先升后降再升再降,其受力过程包括弹性段、弹塑性段和破坏阶段;强腐蚀试件受压后中部鼓曲明显,鼓曲位置随腐蚀程度提高,逐渐向柱端偏移;增大钢管壁厚和再生混凝土强度可以提高试件的承载力和延性,随着腐蚀程度的增高,试件的承载力和延性均下降。     

混凝土生态膜挂膜实验研究

将水泥、碎石、粉煤灰及活性材料CRLT-1等制作的透水混凝土生态膜在渠式反应器中进行挂膜实验,通过实验对2种挂膜方法进行了比较,对2种挂膜方法下填料上的生物量和生物活性及反应器对COD和NH3-N等指标的去除情况进行了测定和分析。结果表明,逐渐增加进水流量的循环挂膜法可以加快反应器启动,10d后COD的去除率稳定在69%左右,启动时间少于直接采用设计流量进水的循环挂膜法,2种情况下生物活性在4.19～4.85mgO2/g·h之间。     

污泥气化渣制备蒸压加气混凝土研究

以污泥气化渣作为部分硅质材料制备蒸压加气混凝土,通过测试绝干密度和抗压强度,探究污泥气化渣的最佳掺量。结果表明：气化渣掺量为65%时,蒸压加气混凝土绝干密度为569 kg/m3,抗压强度为3.72 MPa;经冻融循环15次后,蒸压加气混凝土的质量和强度损失率均合格,满足《蒸压加气混凝土砌块：GB/T 11968—2020》中A3.5、B06规格要求。SEM结果表明,C-S-H凝胶作为粘结剂将托贝莫来石相互胶结在一起,形成了良好的网络结构,对提高强度有积极的作用。试块中Pb、Zn和Cr的质量浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别：GB 5085.3—2007》中的限值,说明混凝土对污泥气化渣中的重金属有一定的固化作用,能有效防止气化渣中有害元素的浸出对环境造成影响。利用污泥气化渣生产蒸压加气混凝土,为污泥减量化、资源化和无害化处理提供了参考。