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2022年 第52卷 第11期
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2022, 52(11): 1-11,110.
doi: 10.13204/j.gyjzG22010302
摘要:
叠合剪力墙是一种由两侧预制墙板和空腔现浇混凝土形成的半装配式叠合受力构件,具有整体性好、生产效率高、成本较低等优点,有较广阔的应用前景。国内外学者对叠合剪力墙的抗震和受力性能进行了系统全面的研究,并在传统叠合剪力墙的基础上进行了改进,提出并研究了多种采用新型构造、新型材料及新型连接件的叠合剪力墙结构。除用于地上建筑结构外,叠合墙体也被应用于对防水性能有较高要求的地下工程结构,如地下室外墙、地下综合管廊、地铁车站中。为此针对各类叠合墙体在不同应用领域内的研究现状进行了归纳和总结。
叠合剪力墙是一种由两侧预制墙板和空腔现浇混凝土形成的半装配式叠合受力构件,具有整体性好、生产效率高、成本较低等优点,有较广阔的应用前景。国内外学者对叠合剪力墙的抗震和受力性能进行了系统全面的研究,并在传统叠合剪力墙的基础上进行了改进,提出并研究了多种采用新型构造、新型材料及新型连接件的叠合剪力墙结构。除用于地上建筑结构外,叠合墙体也被应用于对防水性能有较高要求的地下工程结构,如地下室外墙、地下综合管廊、地铁车站中。为此针对各类叠合墙体在不同应用领域内的研究现状进行了归纳和总结。
2022, 52(11): 12-18,90.
doi: 10.13204/j.gyjzG21012705
摘要:
为研究在水平拼缝位置采用螺栓连接的装配式剪力墙的抗震性能,完成了两个剪跨比为2.2的剪力墙试件的拟静力试验。研究结果表明:两个试件都发生了弯曲破坏,水平拼缝的抗剪承载力满足要求;两试件的破坏均发生在剪力墙水平拼缝截面附近和拼缝下方的下段墙板上,上段墙板本身基本保持弹性;由于连接盒底板连接构造不同,试件S-1发生了高强螺杆拉断的脆性破坏,试件S-2则发生了由较薄螺栓连接垫板的抗弯强度控制的塑性破坏;试件S-2具有较好的自复位能力,延性系数介于3.03~3.7之间,极限位移角满足GB 50011—2010《建筑结构抗震设计规范》限值要求。同时,基于通用有限元软件ABAQUS建立数值模型对试件进行单向推覆分析,分析模型可以较好模拟试件的骨架曲线和破坏模式。
为研究在水平拼缝位置采用螺栓连接的装配式剪力墙的抗震性能,完成了两个剪跨比为2.2的剪力墙试件的拟静力试验。研究结果表明:两个试件都发生了弯曲破坏,水平拼缝的抗剪承载力满足要求;两试件的破坏均发生在剪力墙水平拼缝截面附近和拼缝下方的下段墙板上,上段墙板本身基本保持弹性;由于连接盒底板连接构造不同,试件S-1发生了高强螺杆拉断的脆性破坏,试件S-2则发生了由较薄螺栓连接垫板的抗弯强度控制的塑性破坏;试件S-2具有较好的自复位能力,延性系数介于3.03~3.7之间,极限位移角满足GB 50011—2010《建筑结构抗震设计规范》限值要求。同时,基于通用有限元软件ABAQUS建立数值模型对试件进行单向推覆分析,分析模型可以较好模拟试件的骨架曲线和破坏模式。
2022, 52(11): 19-23,38.
doi: 10.13204/j.gyjzG22052204
摘要:
波形钢板剪力墙是一类新型抗侧力体系,在高层建筑结构中获得了广泛应用。为此建立了波形钢板剪力墙的ABAQUS有限元模型,并根据试验结果对建模分析方法的合理性和准确性进行了验证。利用波形钢板剪力墙的有限元模型进行了参数分析,研究了波形参数对波形钢板剪力墙抗剪承载性能的影响,包括波长、波高、倾角等因素与抗剪极限承载力、残余承载力、屈曲后延性等性能指标的相关关系。基于参数分析结果,提出了不同波形参数下波形钢板剪力墙的抗剪承载力设计理论。结果表明:增大波长、波高、倾角可以提升墙体的抗剪极限承载力,其中增加波高效果最为显著;改变波长和波高能够对墙体延性产生一定的影响,但改变倾角几乎不影响墙体延性。所提出的设计公式具有一定的可靠性,可以偏于安全地计算各波形参数墙体的抗剪极限承载力。
波形钢板剪力墙是一类新型抗侧力体系,在高层建筑结构中获得了广泛应用。为此建立了波形钢板剪力墙的ABAQUS有限元模型,并根据试验结果对建模分析方法的合理性和准确性进行了验证。利用波形钢板剪力墙的有限元模型进行了参数分析,研究了波形参数对波形钢板剪力墙抗剪承载性能的影响,包括波长、波高、倾角等因素与抗剪极限承载力、残余承载力、屈曲后延性等性能指标的相关关系。基于参数分析结果,提出了不同波形参数下波形钢板剪力墙的抗剪承载力设计理论。结果表明:增大波长、波高、倾角可以提升墙体的抗剪极限承载力,其中增加波高效果最为显著;改变波长和波高能够对墙体延性产生一定的影响,但改变倾角几乎不影响墙体延性。所提出的设计公式具有一定的可靠性,可以偏于安全地计算各波形参数墙体的抗剪极限承载力。
2022, 52(11): 24-31,103.
doi: 10.13204/j.gyjzG21122105
摘要:
波形钢板剪力墙是一种新型钢板剪力墙形式,其受力性能较普通钢板墙更为优秀且更加节省钢材。现有研究中对波形钢板墙与梁柱构件的连接方式对波形钢板墙滞回性能影响的研究还不够充分。为进一步分析影响波形钢板墙滞回性能的因素,对水平波形和竖向波形2种形式的波形钢板剪力墙进行了变参数分析。主要改变了与上下梁的连接方式、轴压比以及波形形状等参数,通过ABAQUS有限元分析软件对13个不同参数的波形钢板剪力墙和平钢板剪力墙算例进行了拟静力分析,获得了各钢板剪力墙的破坏模式和滞回性能。研究结果表明,轴压比增大对水平波形钢板墙的滞回性能造成了明显的不利影响,而对竖向波形钢板墙的影响较小;竖向波形钢板墙增大波幅后承载能力提升明显,减小波长或增大波幅均会使水平波形钢板墙发生不同程度的面外变形;墙板与上下梁断开连接后,竖向波形钢板墙承载能力损失严重,而水平波形钢板墙的耗能能力得到明显提升。
波形钢板剪力墙是一种新型钢板剪力墙形式,其受力性能较普通钢板墙更为优秀且更加节省钢材。现有研究中对波形钢板墙与梁柱构件的连接方式对波形钢板墙滞回性能影响的研究还不够充分。为进一步分析影响波形钢板墙滞回性能的因素,对水平波形和竖向波形2种形式的波形钢板剪力墙进行了变参数分析。主要改变了与上下梁的连接方式、轴压比以及波形形状等参数,通过ABAQUS有限元分析软件对13个不同参数的波形钢板剪力墙和平钢板剪力墙算例进行了拟静力分析,获得了各钢板剪力墙的破坏模式和滞回性能。研究结果表明,轴压比增大对水平波形钢板墙的滞回性能造成了明显的不利影响,而对竖向波形钢板墙的影响较小;竖向波形钢板墙增大波幅后承载能力提升明显,减小波长或增大波幅均会使水平波形钢板墙发生不同程度的面外变形;墙板与上下梁断开连接后,竖向波形钢板墙承载能力损失严重,而水平波形钢板墙的耗能能力得到明显提升。
2022, 52(11): 32-38.
doi: 10.13204/j.gyjzG21081212
摘要:
为研究格栅管式双钢板组合剪力墙在强震下的滞回性能,建立了可考虑格栅管式双钢板组合剪力墙构件中混凝土塑性损伤和钢板延性损伤累计的ABAQUS有限元模型,研究该结构在水平往复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线及破坏形态。首先采用原型试验验证了格栅管式双钢板组合剪力墙可考虑损伤累计的数值模型,从滞回曲线和骨架曲线考察了模型的计算精度,然后对轴压比、剪跨比等参数进行分析,为格栅管式双钢板组合剪力墙的工程应用提供参考。
为研究格栅管式双钢板组合剪力墙在强震下的滞回性能,建立了可考虑格栅管式双钢板组合剪力墙构件中混凝土塑性损伤和钢板延性损伤累计的ABAQUS有限元模型,研究该结构在水平往复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线及破坏形态。首先采用原型试验验证了格栅管式双钢板组合剪力墙可考虑损伤累计的数值模型,从滞回曲线和骨架曲线考察了模型的计算精度,然后对轴压比、剪跨比等参数进行分析,为格栅管式双钢板组合剪力墙的工程应用提供参考。
2022, 52(11): 39-48.
doi: 10.13204/j.gyjzG22040401
摘要:
型钢混凝土剪力墙具有抗震性能好、便于装配化的优点,该墙体和钢连梁连接节点的抗震性能严重影响结构体系的安全。采用ABAQUS有限元软件建立精细化模型,分析了以剪切塑性变形为主的节点和以弯曲塑性变形为主的节点的抗震性能。通过低周往复加载,观察节点的破坏形态,并对节点的滞回性能、骨架曲线、刚度退化曲线、等效黏滞阻尼系数以及位移延性系数等进行分析,探明了节点处腋梁、侧肋板、墙体斜撑及翼缘削弱等对节点抗震性能的影响。研究表明:节点处设置腋梁或侧肋板可提高节点初始刚度及承载力,并使塑性铰外移,减小边柱变形,实现"强节点"的抗震需求,但增加侧肋板将降低节点的延性;翼缘削弱将降低节点初始刚度及承载力,但对刚度退化影响较小;翼缘削弱后增设腋梁、侧肋板和斜撑对节点滞回曲线和骨架曲线影响较小。
型钢混凝土剪力墙具有抗震性能好、便于装配化的优点,该墙体和钢连梁连接节点的抗震性能严重影响结构体系的安全。采用ABAQUS有限元软件建立精细化模型,分析了以剪切塑性变形为主的节点和以弯曲塑性变形为主的节点的抗震性能。通过低周往复加载,观察节点的破坏形态,并对节点的滞回性能、骨架曲线、刚度退化曲线、等效黏滞阻尼系数以及位移延性系数等进行分析,探明了节点处腋梁、侧肋板、墙体斜撑及翼缘削弱等对节点抗震性能的影响。研究表明:节点处设置腋梁或侧肋板可提高节点初始刚度及承载力,并使塑性铰外移,减小边柱变形,实现"强节点"的抗震需求,但增加侧肋板将降低节点的延性;翼缘削弱将降低节点初始刚度及承载力,但对刚度退化影响较小;翼缘削弱后增设腋梁、侧肋板和斜撑对节点滞回曲线和骨架曲线影响较小。
2022, 52(11): 49-56.
doi: 10.13204/j.gyjzG22062012
摘要:
为研究实际钢结构住宅项目中钢板剪力墙最真实的抗震性能和外包装饰层的变形能力,设计了4榀足尺钢管混凝土框架-竖向加劲钢板剪力墙试验构件,对受竖向荷载作用下的钢板剪力墙试件进行了拟静力试验,对比研究了外包装饰层、竖向加劲肋布置方式对钢板剪力墙结构抗震性能的影响。研究结果表明:在竖向荷载和水平往复荷载共同作用下,钢板剪力墙试件仍具有较高的承载力,优良的耗能性能和延性。钢板剪力墙外包的砌体装饰层可提高钢板剪力墙在地震作用下的初始刚度与耗能能力,但会加快试件达到峰值荷载后承载力的退化,而对钢板剪力墙构件的峰值荷载、延性系数以及刚度退化并无显著影响。竖向加劲肋等距布置的钢板剪力墙峰值承载力略高于不等距布置的试件,而两种加劲肋布置方式对试件其他方面的性能影响较小。在试验和已有文献的基础上,提出了应用于该类贴砌式外包装饰层钢板剪力墙在地震作用下的有害位移角分级方法。
为研究实际钢结构住宅项目中钢板剪力墙最真实的抗震性能和外包装饰层的变形能力,设计了4榀足尺钢管混凝土框架-竖向加劲钢板剪力墙试验构件,对受竖向荷载作用下的钢板剪力墙试件进行了拟静力试验,对比研究了外包装饰层、竖向加劲肋布置方式对钢板剪力墙结构抗震性能的影响。研究结果表明:在竖向荷载和水平往复荷载共同作用下,钢板剪力墙试件仍具有较高的承载力,优良的耗能性能和延性。钢板剪力墙外包的砌体装饰层可提高钢板剪力墙在地震作用下的初始刚度与耗能能力,但会加快试件达到峰值荷载后承载力的退化,而对钢板剪力墙构件的峰值荷载、延性系数以及刚度退化并无显著影响。竖向加劲肋等距布置的钢板剪力墙峰值承载力略高于不等距布置的试件,而两种加劲肋布置方式对试件其他方面的性能影响较小。在试验和已有文献的基础上,提出了应用于该类贴砌式外包装饰层钢板剪力墙在地震作用下的有害位移角分级方法。
2022, 52(11): 57-66.
doi: 10.13204/j.gyjzG22061503
摘要:
脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)是岩土工程领域一种绿色、环保的新型土体改良技术。与目前广泛关注的微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)相比,无需复杂的细菌培养流程,适用的土颗粒粒径范围更广,且在实际应用中避免了微生物生态安全等问题。通过对文献的归纳及整理,系统地阐述了EICP的固化机理、影响因素(脲酶性质、胶结液性质、固化方式、环境因素)等方面的前沿研究成果,分析了EICP技术发展中存在的问题及进一步的研究方向。
脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)是岩土工程领域一种绿色、环保的新型土体改良技术。与目前广泛关注的微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)相比,无需复杂的细菌培养流程,适用的土颗粒粒径范围更广,且在实际应用中避免了微生物生态安全等问题。通过对文献的归纳及整理,系统地阐述了EICP的固化机理、影响因素(脲酶性质、胶结液性质、固化方式、环境因素)等方面的前沿研究成果,分析了EICP技术发展中存在的问题及进一步的研究方向。
2022, 52(11): 67-70,66.
doi: 10.13204/j.gyjzG20110216
摘要:
为了研究植物脲酶诱导碳酸钙沉淀技术(EICP)对Zn2+污染土的处理效果,从大豆中提取了丰富的脲酶,在底物诱导下实现对重金属污染土中Zn2+的矿化处理。通过Tessier五步连续提取法对修复前、后污染土中不同形态Zn2+进行提取检测,并对不同修复次数的土体进行无侧限抗压强度试验。结果表明:所提取的大豆脲酶能有效催化尿素水解生成碳酸根离子,使其在底物诱导下生成碳酸盐沉淀并矿化Zn2+;EICP技术能有效降低污染砂土中Zn2+的含量,使其以碳酸盐的形式固定封存;随着修复次数的增加,砂土的无侧限抗压强度从碎散状0 MPa增加至0.44 MPa。EICP技术为重金属Zn2+污染土修复提供了新的选择。
为了研究植物脲酶诱导碳酸钙沉淀技术(EICP)对Zn2+污染土的处理效果,从大豆中提取了丰富的脲酶,在底物诱导下实现对重金属污染土中Zn2+的矿化处理。通过Tessier五步连续提取法对修复前、后污染土中不同形态Zn2+进行提取检测,并对不同修复次数的土体进行无侧限抗压强度试验。结果表明:所提取的大豆脲酶能有效催化尿素水解生成碳酸根离子,使其在底物诱导下生成碳酸盐沉淀并矿化Zn2+;EICP技术能有效降低污染砂土中Zn2+的含量,使其以碳酸盐的形式固定封存;随着修复次数的增加,砂土的无侧限抗压强度从碎散状0 MPa增加至0.44 MPa。EICP技术为重金属Zn2+污染土修复提供了新的选择。
2022, 52(11): 71-78.
doi: 10.13204/j.gyjzG22070609
摘要:
为研究钙源、胶结液浓度、菌液浓度、温度和胶结液pH值等对微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)固化渣土抗风蚀和扬尘的影响,开展了单因素正交MICP固化建筑渣土试验和风洞试验,同时辅以X射线三维显微镜和X射线衍射等微观手段。试验结果表明:以氯化钙为钙源,胶结液浓度为0.5 mol/L,菌液浓度(OD600值)为4.0,温度为20~40 ℃,中性或弱碱性环境下MICP固化建筑渣土抗风蚀效果教佳;MICP固化建筑渣土的易溶盐含量和pH值最大增幅分别为0.92%和0.20,MICP固化建筑渣土兼具环境友好的特性。
为研究钙源、胶结液浓度、菌液浓度、温度和胶结液pH值等对微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)固化渣土抗风蚀和扬尘的影响,开展了单因素正交MICP固化建筑渣土试验和风洞试验,同时辅以X射线三维显微镜和X射线衍射等微观手段。试验结果表明:以氯化钙为钙源,胶结液浓度为0.5 mol/L,菌液浓度(OD600值)为4.0,温度为20~40 ℃,中性或弱碱性环境下MICP固化建筑渣土抗风蚀效果教佳;MICP固化建筑渣土的易溶盐含量和pH值最大增幅分别为0.92%和0.20,MICP固化建筑渣土兼具环境友好的特性。
2022, 52(11): 79-83.
doi: 10.13204/j.gyjzG21022609
摘要:
将氧化镁与微生物结合运用到尾矿砂固化中,并与微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)相对比,通过无侧限抗压强度和扫描电镜试验,探究尾矿砂初始含水率(范围在16%~25%)和氧化镁掺量(范围在6%~15%)以及MICP中尾矿砂初始含水率(范围在16%~25%)对固化效果的影响。结果发现,在氧化镁-微生物固化尾矿砂中,初始含水率越高,试样无侧限抗压强度越低;氧化镁掺量越多,强度越高;在MICP过程中,随着初始含水率的增加,试样强度先降低后增高,最低点的初始含水率为19%。
将氧化镁与微生物结合运用到尾矿砂固化中,并与微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)相对比,通过无侧限抗压强度和扫描电镜试验,探究尾矿砂初始含水率(范围在16%~25%)和氧化镁掺量(范围在6%~15%)以及MICP中尾矿砂初始含水率(范围在16%~25%)对固化效果的影响。结果发现,在氧化镁-微生物固化尾矿砂中,初始含水率越高,试样无侧限抗压强度越低;氧化镁掺量越多,强度越高;在MICP过程中,随着初始含水率的增加,试样强度先降低后增高,最低点的初始含水率为19%。
2022, 52(11): 84-90.
doi: 10.13204/j.gyjzG21112407
摘要:
针对混凝土裂缝微生物自修复技术的矿化结晶效果,为提高微生物矿化结晶效率,采用一种新型多孔的材料——南海珊瑚礁钙质砂固载巴氏芽孢杆菌。通过抗渗性能等试验验证了南海珊瑚礁钙质砂为载体材料的优越性;研究分析了南海小颗粒珊瑚礁钙质砂的物理力学性能,其吸水率达17%,压碎值为26%,碳酸钙含量超过97%,具有较大的孔隙率和比表面积,机械强度稳定,能较好地保护细菌芽孢,是理想的微生物固载材料;将巴氏芽孢杆菌固载于南海珊瑚礁钙质砂后进行混凝土裂缝自修复技术的抗渗性试验及实际工程结晶效果的验证,研究发现:微生物经南海珊瑚礁钙质砂固载后,试件气体渗透率下降10%;渗透系数下降2个数量级,扫描电镜观测到试件裂缝处被方解石型碳酸钙晶体沉淀物填充,C同位素分析得到在实际工程裂缝修复处存在微生物生成的方解石型碳酸钙晶体沉淀物。结果表明:采用南海珊瑚礁钙质砂固载可对细菌芽孢起到良好保护作用,提高了微生物矿化结晶效率,有效改变了混凝土中裂缝的孔隙特征和结构。
针对混凝土裂缝微生物自修复技术的矿化结晶效果,为提高微生物矿化结晶效率,采用一种新型多孔的材料——南海珊瑚礁钙质砂固载巴氏芽孢杆菌。通过抗渗性能等试验验证了南海珊瑚礁钙质砂为载体材料的优越性;研究分析了南海小颗粒珊瑚礁钙质砂的物理力学性能,其吸水率达17%,压碎值为26%,碳酸钙含量超过97%,具有较大的孔隙率和比表面积,机械强度稳定,能较好地保护细菌芽孢,是理想的微生物固载材料;将巴氏芽孢杆菌固载于南海珊瑚礁钙质砂后进行混凝土裂缝自修复技术的抗渗性试验及实际工程结晶效果的验证,研究发现:微生物经南海珊瑚礁钙质砂固载后,试件气体渗透率下降10%;渗透系数下降2个数量级,扫描电镜观测到试件裂缝处被方解石型碳酸钙晶体沉淀物填充,C同位素分析得到在实际工程裂缝修复处存在微生物生成的方解石型碳酸钙晶体沉淀物。结果表明:采用南海珊瑚礁钙质砂固载可对细菌芽孢起到良好保护作用,提高了微生物矿化结晶效率,有效改变了混凝土中裂缝的孔隙特征和结构。
2022, 52(11): 91-96.
doi: 10.13204/j.gyjzG22071415
摘要:
为有效改善钢渣的安定性,推动钢渣资源化利用率,对微生物改性前、后钢渣的强度、微观结构和安定性变化开展了研究。结果表明:1)原钢渣抗压强度为1.1 MPa,加入酵母菌、巴氏菌和两者混合的二元菌改性后钢渣抗压强度分别为1.2,3.1,4.5 MPa;二元微生物改性后钢渣安定性最好,其中游离氧化钙(f-CaO)的含量为2.86%,符合GB/T 20491—2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》小于3%的要求,其他指标均未达到要求。2)加入酵母菌的二元微生物在有氧或无氧的条件下都能产生CO2,在碱性环境下溶于水产生CO2-3,弥补了一元巴氏菌少氧条件下矿化能力不足的缺陷,因此二元微生物改性后钢渣中产生了更尖锐的羰基(C=O)吸收谱带和更大面积的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶特征峰,且其中的CaCO3晶体与C-S-H凝胶胶结体在钢渣表面形成了紧密的覆盖层。
为有效改善钢渣的安定性,推动钢渣资源化利用率,对微生物改性前、后钢渣的强度、微观结构和安定性变化开展了研究。结果表明:1)原钢渣抗压强度为1.1 MPa,加入酵母菌、巴氏菌和两者混合的二元菌改性后钢渣抗压强度分别为1.2,3.1,4.5 MPa;二元微生物改性后钢渣安定性最好,其中游离氧化钙(f-CaO)的含量为2.86%,符合GB/T 20491—2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》小于3%的要求,其他指标均未达到要求。2)加入酵母菌的二元微生物在有氧或无氧的条件下都能产生CO2,在碱性环境下溶于水产生CO2-3,弥补了一元巴氏菌少氧条件下矿化能力不足的缺陷,因此二元微生物改性后钢渣中产生了更尖锐的羰基(C=O)吸收谱带和更大面积的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶特征峰,且其中的CaCO3晶体与C-S-H凝胶胶结体在钢渣表面形成了紧密的覆盖层。
2022, 52(11): 97-103.
doi: 10.13204/j.gyjzG22061309
摘要:
从盐湖附近分离筛选出多株菌,通过诱导碳酸盐沉积能力测定,最终选出诱导碳酸盐沉积能力最强的菌株X-NM1,经16S rDNA分析鉴定为表皮葡萄球菌。其诱导生成的碳酸钙沉积量为16.8 g/L,脲酶活性为3.35 mM/min,其矿化产物为类球状方解石晶体。进一步将该X-NM1通过砂土固化试验,考虑不同灌浆次数对砂柱固化的效果。结果表明:随着灌浆循环次数的增加,砂柱试样的渗透系数、孔隙率不断下降,而干密度、孔隙填充率、单轴抗压强度及碳酸钙含量逐步增大。3次灌浆后,得到的砂柱样品外观结构完整,干密度为1.99 g/cm3、渗透系数为3.60×10-4 cm/s、孔隙率为26.35%、孔隙填充率为15.42%、单轴抗压强度为2.52 MPa、CaCO3含量达24.5%,表明X-NM1具有优良的诱导碳酸钙沉积能力。
从盐湖附近分离筛选出多株菌,通过诱导碳酸盐沉积能力测定,最终选出诱导碳酸盐沉积能力最强的菌株X-NM1,经16S rDNA分析鉴定为表皮葡萄球菌。其诱导生成的碳酸钙沉积量为16.8 g/L,脲酶活性为3.35 mM/min,其矿化产物为类球状方解石晶体。进一步将该X-NM1通过砂土固化试验,考虑不同灌浆次数对砂柱固化的效果。结果表明:随着灌浆循环次数的增加,砂柱试样的渗透系数、孔隙率不断下降,而干密度、孔隙填充率、单轴抗压强度及碳酸钙含量逐步增大。3次灌浆后,得到的砂柱样品外观结构完整,干密度为1.99 g/cm3、渗透系数为3.60×10-4 cm/s、孔隙率为26.35%、孔隙填充率为15.42%、单轴抗压强度为2.52 MPa、CaCO3含量达24.5%,表明X-NM1具有优良的诱导碳酸钙沉积能力。
2022, 52(11): 104-110.
doi: 10.13204/j.gyjzG21092613
摘要:
以伊洛河流域内传统乡村聚落为研究对象,探究聚落的近水性特征和形态演变规律。运用地理信息系统(GIS)的最邻近指数、核密度分析等空间分析方法和长宽比、形状指数等聚落形态测度方法,同时介入时空分析的手段,研究伊洛河流域传统乡村聚落空间格局分异特征。结果表明:伊洛河流域传统乡村聚落呈现"大集聚、小分散"的空间分布特征,传统乡村聚落具有明显的趋水分布特征;近水型乡村聚落形态特征显著,其空间形态多经历由"临河—沿河—跨河"发展阶段。借助量化分析,可有效识别乡村聚落形态特征;聚落应发挥自身特色优势,推动聚落良性的发展。
以伊洛河流域内传统乡村聚落为研究对象,探究聚落的近水性特征和形态演变规律。运用地理信息系统(GIS)的最邻近指数、核密度分析等空间分析方法和长宽比、形状指数等聚落形态测度方法,同时介入时空分析的手段,研究伊洛河流域传统乡村聚落空间格局分异特征。结果表明:伊洛河流域传统乡村聚落呈现"大集聚、小分散"的空间分布特征,传统乡村聚落具有明显的趋水分布特征;近水型乡村聚落形态特征显著,其空间形态多经历由"临河—沿河—跨河"发展阶段。借助量化分析,可有效识别乡村聚落形态特征;聚落应发挥自身特色优势,推动聚落良性的发展。
2022, 52(11): 111-119,188.
doi: 10.13204/j.gyjzG21112101
摘要:
以俄罗斯圣彼得堡工业遗迹为例,总结工业遗产现代转型的类型和特征。工业遗产是历史城市文化遗产的重要组成部分,基于俄罗斯历史城市保护的价值原则与导向,分析城市工业遗产历史区域更新活化的综合效益,拓展历史城市持续性发展思路,为我国老工业基地中历史建筑的保护与发展提供借鉴经验。
以俄罗斯圣彼得堡工业遗迹为例,总结工业遗产现代转型的类型和特征。工业遗产是历史城市文化遗产的重要组成部分,基于俄罗斯历史城市保护的价值原则与导向,分析城市工业遗产历史区域更新活化的综合效益,拓展历史城市持续性发展思路,为我国老工业基地中历史建筑的保护与发展提供借鉴经验。
2022, 52(11): 120-124,156.
doi: 10.13204/j.gyjzG21080104
摘要:
工业遗产的保护与利用已经成为政府和社会关注的重要议题,而制定法律法规及政策文件更是管理工作的一项核心内容。虽然国家层面的工业遗产保护法律法规仍然缺席,但部分省市近年的工业遗产法制化建设工作成果显著。通过探索我国地方工业遗产保护法制化进程,系统梳理法律法规及政策文件制定流程以及比较研究我国31个地方工业遗产保护与利用的法律法规及政策的编制内容,指陈问题,并为我国工业遗产法律法规体系建设及法制管理工作提出建议。
工业遗产的保护与利用已经成为政府和社会关注的重要议题,而制定法律法规及政策文件更是管理工作的一项核心内容。虽然国家层面的工业遗产保护法律法规仍然缺席,但部分省市近年的工业遗产法制化建设工作成果显著。通过探索我国地方工业遗产保护法制化进程,系统梳理法律法规及政策文件制定流程以及比较研究我国31个地方工业遗产保护与利用的法律法规及政策的编制内容,指陈问题,并为我国工业遗产法律法规体系建设及法制管理工作提出建议。
2022, 52(11): 125-132,48.
doi: 10.13204/j.gyjzG21013004
摘要:
以皖南和皖西传统商业街区为研究对象,采用语言学的研究方法,针对街区建筑平面特征、立面特征、结构构件以及门窗和细部装饰等组成要素,进行风貌要素语义本体分析,构建皖南和皖西地区传统商业街区建筑风貌要素数据库,探讨地域商业建筑的形式特征,以期为传统商业街区风貌保护提供依据与参考。
以皖南和皖西传统商业街区为研究对象,采用语言学的研究方法,针对街区建筑平面特征、立面特征、结构构件以及门窗和细部装饰等组成要素,进行风貌要素语义本体分析,构建皖南和皖西地区传统商业街区建筑风貌要素数据库,探讨地域商业建筑的形式特征,以期为传统商业街区风貌保护提供依据与参考。
2022, 52(11): 133-138.
doi: 10.13204/j.gyjzG22062009
摘要:
为了确保核电站在延寿后安全可靠的运行,核电站的钢筋混凝土结构在长期辐照下的性能表现非常重要。建立了高温辐照混凝土力学性能退化的理论模型。通过GSC模型和Mori-Tanaka模型来描述混凝土的多相和多尺度内部结构及其力学和传输性能。使用复合损伤力学方法估算了辐照和高温对混凝土力学性能的影响。基于温度梯度和辐照引起的损伤,使用多组扩散方程计算了损伤混凝土的传输特性变化。最后,建立了辐照-热-力耦合机制作用下混凝土的长期性能表现的分析方法。建立的分析框架可以进一步与商用计算软件相结合,应用于核电站钢筋混凝土结构的服役性能动态评价中。
为了确保核电站在延寿后安全可靠的运行,核电站的钢筋混凝土结构在长期辐照下的性能表现非常重要。建立了高温辐照混凝土力学性能退化的理论模型。通过GSC模型和Mori-Tanaka模型来描述混凝土的多相和多尺度内部结构及其力学和传输性能。使用复合损伤力学方法估算了辐照和高温对混凝土力学性能的影响。基于温度梯度和辐照引起的损伤,使用多组扩散方程计算了损伤混凝土的传输特性变化。最后,建立了辐照-热-力耦合机制作用下混凝土的长期性能表现的分析方法。建立的分析框架可以进一步与商用计算软件相结合,应用于核电站钢筋混凝土结构的服役性能动态评价中。
2022, 52(11): 139-143,212.
doi: 10.13204/j.gyjzG21112513
摘要:
为研究循环弯曲荷载与碳化耦合作用下混凝土的劣化规律,开展了循环弯曲荷载作用下的钢筋混凝土梁的快速碳化试验,同时结合试验数据及理论分析,提出了循环弯曲荷载作用下的混凝土碳化深度预测模型,定量分析了应力水平及循环次数对混凝土碳化深度的影响,最后通过现有试验结果对模型进行验证。结果表明:碳化时间越长,混凝土碳化深度越大,但碳化速率逐渐减慢;应力水平越高,循环加载次数越多,混凝土疲劳损伤越严重,且疲劳损伤会加速混凝土的碳化;碳化模型的预测值与试验值吻合较好,相对误差小于5%,该模型可用于预测反复荷载作用下混凝土的碳化深度。
为研究循环弯曲荷载与碳化耦合作用下混凝土的劣化规律,开展了循环弯曲荷载作用下的钢筋混凝土梁的快速碳化试验,同时结合试验数据及理论分析,提出了循环弯曲荷载作用下的混凝土碳化深度预测模型,定量分析了应力水平及循环次数对混凝土碳化深度的影响,最后通过现有试验结果对模型进行验证。结果表明:碳化时间越长,混凝土碳化深度越大,但碳化速率逐渐减慢;应力水平越高,循环加载次数越多,混凝土疲劳损伤越严重,且疲劳损伤会加速混凝土的碳化;碳化模型的预测值与试验值吻合较好,相对误差小于5%,该模型可用于预测反复荷载作用下混凝土的碳化深度。
2022, 52(11): 144-150,168.
doi: 10.13204/j.gyjzG22022709
摘要:
预应力拼装框架结构体系是一种全干式连接的装配式结构体系,深入研究预应力拼装柱节点的力学性能对推动该体系的发展具有重要意义。通过低周往复加载试验研究了三种预应力钢棒拼装柱节点的力学性能,分别选取无黏结预应力钢棒拼装柱节点(UBPC)、有黏结预应力钢棒拼装柱节点(BPC)以及纵筋和无黏结预应力钢棒拼装柱节点(RUBPC)三种节点形式,开展了单向偏压作用下的拟静力试验。试验结果表明,三种节点均具有较好的延性,当加载位移幅值达到弹塑性层间位移角限值1/50时,各试件的最大承载力均在极限承载力的85%以上;UBPC和BPC通过柱底黏接面的张开可有效减轻预制柱构件的损伤程度,但其最大承载力较RUBPC降低了15%~20%;UBPC和BPC的耗能能力弱于RUBPC,但其具有较好的自复位特性和更小的残余变形;预应力钢棒在试验加载过程中均处于弹性变形阶段,当加载至试件破坏时,RUBPC和UBPC中预应力钢棒的初始预加拉力下降了12%左右;相比较而言,BPC较UBPC具有更好的极限承载能力和耗能性能。
预应力拼装框架结构体系是一种全干式连接的装配式结构体系,深入研究预应力拼装柱节点的力学性能对推动该体系的发展具有重要意义。通过低周往复加载试验研究了三种预应力钢棒拼装柱节点的力学性能,分别选取无黏结预应力钢棒拼装柱节点(UBPC)、有黏结预应力钢棒拼装柱节点(BPC)以及纵筋和无黏结预应力钢棒拼装柱节点(RUBPC)三种节点形式,开展了单向偏压作用下的拟静力试验。试验结果表明,三种节点均具有较好的延性,当加载位移幅值达到弹塑性层间位移角限值1/50时,各试件的最大承载力均在极限承载力的85%以上;UBPC和BPC通过柱底黏接面的张开可有效减轻预制柱构件的损伤程度,但其最大承载力较RUBPC降低了15%~20%;UBPC和BPC的耗能能力弱于RUBPC,但其具有较好的自复位特性和更小的残余变形;预应力钢棒在试验加载过程中均处于弹性变形阶段,当加载至试件破坏时,RUBPC和UBPC中预应力钢棒的初始预加拉力下降了12%左右;相比较而言,BPC较UBPC具有更好的极限承载能力和耗能性能。
2022, 52(11): 151-156.
doi: 10.13204/j.gyjzG21102601
摘要:
预应力值检测是预应力混凝土结构检测的重要内容,但是,至今尚无标准化检测方法;超长混凝土结构温度收缩应力常引起大量混凝土结构裂缝超过相关规范要求,但是,对混凝土结构温度收缩应力的现场检测始终没有有效的方法。对不同截面形式、不同受力状态的4种情况进行了混凝土保护层开双槽应力释放的有限元模拟,在分析了应变释放率-槽深关系的基础上,提出了保护层25 mm开槽法和最大释放率法。发现,保护层25 mm开槽法的开槽速度快,可以消除温度的影响;最大释放率法数据稳定,推测值更为准确。最后通过某工程的现场测试验证了所提方法的可操作性和准确性。
预应力值检测是预应力混凝土结构检测的重要内容,但是,至今尚无标准化检测方法;超长混凝土结构温度收缩应力常引起大量混凝土结构裂缝超过相关规范要求,但是,对混凝土结构温度收缩应力的现场检测始终没有有效的方法。对不同截面形式、不同受力状态的4种情况进行了混凝土保护层开双槽应力释放的有限元模拟,在分析了应变释放率-槽深关系的基础上,提出了保护层25 mm开槽法和最大释放率法。发现,保护层25 mm开槽法的开槽速度快,可以消除温度的影响;最大释放率法数据稳定,推测值更为准确。最后通过某工程的现场测试验证了所提方法的可操作性和准确性。
2022, 52(11): 157-161,138.
doi: 10.13204/j.gyjzG21101311
摘要:
为推动再生类混凝土在结构工程尤其是工业化建造中的应用,提出一种预制层为钢纤维再生混凝土、现浇层为普通混凝土的双向受力叠合板(半再生-半普通混凝土叠合板),针对其正交异性构造特性,基于弹性薄板理论,建立了其弹性阶段挠度计算公式;综合考虑扭矩及荷载分布规律对双向板受弯性能的影响规律,给出了考虑精准弯矩作用下的弹塑性阶段挠度计算方法;在此基础上,通过理论计算与试验结果的对比分析表明,所提出的弹性及弹塑性阶段挠度计算方法具有实用和有效性。
为推动再生类混凝土在结构工程尤其是工业化建造中的应用,提出一种预制层为钢纤维再生混凝土、现浇层为普通混凝土的双向受力叠合板(半再生-半普通混凝土叠合板),针对其正交异性构造特性,基于弹性薄板理论,建立了其弹性阶段挠度计算公式;综合考虑扭矩及荷载分布规律对双向板受弯性能的影响规律,给出了考虑精准弯矩作用下的弹塑性阶段挠度计算方法;在此基础上,通过理论计算与试验结果的对比分析表明,所提出的弹性及弹塑性阶段挠度计算方法具有实用和有效性。
2022, 52(11): 162-168.
doi: 10.13204/j.gyjzG20122906
摘要:
为探究常温养护下碱激发作用对风积沙混凝土力学性能的影响,选取库布齐沙漠风积沙等质量代替河砂(40%),采用NaOH作为激发剂制备碱激发风积沙混凝土。通过抗压强度试验、核磁共振试验研究常温养护下风积沙混凝土抗压强度和孔隙变化规律,并引入灰熵关联度和灰色模型进行分析,建立了NaOH激发风积沙混凝土抗压强度模型。结果表明:常温养护下,随着NaOH掺量的增加,风积沙混凝土抗压强度呈先增加后减小,孔隙度呈先减小后增加;且5%NaOH掺量时风积沙混凝土抗压强度平均增长率最高,28 d最高达51.02 MPa,孔结构最优。5%NaOH激发40%粉煤灰风积沙混凝土28 d的抗压强度与普通20%粉煤灰风积沙混凝土相当,孔结构更优,可有效提高粉煤灰利用率,减少水泥用量。进一步,基于灰熵关联度建立了抗压强度GM(1,2)预测模型,预测值和试验值平均相对误差为1.96%和1.34%,精度较高。
为探究常温养护下碱激发作用对风积沙混凝土力学性能的影响,选取库布齐沙漠风积沙等质量代替河砂(40%),采用NaOH作为激发剂制备碱激发风积沙混凝土。通过抗压强度试验、核磁共振试验研究常温养护下风积沙混凝土抗压强度和孔隙变化规律,并引入灰熵关联度和灰色模型进行分析,建立了NaOH激发风积沙混凝土抗压强度模型。结果表明:常温养护下,随着NaOH掺量的增加,风积沙混凝土抗压强度呈先增加后减小,孔隙度呈先减小后增加;且5%NaOH掺量时风积沙混凝土抗压强度平均增长率最高,28 d最高达51.02 MPa,孔结构最优。5%NaOH激发40%粉煤灰风积沙混凝土28 d的抗压强度与普通20%粉煤灰风积沙混凝土相当,孔结构更优,可有效提高粉煤灰利用率,减少水泥用量。进一步,基于灰熵关联度建立了抗压强度GM(1,2)预测模型,预测值和试验值平均相对误差为1.96%和1.34%,精度较高。
2022, 52(11): 169-174.
doi: 10.13204/j.gyjzG22041802
摘要:
长沙LIVE中庭自由曲面屋盖跨越支承在下部4个结构单体上,中间局部为可开合式屋面,二次膜结构生根于主体结构之上,中庭屋盖采用大跨度单层网壳结构。介绍了结构选型及固定铰支座与滑动铰支座的合理设置方法;根据当地自然条件和风洞实验报告进行屋盖的风荷载取值;通过有限元软件MIDAS/Gen对网壳结构进行了静力和整体稳定性分析,并且将网壳与下部混凝土结构协同工作,比较自振周期、位移、支座反力来分析下部结构对网壳结构受力的影响;同时通过有限元模型对节点设计承载力和刚度进行了分析,网壳的各项计算结果均满足要求。此外,在施工过程中进行了变形监测,监测数值均在设计计算范围内。
长沙LIVE中庭自由曲面屋盖跨越支承在下部4个结构单体上,中间局部为可开合式屋面,二次膜结构生根于主体结构之上,中庭屋盖采用大跨度单层网壳结构。介绍了结构选型及固定铰支座与滑动铰支座的合理设置方法;根据当地自然条件和风洞实验报告进行屋盖的风荷载取值;通过有限元软件MIDAS/Gen对网壳结构进行了静力和整体稳定性分析,并且将网壳与下部混凝土结构协同工作,比较自振周期、位移、支座反力来分析下部结构对网壳结构受力的影响;同时通过有限元模型对节点设计承载力和刚度进行了分析,网壳的各项计算结果均满足要求。此外,在施工过程中进行了变形监测,监测数值均在设计计算范围内。
2022, 52(11): 175-180,174.
doi: 10.13204/j.gyjzG21070506
摘要:
为得到冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力的计算公式,采用有限条软件CUFSM以及直接强度法DSM计算得到单肢冷弯薄壁C型钢构件的极限承载力,并运用ABAQUS有限元分析软件计算出轴压作用下的冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力。通过对比不同截面几何参数下的单肢冷弯薄壁C型钢构件与冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力,分析得到各个参数对拼合柱组合效应系数的影响规律,确定出组合效应系数与两个重要参数的函数关系。采用1stopt拟合软件对大量已得到的组合效应数值进行回归分析,建立了冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的组合效应系数简化公式以及极限承载力计算公式。
为得到冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力的计算公式,采用有限条软件CUFSM以及直接强度法DSM计算得到单肢冷弯薄壁C型钢构件的极限承载力,并运用ABAQUS有限元分析软件计算出轴压作用下的冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力。通过对比不同截面几何参数下的单肢冷弯薄壁C型钢构件与冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的极限承载力,分析得到各个参数对拼合柱组合效应系数的影响规律,确定出组合效应系数与两个重要参数的函数关系。采用1stopt拟合软件对大量已得到的组合效应数值进行回归分析,建立了冷弯薄壁C型钢双肢闭合拼合柱的组合效应系数简化公式以及极限承载力计算公式。
2022, 52(11): 181-188.
doi: 10.13204/j.gyjzG21121006
摘要:
为了研究方截面CFRP-钢管混凝土的弯-扭性能,以9个方截面CFRP-钢管混凝土弯扭性能试件的试验研究为基础,利用有限元软件ABAQUS模拟了方CFRP-钢管混凝土扭矩-转角(T-θ)曲线和破坏模态,并将模拟结果与试验结果进行比较。结果表明:模拟与试验结果吻合较好。在验证模型可靠性的基础上,对构件的受力全过程和参数分析进行了研究。在有限元与试验的基础上,提出了方CFRP-钢管混凝土的弯-扭承载力的计算表达式。研究表明:随着混凝土强度、钢材屈服强度和含钢率的提高构件承载力显著增大,随着CFRP层数增加构件承载力略有提高,随着弯矩比的增大构件承载力略有降低,提出的方CFRP-钢管混凝土的弯-扭承载力计算表达式所预测的试件承载力与试验结果基本一致。
为了研究方截面CFRP-钢管混凝土的弯-扭性能,以9个方截面CFRP-钢管混凝土弯扭性能试件的试验研究为基础,利用有限元软件ABAQUS模拟了方CFRP-钢管混凝土扭矩-转角(T-θ)曲线和破坏模态,并将模拟结果与试验结果进行比较。结果表明:模拟与试验结果吻合较好。在验证模型可靠性的基础上,对构件的受力全过程和参数分析进行了研究。在有限元与试验的基础上,提出了方CFRP-钢管混凝土的弯-扭承载力的计算表达式。研究表明:随着混凝土强度、钢材屈服强度和含钢率的提高构件承载力显著增大,随着CFRP层数增加构件承载力略有提高,随着弯矩比的增大构件承载力略有降低,提出的方CFRP-钢管混凝土的弯-扭承载力计算表达式所预测的试件承载力与试验结果基本一致。
2022, 52(11): 189-193.
doi: 10.13204/j.gyjzG21111515
摘要:
以某超高层建筑为工程背景,对原有的黏滞阻尼伸臂方案进行改进,在伸臂桁架端部加入T型杠杆机构以增加地震中阻尼器的变形,构成了放大型黏滞阻尼伸臂方案。对分别采用这两种减震方案的超高层结构的减震效果进行了对比分析,并对影响减震效果的主要设计参数(阻尼器参数和杠杆率)进行了研究。结果表明:放大型黏滞阻尼伸臂方案能有效放大原方案中阻尼器两端的相对速度和变形,放大倍数近似等于T型杠杆机构的杠杆率;随着杠杆率的增大,放大型黏滞阻尼伸臂方案中阻尼系数的最优值逐渐减小,放大型黏滞阻尼伸臂方案中最优阻尼系数与杠杆率的乘积近似等于原黏滞阻尼伸臂的最优阻尼系数。
以某超高层建筑为工程背景,对原有的黏滞阻尼伸臂方案进行改进,在伸臂桁架端部加入T型杠杆机构以增加地震中阻尼器的变形,构成了放大型黏滞阻尼伸臂方案。对分别采用这两种减震方案的超高层结构的减震效果进行了对比分析,并对影响减震效果的主要设计参数(阻尼器参数和杠杆率)进行了研究。结果表明:放大型黏滞阻尼伸臂方案能有效放大原方案中阻尼器两端的相对速度和变形,放大倍数近似等于T型杠杆机构的杠杆率;随着杠杆率的增大,放大型黏滞阻尼伸臂方案中阻尼系数的最优值逐渐减小,放大型黏滞阻尼伸臂方案中最优阻尼系数与杠杆率的乘积近似等于原黏滞阻尼伸臂的最优阻尼系数。
2022, 52(11): 194-198,206.
doi: 10.13204/j.gyjzG22022206
摘要:
以明确碳化-干湿循环作用下风积沙混凝土表观形态、质量、吸水率、抗压强度等耐久性能指标的损伤劣化规律为目的,将风积沙全部替代普通河砂制备全风积沙混凝土,对其进行碳化试验(碳化龄期为0 d、14 d、28 d),采用外观形貌、抗压强度、质量、吸水率等参数表征风积沙混凝土经历碳化-干湿循环作用下耐久性能损伤劣化规律。结果表明:碳化、干湿循环前期形貌变化较小,后期逐渐出现网状裂缝;随干湿循环次数增加,风积沙混凝土的抗压强度先增加后减小;在干湿循环25次内质量不断增加,其中未碳化混凝土质量增加最多,碳化龄期28 d质量增加最少;碳化作用延缓了表面盐结晶的出现,使风积沙混凝土的抗压强度有所提升,提升了风积沙混凝土在干湿环境下的耐久性。
以明确碳化-干湿循环作用下风积沙混凝土表观形态、质量、吸水率、抗压强度等耐久性能指标的损伤劣化规律为目的,将风积沙全部替代普通河砂制备全风积沙混凝土,对其进行碳化试验(碳化龄期为0 d、14 d、28 d),采用外观形貌、抗压强度、质量、吸水率等参数表征风积沙混凝土经历碳化-干湿循环作用下耐久性能损伤劣化规律。结果表明:碳化、干湿循环前期形貌变化较小,后期逐渐出现网状裂缝;随干湿循环次数增加,风积沙混凝土的抗压强度先增加后减小;在干湿循环25次内质量不断增加,其中未碳化混凝土质量增加最多,碳化龄期28 d质量增加最少;碳化作用延缓了表面盐结晶的出现,使风积沙混凝土的抗压强度有所提升,提升了风积沙混凝土在干湿环境下的耐久性。
2022, 52(11): 199-206.
doi: 10.13204/j.gyjzG22022406
摘要:
针对因放置时间过长导致无法使用的废弃新拌混凝土,通过测试不同放置时间对废弃新拌混凝土性能的影响,综合考虑选定最优放置时间(120 min),并按30%取代率取代新拌混凝土直接制备再生新拌混凝土。同时,测试不同纳米硅溶胶掺量对再生新拌混凝土力学性能和工作性能的影响,并对其微观性能与结构进行了分析。结果表明:纳米硅溶胶掺量为3%时,再生新拌混凝土28 d抗压强度及劈裂抗拉强度分别提升了45.6%、63.9%;XRD、SEM及EDS分析显示,碱性环境下可加快硅溶胶中硅酸析出,并与Ca2+反应生成大量C-S-H(I)型凝胶,促进C3S、C2S等熟料的水化反应,降低了Ca/Si,使水泥浆体与骨料间紧密联结,C-S-H凝胶填充了部分孔隙及裂缝,界面过渡区更加致密,再生新拌混凝土强度显著提升。
针对因放置时间过长导致无法使用的废弃新拌混凝土,通过测试不同放置时间对废弃新拌混凝土性能的影响,综合考虑选定最优放置时间(120 min),并按30%取代率取代新拌混凝土直接制备再生新拌混凝土。同时,测试不同纳米硅溶胶掺量对再生新拌混凝土力学性能和工作性能的影响,并对其微观性能与结构进行了分析。结果表明:纳米硅溶胶掺量为3%时,再生新拌混凝土28 d抗压强度及劈裂抗拉强度分别提升了45.6%、63.9%;XRD、SEM及EDS分析显示,碱性环境下可加快硅溶胶中硅酸析出,并与Ca2+反应生成大量C-S-H(I)型凝胶,促进C3S、C2S等熟料的水化反应,降低了Ca/Si,使水泥浆体与骨料间紧密联结,C-S-H凝胶填充了部分孔隙及裂缝,界面过渡区更加致密,再生新拌混凝土强度显著提升。
2022, 52(11): 207-212.
doi: 10.13204/j.gyjzG22022812
摘要:
海洋环境严酷复杂,海岸建筑物易在物理、化学破坏因素的共同作用下发生性能劣化。针对位于唐山曹妃甸海洋环境下的首钢京唐一期二步通用散杂货泊位工程,制备普通强度、高耐久性、水下施工抗分离的混凝土。通过掺入矿渣粉、粉煤灰优化胶凝材料体系,提高了混凝土强度、密实度和耐久性;掺入防腐阻锈型高性能防水剂和适量引气剂,改善了混凝土抗腐蚀性和抗冻性,提高了水下混凝土的抗分离性。研究结果表明,混凝土坍落度为210 mm,含气量为5.4%,抗压强度为50.6 MPa,氯离子侵蚀系数为2.6×10-12 m2/s,符合快速法冻融循环300次,强度等级C35F300(冻融循环300次,强度等级C35)要求。经工程实践,混凝土的工作性能、力学性能、抗分离性能和耐久性能均满足水下结构混凝土要求。
海洋环境严酷复杂,海岸建筑物易在物理、化学破坏因素的共同作用下发生性能劣化。针对位于唐山曹妃甸海洋环境下的首钢京唐一期二步通用散杂货泊位工程,制备普通强度、高耐久性、水下施工抗分离的混凝土。通过掺入矿渣粉、粉煤灰优化胶凝材料体系,提高了混凝土强度、密实度和耐久性;掺入防腐阻锈型高性能防水剂和适量引气剂,改善了混凝土抗腐蚀性和抗冻性,提高了水下混凝土的抗分离性。研究结果表明,混凝土坍落度为210 mm,含气量为5.4%,抗压强度为50.6 MPa,氯离子侵蚀系数为2.6×10-12 m2/s,符合快速法冻融循环300次,强度等级C35F300(冻融循环300次,强度等级C35)要求。经工程实践,混凝土的工作性能、力学性能、抗分离性能和耐久性能均满足水下结构混凝土要求。
