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关键词： 混凝土耐久性   表面处理   有机聚硅氮烷   SiO2   锚固作用  

摘要： 混凝土在服役过程中容易受到外界腐蚀介质的侵蚀,导致其使用寿命严重下降,而表面防护法可以提高混凝土的耐久性,具有方便快捷、效果显著的优势。聚硅氮烷作为一种新型的表面防护剂,不仅能通过分子锚固作用与混凝土基体紧密连接,其固化-转化后的涂层还具有疏水、耐久性好等特点,在混凝土表面防护领域潜力巨大。本文以固化温度、湿度、催化剂种类及用量作为影响因素,研究了各影响因素对两种结构不同的聚硅氮烷涂层固化-转化的影响规律,并在此基础上,探究了最佳条件下制备的转化涂层对混凝土耐久性的影响。主要研究内容和研究结果如下: （1）通过响应曲面法研究了不同影响因素对两种化学结构不同的聚硅氮烷低温固化-转化过程的影响关系,甲基乙烯基聚硅氮烷（OPSZ-1体系）的最佳固化-转化条件为24℃、相对湿度79 RH%、3.5%DMP-30催化、转化时间52.2 h,转化涂层的水接触角可达到99°;甲基氢聚硅氮烷（OPSZ-2体系）的最佳固化-转化条件为29.7℃、相对湿度79 RH%、4.6%DMP-30催化、转化时间58.5 h、转化涂层的水接触角可达到118.2~o。使用AFM、SEM、XPS和FT-IR研究了转化涂层的微观形貌和化学组成,采用超声震荡、流动水冲刷、酸碱腐蚀试验评价了涂层的耐化学药品性和力学性能。结果表明,固化-转化后的无机涂层锚固在基材表面,并具有良好的耐化学药品性和力学性能。 （2）将聚硅氮烷溶液按照不同方式喷涂在砂浆表面,并在最佳条件下进行固化-转化,通过抗渗透、吸水和水接触角测量试验分析,确定以20 g/m2喷涂5次是混凝土表面防护的最佳处理方式。使用XRD、FT-IR和抗压试验研究发现转化涂层对水泥水化过程无影响。通过SEM、EDS、XPS分析发现,聚硅氮烷溶液经固化-转化后可以在混凝土表面形成致密的Si O2无机涂层。抗磨、氯离子电通量和100次冻融循环试验表明,转化涂层能有效提高混凝土的耐久性能,与未经处理的混凝土相比,经过OPSZ-1和OPSZ-2处理的C30混凝土6 h电通量值分别降低63.3%和63.7%,质量损失率分别降低48.4%、67.6%,相对动弹模量分别提高25.8%、21.8%,对于C50混凝土,OPSZ-1组和OPSZ-2组6 h电通量值分别降低65.3%和66.5%,质量损失率分别降低41.1%、54.8%,相对动弹模量分别提高18.4%、12.1%。 （3）使用硅烷偶联剂KH-550成功对平均粒径300 nm的Si O2粒子进行了表面改性,解决了Si O2微粒在聚硅氮烷溶液中的分散问题。通过对比试验确定OPSZ-1和OPSZ-2体系中改性Si O2粒子的最佳用量分别为0.5 wt%和0.75 wt%。通过SEM观察发现,Si O2粒子复合后的转化涂层表面具有微纳凸起结构,达到超疏水状态。低温冻结、氯离子电通量和冻融循环试验结果表明,该超疏水涂层的抗磨和防结冰性能大幅度提升,较添加粒子前,抗磨次数分别提升81.8%和73.8%,去除冰层所需剪切力较空白对照组下降91.5%和90.8%;粒子复合后的转化涂层可进一步提高混凝土的抗氯离子渗透和抗冻融能力。

关键词： 建筑装修材料   耐久性   影响因素   提高措施  

摘要： 建筑装修材料是建筑装修中的重要组成部分，除了要具备相应的物理性质、力学性质外，更重要的是要具有良好的耐久性，这些性能直接影响到建筑的使用寿命和安全。然而受环境、人为因素、材料自身性能等多种因素的影响，建筑装修材料的耐久性往往会受到不同程度的影响。本文通过研究影响建筑装修材料耐久性的因素，并根据影响因素提出相应的提高材料耐久性的措施，希望可以达到延长建筑使用寿命和保障人民生命财产安全的目的。

关键词： 土木工程  

ISBN: (纸本)9787560670904

摘要： 本书为结合企业真实工作编写的产教融合特色教材，将家国情怀、工匠精神、守正创新、环保意识融入到教材编写中，旨在提升学生的政治思想素养及创新能力，培养学生踏实严谨的职业道德和精益求精的工匠精神。采用了我国现行的国家标准和行业规范，详细介绍常用的土木工程材料，较多反映了新型土木工程材料的研究情况，应用性强，具有较宽的专业适用范围。

关键词： 横移车   混凝土预制构件   柔性生产线   有限元分析   优化设计  

摘要： 针对能够兼容生产CRTSⅢ型轨道板、建筑PC构件及盾构管片等多种混凝土预制构件的柔性生产线，设计其中所需的关键设备——一种新型的模具横移车，主要用于模具在生产线中横向的往复移动以及实现模具的跨线输送。采用液压马达作为行走的驱动装置，使横移车的宽度大幅减小，可以适用在行走通道较窄的柔性生产线中；同时通过优化单台车的液压系统，使横移车组的4个升降液压缸在工作时能够始终保持受力均衡，并利用Ansys软件对横移车体进行有限元分析和优化。结果表明，优化后横移车体的最大变形量和最大应力均降低了50%，有效地解决了因液压缸受力不均导致的横移车和模具损害问题。工程实践证明，该横移车具有结构轻巧，适用性广的特点，可为今后混凝土预制构件柔性生产线横移车的设计提供参考。

关键词： 土木工程  

ISBN: (纸本)9787574414082

摘要： 本书先概述了土木工程中常用的材料, 包括混凝土、钢材、沥青等。详细介绍这些材料的性质、用途及其在工程中的应用。接着介绍最新的土木工程材料检测设备和技术, 如电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪等。帮助读者了解并应用先进的检测工具, 提高测试的准确性和效率。

关键词： 微表处   外加剂   成型速度   路用性能   经济效益  

摘要： 随着“十四五”规划奋斗目标稳步推进,我国的现代化高质量国家综合立体交通网逐渐完善,交通日益发达。然而,这种繁荣也导致了交通压力不断增大,使路面逐渐出现各种病害。为防止微小病害的进一步恶化,预防性养护变得尤为重要。微表处作为一种快速有效的养护方式,常用于解决此类问题。但是,在交通压力特别大的核心地区,微表处施工的时间窗口只能选在深夜或凌晨,低温潮湿环境及短时间窗口的要求对微表处强度形成速度和长期性能提出了更高的要求。 为此,本研究选用生石灰(（QL）、水性聚氨酯(（WPU）、聚丙烯酸钠(（PAAS）三种材料作为外加剂,通过室内试验探究不同外加剂对微表处混合料成型速度及路用性能的影响,进而综合分析三种外加剂的性能特点和技术经济指标,形成面向大交通量道路快速维修养护需求的速强微表处材料设计与工程应用建议。本研究取得的成果如下: （1）掺加生石灰可以短时间提升微表处的温度并大幅度提高微表处成型速度,3%的生石灰可使混合料温度在5min内上升13.8℃;提出了环形加载试验量化评价微表处成型速度的方法,8（6）与粘聚力线性拟合表现强相关性,表明环形加载在评价成型速度方面具有可靠性;在使用生石灰和水泥作为活性填料的情况下,微表处大部分路用性能得到提升,但低温性能降低;采用自制的加速磨耗设备开展的抗滑性能试验表明,材料的BPN符合Asympotic分布模型,相关系数均大于0.9。综合考虑成型速度和各项路用性能,建议生石灰掺量为3%。 （2）采用傅里叶红外光谱（FTRI）技术,验证了聚氨酯分子与沥青分子的化学反应,观测到分子链的交联现象,添加WPU乳液可提高微表处的稳定性;随水性聚氨酯掺量的增加,混合料的成型速度呈现先上升后下降的趋势,当掺量20%时成型速度最快;WPU乳液的加入显著提高了微表处的路用性能,随着WPU乳液掺量的增加微表处路用性能不断提高,在掺量为15%时性能趋向稳定。综合考虑成型速度和各项路用性能,建议WPU乳液掺量为15%。 （3）对比分析了直接拌和与铺撒两种掺加方式对PAAS改性微表处性能的影响;随着PAAS掺量的增加,微表处的成型速度增快;采用直接掺加法可有效提高混合料的成型速度但会损失部分路用性能,采用双面铺撒法可能会导致道路开放初期路面的抗滑性能较差,但长期性能影响最小;综合考虑材料的成型速度和路用性能,推荐两种掺加方法的PAAS最佳用量均为5.0‰。 （4）三种材料对微表处的成型速度均有促进作用,聚丙烯酸钠效果最好,生石灰居中,水性聚氨酯稍差;聚氨酯虽然路用性能表现最为优异,但高昂的成本导致性价比最低;生石灰在性能与成本之间存在良好平衡,性价比最高;聚丙烯酸钠在性能方面表现较差,但其成型速度最快且价格最低。对于常规工程,本研究优先推荐采用掺加生石灰的办法提高微表处的成型速度。对于路用性能要求较高的重载道路可添加水性聚氨酯用于路用性能要求较高的重载道路。对于路面性能要求不高的情况下聚丙烯酸钠。

关键词： 再生微粉混凝土   力学性能   耐久性  

摘要： 近年来，我国的在建设过程产生了大量建筑固体废弃物（建筑固废），这造成了很多环境污染问题，而建筑废弃物的再利用是有效的处理方法，建筑固废可以制成再生骨料和再生微粉进而制备混凝土。对此本文对再生微粉（RecycledMicro-Powder，简称RMP）进行研磨处理后，再配制NaOH溶液以激活其潜在活性，制备出再生微粉混凝土（RecycledMicro-PowderConcrete，简称RMPC）。为探讨RMPC静态力学性能和耐久性能，开展了抗压强度试验、劈裂抗拉试验、四点弯曲抗折试验、静态单轴压缩试验、收缩试验、碳化试验、氯离子渗透试验和氯离子、硫酸根离子干湿循环试验。　　首先以RMP的比表面积和筛余率作为研磨方法的评判指标，确定了合适的研磨机制，制备了RMP。用分形级配公式优化了三种粒径（10-5mm、16-10mm、25-16mm）再生骨料（RecycledCoarseAggregate，简称RCA）的级配分布，并根据RCA饱和面干吸水率计算预湿水用量。考虑水胶比、RMP取代率、激发剂浓度3个关键因素，采用单一变量原则对RMPC进行配合比设计。　　随后完成了14组RMPC的静态力学性能试验。主要结论如下：①RMP取代率对RMPC的力学性能产生显著影响。低取代率（10%和20%）下，RMPC的抗压、抗拉和抗折强度均有所提升，轴心抗压强度也有所增强，这主要归功于RMP的填充效应和火山灰效应。然而，随着取代率提升至30%和40%，抗折、抗拉劈裂及抗压强度均大幅降低，特别是轴心抗压强度显著下降，这是由于高取代率下凝胶水化活性降低，对砂浆基体结构产生了劣化效应。因此，RMP的取代率需控制在适当范围内，以充分发挥其增强作用。　　②随着NaOH浓度提高，增强效果先提高后下降，具体表现为，NaOH浓度从0增加到1%、2%、3%和4%时，28天抗压强度提高了8%、9%、8%和7%。NaOH浓度从0增加到1%和2%，劈裂抗拉强度提高了7%和7%，抗折强度与对照组相当，而NaOH浓度增加到3%和4%，劈裂抗拉强度与对照组相当，抗折强度降低了6%和13%。另外，NaOH浓度从0增加到1%，轴心抗压强度与对照组相当，而NaOH浓度增加到2%，轴心抗压强度提高了10%，进一步地NaOH浓度增加到3%和4%，轴心抗压强度降低了7%和10%。NaOH能提高RMP水化活性和火山灰活性，从而提高砂浆基体强度。但过高浓度的NaOH会抑制水泥水化，使砂浆基体强度下降。　　③通过试验数据进行回归分析，建立了RMPC荷载挠度模型和RMPC损伤本构模型，并且得到的理论曲线与试验曲线一致性较好。　　最后开展了RMPC的耐久性能试验。主要结论如下：①RMP取代率对RMPC的耐久性能产生显著影响。低取代率（10%和20%）下，RMPC的抗收缩性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、耐氯离子和硫酸根离子侵蚀性能均有所提升，这主要归功于RMP的填充效应和火山灰效应。然而，随着取代率提升至30%和40%，RMPC的抗收缩性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、耐氯离子和硫酸根离子侵蚀性能均下降，对砂浆基体结构产生了劣化效应。②NaOH能提高RMPC耐久性能，具体表现为，NaOH浓度从0提高到2%，RMPC的28天收缩率和28天碳化深度分别下降了8%和16%。③通过对试验数据进行回归分析，构建了RMPC收缩预测模型、RMPC加速碳化预测模型、RMPC氯离子渗透模型和RMPC氯离子和硫酸根离子干湿循环强度演化模型，并且上述模型与试验数据的一致性较好，相关性系数均在0.95以上。

关键词： 地聚物胶凝材料   混凝土耐久性   干燥收缩  

摘要： 地聚物胶凝材料作为一种新型建筑材料，近年来在材料科学领域获得了广泛关注。文章系统性地梳理了国内外对地聚物形成原理与构造的研究成果，探讨了地聚物胶凝材料的改性策略及其对混凝土耐久性的提升效果，发现掺入7.5%的氧化镁能够有效减少干燥收缩，提升抗渗性能，添加2%～5%的纳米二氧化硅显著降低抗碳化深度达30%～50%，而氟化钙作为添加剂，在1%掺量下可减少抗碳化深度约40%。研究结果表明，这些改性策略通过改善地聚物的微观结构、降低孔隙率与提升化学稳定性，有效解决了地聚物固有的抗碳化和干燥收缩问题，从而显著提高混凝土的耐久性，为地聚物在混凝土工程中的应用提供了参考。

关键词： 铝硅系耐火材料   抗碱蚀   润湿   外加剂   粒度  

摘要： 对高盐有机废液进行焚烧是最常用的无害化处理手段,但其中富含的Na+、K+等碱金属离子会对耐火材料造成严重的侵蚀,使耐火材料开裂和剥落,影响废液的处理效率,提高了处理成本。废液焚烧炉经常使用铝硅系耐火材料作为炉体内衬,工作温度根据废液成分有所不同,一般为900℃左右。研究铝硅系耐火材料被碱侵蚀破坏的机理和影响因素,对于生产适合废液焚烧环境、具有优良抗碱侵蚀性能的耐火材料具有重要意义。 针对以上问题,本课题利用静态坩埚法,以Na2CO3为碱蚀剂,首先研究了基质中Al2O3含量对铝硅系耐火材料性能的影响,通过对比红柱石加入前后性能的变化,研究了红柱石对抗碱侵蚀性能的影响,之后分别以70高纯烧结莫来石、70电熔莫来石和70普通烧结莫来石为原料,比较了三种莫来石体系抗碱侵蚀性能的差异,使用接触角测量系统研究了Na2CO3熔体在不同体系表面上的铺展速度,从润湿角度分析了碱侵蚀耐火材料的过程和影响因素。同时研究了外加MgO和Zr O2、骨料粒度等因素对材料抗碱侵蚀性能的影响。主要的研究内容和结果如下: （1）基质中Al2O3含量较低时,铝硅系耐火材料的抗碱侵蚀性能更好。在碱侵蚀试验中,以板状刚玉为骨料且添加红柱石的坩埚试样,在基质中Al2O3含量低于60 wt.%时保持完整;以烧结莫来石为原料的试样,在基质中Al2O3含量低于70 wt.%时保持完整,以电熔莫来石和以普通烧结莫来石为原料的试样,在基质中Al2O3含量低于65wt.%时保持完整。 （2）红柱石能明显提高材料的抗碱侵蚀性能。在以板状刚玉为骨料的体系中,没有添加红柱石时,Na2CO3熔体在材料表面上的铺展速度较快,878℃时完全铺展,侵蚀试验后Na2CO3完全渗入了坩埚内部,坩埚全部破裂。加入红柱石后,Na2CO3熔体完全铺展的温度提高到880℃,红柱石降低了Na2CO3熔体的润湿速度。计算得出在878℃时,Na2CO3通过气孔向两种基体内部渗透的吸附压强比值为2.5:1,红柱石通过提高耐火材料抗碱渗透能力提高了材料的抗碱侵蚀性能。 （3）三组莫来石试样中,高纯烧结莫来石试样具有最好的抗碱侵蚀性能。Na2CO3在高纯烧结莫来石、电熔莫来石、普通烧结莫来石为原料的试样上完全铺展的温度分别为883℃、880℃和881℃。在880℃时,计算得到Na2CO3熔体向高纯烧结莫来石试样、电熔莫来石试样和普通烧结莫来石试样内部渗透的吸附压强比值为1:1.7:1.9,高纯烧结莫来石试样具有最好的抗碱渗透性能。 （4）铝硅系耐火材料被破坏的原因是在内部生成了霞石。Na2CO3熔体侵蚀基质,最终碱渣包围骨料后使材料分解,由Al2O3、Si O2生成霞石时体积膨胀了34.51%,由莫来石生成霞石后体积膨胀了18.65%,这种体积膨胀使内部应力增大,最终使坩埚发生了破损。普通烧结莫来石体系在高温下生成了较多的液相,有助于缓解膨胀造成的挤压,使材料在被碱液渗透和侵蚀后保持完整。 （5）外加MgO后促进了烧结,使材料的显气孔率降低,常温抗折强度增大,同时在侵蚀层表面生成一层致密的Mg Al2O4,有效阻止了碱液的渗透,提高了材料的抗碱侵蚀性能。增大骨料粒度后,材料的抗碱侵蚀性能变化不大,但碱液渗透深度略有增加。