利用水平外力总功研究PVA纤维增强水泥基复合材料韧性

为了研究对比PVA纤维、玻璃纤维、钢纤维水泥基复合材料和高强(钢纤维)混凝土的韧性,采用楔入劈拉法利用荷载与裂缝张口位移曲线(P-WCMOD)下包围的面积值并考虑夹具影响后水平外力做的总功作为评价指标进行对比.实验结果表明:水泥基体发生脆性断裂,从加载到试件破坏P-WCMOD曲线一直呈线性;高强(钢纤维)混凝土和钢纤维、玻璃纤维水泥基复合材料发生半脆性断裂,P-WCMOD曲线在峰值荷载附近有较小的非线性区;而在PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCCs)中观察到韧性断裂,在P-WCMOD曲线中出现明显的假应变硬化现象;脆性和半脆性材料的试件从起裂到破坏,预制缝端部仅出现一条裂缝,且最终沿这条裂缝贯通,对于PVA-FRCCs,预制缝端出现多条细小裂缝,并最终沿着主裂缝贯通.比较几种材料的水平外力总功值可知,PVA-FRCCs韧性最好,钢纤维混凝土次之,钢纤维水泥基复合材料稍差,玻璃纤维水泥基复合材料最差.     

工程水泥基复合材料自愈合过程与产物

借助环境扫描电镜(ESEM)对纤维表面以及15,30,50μm不同宽度裂缝自愈合产物的生长过程进行了连续观察,结合EDS(energy dispersive spectroscopy)、TEM(transmission electron microscopy,透射电镜)、XRD(X-raydiffraction)及FTIR(fourier transform infrared spectroscopy)等先进研究手段,对工程水泥基复合材料(ECC)裂缝自愈合产物的化学特性进行了分析.结果表明,体系中水泥基材料的进一步水化及C-S-H凝胶和CaCO3晶体的生成是裂缝自愈合的主要原因.宽度15μm裂缝的自愈合产物主要为C-S-H凝胶;宽度30μm裂缝的自愈合产物主要为C-S-H凝胶和CaCO3;观察周期内,宽度50μm形成的自愈合产物量无法填满裂缝.从微观层次上看,宽度30μm以下的裂缝几乎都能完全自愈合.同时,ECC材料中的PVA(聚乙烯醇)纤维有亲水特性,为自愈合产物的形成提供了成核点,有助于ECC材料自愈合产物的形成和生长.     

Determination of Concrete Fracture Parameters from a Three-Point Bending Test

The mechanical behavior within the processing zone of concrete material can be well described by the crack bridging performance. The material properties related to the crack bridging are cracking strength, tensile strength, and the stress-crack width relationship. In general, the cracking strength is lower than the tensile strength of concrete. Crack propagation is governed by the cracking strength. This paper presents a method to determine the above material parameters from a three-point bending test. In the experiment, a pre-notched beam is used. Corresponding values of load, crack mouth opening displacement, and load point displacement are simultaneously recorded. From experimentally determined load-crack mouth opening displacement curves, the above-mentioned crack bridging parameters are deduced by a numerical procedure. The method can be used to evaluate the influence of coarse aggregate and cementitious matrix strength on the stress-crack width relationship, tensile strength, and fracture energy of concrete.     

混杂钢纤维水泥基材料的力学行为

研究了微细钢纤维以及中等直径钢纤维混杂增强水泥基材料的力学行为．结果表明，在纤维体积分数一定的情况下，混杂钢纤维体系对水泥基材料抗折强度的改善作用可优于单一直径钢纤维，而且，不同直径钢纤维混杂还可显著提高水泥基材料的断裂能和弯曲韧性，普通纤维增强水泥基材料断裂破坏时裂缝为沿切口开展的单一贯穿裂缝，而混杂钢纤维增强的试件破坏时切口附近呈现多缝开裂的现象，采用适当体积比的两种尺度钢纤维混杂增强基体，制备出了综合力学性能优越的混杂钢纤维增强水泥基材料。     

广布损伤裂纹间干涉效应及数值分析

进行了三种开裂模式无钉载平板的广布损伤裂纹扩展试验,研究发现裂纹间的干涉作用明显促进了裂纹的扩展,多裂纹情况下的裂纹扩展速率远大于单裂纹。同时,利用FRANC2D/L计算和分析了单裂纹、多孔相邻裂纹、多孔不相邻裂纹和多孔等长裂纹等四种开裂模式的裂纹扩展行为及应力强度因子分布。结果表明,裂纹扩展初始阶段主要受孔自身应力集中影响,裂纹间的干涉作用弱;随着裂纹扩展到一定长度时,裂纹间的干涉作用显著增大,且随着裂纹间韧带长度的减小而快速增加,与试验结果一致。     

雨季广州大气中的硝酸盐粒子

对雨季广州大气中的硝酸盐粒子进行了两年的观察 .粒子被分为两部分 :粗大粒子 (r >1.0 μm )和微小粒子 (r≤ 1.0 μm ) .用离子色谱对粒子总量进行了总体分析 ,用复合薄膜法和X_射线分析法对单个粒子进行了分析 .总体分析结果表明 ,粗大粒子中的NO- 3、Ca2 +和Na+含量比微小粒子中的高 .对单个粒子的分析发现 ,硝酸盐粒子不仅存在于粗大粒子中 ,而且也存在于微小粒子中 ,证明硝酸能凝结在海盐上形成粗大硝酸盐粒子 ,粗大硝酸盐粒子有可能起着最终消除广州大气中硝酸的作用 .     

随机缺陷对PVA-ECC多裂纹破坏的影响

通过引入合适尺寸的低强度颗粒作为人造初始缺陷以提高PVA-ECC多重饱和裂纹破坏的性能。根据细观力学和断裂力学理论提出发生应变强化和多裂纹破坏的能量与强度准则,试验中引入与PVA-ECC中最大的固有孔洞尺寸大小相当的Norlite人造缺陷尺寸。进行了轴向受拉PVA-ECC试件中仅含有天然缺陷和引入人工缺陷后多重裂纹的对比破坏试验。结果表明,PVA-ECC材料的延性和应变强化等性能取决于基体断裂强度以及缺陷分布等特性,缺陷数量较少时裂纹数量不会达到饱和状态,纤维最大桥联应力要求只有在缺陷尺寸超过一定临界值时才能激发萌生裂纹从而导致多重饱和裂纹破坏。Norlite人造缺陷可以有效地改善水泥基复合材料的延性和应变强化性能。     

碳纤维片材加固RC梁四点弯曲的多重开裂分析

借鉴复合材料力学的分析方法,建立一种分层剪滞模型,研究了碳纤维片材加固钢筋混凝土梁在四点弯曲载荷作用下的多重开裂破坏,求得了梁纯弯段下部钢筋保护层中的最大裂缝宽度和裂缝密度与施加载荷和碳纤维片材的粘贴层数之间的定量关系,计算结果与现有实验值较吻合.结果表明:施加载荷愈大,裂缝密度和宽度愈大;随着碳纤维片材粘贴层数的增加,裂缝间距明显变小,最大裂缝宽度则基本保持稳定;在碳纤维片材粘贴层数较小的情形下,当施加载荷达到或超过某值时,梁纯弯段下部混凝土保护层将出现饱和裂缝群.     

旱季广州大气中的硝酸盐粒子

利用复合薄膜法和总体分析,对旱季广州大气中的硝酸盐粒子进行了4年的观察.粒子通过一个二级粒子撞击器分为二部分粗大粒子(r>1.0μm)和微小粒子(r≤1.0tm).在电子显微镜下,一个粒子中所含的NO     

Effects of microrolling parameters on the microstructure and deformation behavior of pure copper

Microrolling experiments and uniaxial tensile tests of pure copper under different annealing conditions were carried out in this paper. The effects of grain size and reduction on non-uniform deformation, edge cracking, and microstructure were studied. The experimental results showed that the side deformation became more non-uniform, resulting in substantial edge bulge, and the uneven spread increased with increasing grain size and reduction level. When the reduction level reached 80% and the grain size was 65 μm, slight edge cracks occurred. When the grain size was 200 μm, the edge cracks became wider and deeper. No edge cracks occurred when the grain size was 200 μm and the reduction level was less than 60%; edge cracks occurred when the reduction level was increased to 80%. As the reduction level increased, the grains were gradually elongated and appeared as a sheet-like structure along the rolling direction; a fine lamellar structure was obtained when the grain size was 20 μm and the reduction level was less than 60%.     

混杂纤维水泥基复合材料断裂分析

基于纤维水泥基材料的桥联法则（桥联应力-裂纹张开位移关系）和K叠加原理,建立了混杂纤维水泥基复合材料的桥联裂缝模型,并针对三点受弯梁建立了简化的断裂分析模型．桥联裂缝模型能够描述混杂纤维水泥基复合材料断裂全过程的裂缝扩展规律,灵活地分析不同纤维对断裂韧度的贡献,并可以计算混杂纤维水泥基复合材料裂纹尖端应力强度因子、断裂韧度和临界缝长．     

等径离心成型钢纤维混凝土预应力电杆受力性能试验研究

通过试验研究了等径离心成型钢纤维混凝土预应力电杆的受力性能,主要包括抗裂度、裂缝的分布形态与裂缝宽度、跨中挠度和极限承载力等.试验证明:由于预应力和钢纤维的双重增强作用,电杆的抗裂度提高,在标准检验荷载作用下电杆截面混凝土处于抗裂的弹性工作状态;当荷载达到标准检验荷载的130%—160%后,截面混凝土出现初始裂缝,卸载后初始裂缝闭合,变形回复.在截面开裂荷载至承载力检验荷载范围内,裂缝延伸和裂缝宽度发展较慢,裂缝呈短细非贯通性分布形态,抗变形能力有所提高,截面极限承载破坏呈现出一定的延性性质.研究成果为此类电杆在河南省漯河—淮阳220kV线路工程建设中应用提供了科研依据.     

粒度分布对大掺量矿渣、钢渣胶凝体系抗压强度影响的灰色关联分析

为了能够更好地大量利用矿渣、钢渣制备高强建筑材料,实验采用灰色关联分析方法研究了矿渣、钢渣的粒度分布对大掺量矿渣、钢渣胶凝体系抗压强度的影响.矿渣和钢渣掺量分别占胶凝材料总质量的50%和30%,水胶比为0.34.研究表明：粒度小于8.39μm的矿渣、钢渣颗粒对其胶凝体系3 d和28 d抗压强度均起到增强作用,大于8.39μm的矿渣、钢渣颗粒对抗压强度起到削弱作用.为了提高大掺量矿渣、钢渣胶凝体系28d抗压强度,应当主要增加5.03～8.39μm矿渣、钢渣颗粒数量.     

IF 钢铸坯厚度方向洁净度演变

采用夹杂物原貌分析、扫描电镜和能谱分析、氧氮分析等手段系统分析了 IF 钢铸坯全厚度方向的洁净度变化及夹杂物分布规律.铸坯厚度方向全氧(T. O)和 N 质量分数平均值均为17×10-6.内、外弧表层1/16内 T. O、N 均高于平均值5%~10%,存在夹杂物聚集带;内弧1/4至外弧1/4区域 T. O、N 水平低于平均值5%~10%;表层1/16至1/4区域接近平均水平.共统计夹杂物963个,夹杂物平均粒径5.7μm,<5μm 占60%, < 10μm 占90%;Al2 O3夹杂主要存在表层5 mm 内,尺寸在2~10μm;TiN- Al2 O3和 TiN 粒子主要在距离表层5 ~ 80 mm,尺寸随深度增加而增大;TiN- TiS 和 TiS 夹杂主要在距离表面80~130 mm,尺寸1~5μm.从铸坯表层到中心主要夹杂物的分布依次是 Al2 O3、Al2 O3- TiN、TiN、TiN- TiS、TiS 和 MnS.     

光测法在混凝土表面裂缝测量中的应用

针对采集到的裂缝图像特征,提出一种裂缝定量分析法,即根据裂缝图像灰度.利用otsu提出的类判别法计算出图像分割的最佳阈值,进而提取图像的裂缝信息,然后通过编制的图像处理程序分析出研究区域的裂缝宽度及其方差.实验结果表明:该定量分析法处理图像效果好,数据稳定,相关的计算结果可为实际工程的安全可靠性评估提供准确的基础数据.经实践验证,该方法简单易行.     

稀土含量对激光表面熔铸涂层开裂敏感性的影响

本文研究了高温镍基铸造合金ＨＨ３３上稀土含量对激光表面熔铸钻基合金涂层开裂敏感性的影响。结果表明，不加稀土时，基体中出现了微裂纹；稀土含量为０．５％Ｗｔ时，裂纹由基体向涂层扩展；稀土含量为２％Ｗｔ时，裂纹进一步扩展直至贯穿涂层。此时，裂纹的长度和宽度最大，裂纹周围的组织粗大；当稀土含量为３％Ｗｔ时，涂层及基体无裂纹出现，且涂层组织细小、均匀．涂层显微硬度值较未加稀土时低。     

金属套管式微通道内W/O乳液的高通量制备

将金属套管式微通道用于油包水（W/O）乳液的制备,系统考察了连续相中大豆油和正己烷的体积比、表面活性剂质量分数、套管环隙尺寸和微孔孔径等对乳滴粒径的影响。得到的较优制备工艺条件为：大豆油和正己烷体积比8∶10、表面活性剂Span 80的质量分数1%、微孔孔径5μm、套管环隙尺寸250μm,可制备出平均粒径约为13μm且分散性良好的W/O乳液。与高速均质机和Y型微通道的比较发现,其所得乳液分散性和稳定性优于后两者,可望满足实际工业应用需求的高通量（至少可达1L/min)。此外,实验考察了微通道结构参数对乳化压降的影响,结果表明乳化压降随微孔孔径、套管环隙尺寸的减小而增大。     

C颗粒对Cp/AZ91D复合材料铸态显微组织的影响

通过复合铸造工艺制备了C_p/AZ91D复合材料，研究了C颗粒含量和保温时间等参数对该复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明，与保温时间相比，C_p的晶粒细化作用更为显著。当添加C_p质量分数为1.5%，保温时间15 min时，C_p/AZ91D复合材料铸锭平均晶粒尺寸由176 μm降低至32 μm，组织整体细化均匀，增强相C颗粒在复合材料基体中均匀分布，并且硬度值最高，达到89.07 HV。     

C颗粒对Cp /AZ91D复合材料铸态显微组织的影响

通过复合铸造工艺制备了C_p/AZ91D复合材料，研究了C颗粒含量和保温时间等参数对该复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明，与保温时间相比，C_p的晶粒细化作用更为显著。当添加C_p质量分数为1.5%，保温时间15 min时，C_p/AZ91D复合材料铸锭平均晶粒尺寸由176 μm降低至32 μm，组织整体细化均匀，增强相C颗粒在复合材料基体中均匀分布，并且硬度值最高，达到89.07 HV。     

10CrMoAl钢热轧薄板的周浸实验对比分析

为了系统地研究10CrMoAl钢的耐腐蚀性能,对其周浸试验各周期试样进行了腐蚀速率分析、SEM分析、XRD分析及电化学分析.结果表明:腐蚀速率最快的阶段是72～168 h腐蚀阶段,其次是0～72 h腐蚀阶段,最慢的是168～240 h腐蚀阶段.经过168 h腐蚀后,锈层厚度平均为80 μm,是经过72 h腐蚀后的试样锈层厚度的近2倍.经过240 h的腐蚀后,锈层仍然维持在80 μm左右,却出现了50 μm的过渡层.经过168 h和240 h腐蚀所形成的锈层几乎完全阻止了γ-FeOOH和α-FeOOH等稳定产物的形成,从而有效地阻碍了基体的继续腐蚀.此外,锈层中Cr、Mo和Al的富集,也对阻碍腐蚀的进行起到一定的作用.