摘要：设计并制备了一种混凝土主动控释胶囊,该胶囊能够在微波信号刺激下主动控制释放内部装载的芯材外加剂。采用扫描电镜、X-射线断层扫描仪、电位滴定仪对胶囊及其释放行为进行表征,通过释放动力学模型拟合和极差与方差分析,探讨了胶囊的释放机制和释放率的影响因素。结果表明:胶囊的平均装载能力为34.71%;施加微波后产生响应可缓慢持续释放芯材,释放机制主要为芯材分布于多孔载体孔隙中的Fick扩散机制;各影响因素对释放率的影响程度为:微波功率>微波处理时间>石蜡厚度>Fe_(3)O_(4)掺量;初步证明了胶囊在砂浆中具有微波主动控制释放的性能。该胶囊的应用有望解决直掺外加剂产生的负面效果以及混凝土硬化后其性能难以改善等问题。

摘要：水化硅酸钙(C-S-H)作为水泥基材料的主要水化产物,决定着水泥基材料的强度发展、收缩、徐变和结构的服役寿命,被称为水泥基材料的"基因"。对C-S-H组成、结构和性能的充分认识有助于理解水泥基材料微结构的形成机理,进而对其性能进行自下而上的设计和调控。近年来先进测试和分析技术的发展为C-S-H基本性能的研究提供了新思路。C-S-H的成核生长理论、力学性能提升以及形貌调控等逐渐成为当前研究热点,已取得重要进展。学者们大多采用合成的方法制备体系纯净且具有一定结晶度的C-S-H,并以此研究水泥体系中无定形C-S-H凝胶的基本性能。研究发现,双分解合成C-S-H的成核生长过程中存在球形中间体,其最终转化为箔片状形貌的产物,遵循非经典的成核生长方式。在亚粒子尺度,越来越多的结构信息表明,与尖乃石相比,C-S-H的结构与托贝莫来石更为接近;在粒子尺度上,CM凝胶系列模型被广泛应用于解释C-S-H比表面积等物理参数以及水泥基材料收缩徐变的机理。C-S-H的Ca/Si、含水量、硅链聚合程度以及形貌等微纳结构的广泛研究为建立C-S-H微纳结构与宏观性能之间的联系提供了丰富的数据支撑。对C-S-H进行本征结构调控有望从根本上改善水泥基材料韧性差的力学特征,许多学者试图从孔结构调控、有机和无机复合材料构建以及纳米材料改性等方面提升C-S-H的力学性能,取得了一定突破。本文系统总结了C-S-H的合成方法、成核生长理论、结构模型;主要从Ca/Si、含水量、硅链聚合程度以及形貌四个方面综述了C-S-H的微纳结构;围绕形貌和力学性能介绍了C-S-H的调控和设计方法;分析了目前存在的研究不足并提出了未来的发展方向,以期为全面认识C-S-H以及水泥基材料的性能调控提供借鉴。

摘要：为了满足建筑节能对墙体保温材料的要求,设计了几种混凝土自保温砌块,并进行热工计算和分析;用性能最优的砌块进行复合自保温砌体的设计,对砌体进行热工计算,并将设计的模型进行传热模拟。结果表明,所设计的砌体结构满足建筑节能65%对墙体保温材料的要求。

摘要：永磁同步电机各相的绕组阻抗不平衡将导致电流不对称,从而增加了电机转矩脉动。针对不平衡问题,首先对电机不平衡反电动势进行了分析推导,解析求解了转矩谐波表达式,进而设计了一种抑制转矩脉动的不对称永磁同步电机级联直接转矩控制策略。新方案通过提取电机定子磁链和电流的α,β分量来生成正负序的参考电压矢量,并将两者合成以生成修正参考电压矢量用于空间矢量调制算法。同时方案中将传统PI调节器改进为PI调节器和谐振控制器相结合的复合PIR调节器。最后,稳态和动态对比试验结果验证了所提出控制策略的有效性。

摘要：为了探究热带海洋环境下混凝土结构的钢筋锈蚀现状,对中国南海岛礁珊瑚混凝土结构和普通混凝土进行现场调研与测试,研究了混凝土结构的钢筋锈蚀率、锈蚀钢筋强度与变形的规律以及钢筋锈蚀率与钢筋表面自由氯离子含量之间的关系.结果表明：在南海岛礁工程中,多风、高温、潮湿的海洋环境对钢筋混凝土结构具有很强的腐蚀破坏作用,钢筋锈蚀率较大,其主要破坏特征为混凝土保护层胀裂、剥落、垮塌、露筋、钢筋锈蚀等,钢筋锈蚀以坑蚀为主;随着钢筋锈蚀率的增大,锈蚀钢筋的屈服强度逐渐降低,锈蚀钢筋的屈强比也呈下降趋势.普通混凝土结构因氯离子扩散导致的钢筋起锈时间不足22～25a;不同暴露区域对钢筋锈蚀率的影响规律是浪溅区〉水下区〉大气区.

摘要：钢筋阻锈剂是一种高性价比的钢筋防腐材料,在桥梁钢筋混凝土结构中应用广泛。有机阻锈剂的阻锈效率主要取决于其分子结构,然而受仪器设备分辨率所限,目前的相关研究多集中于宏观尺度的电化学响应分析,较少涉及微纳尺度的阻锈机理分析。因此,基于分子动力学技术,分别建立了阻锈剂与钢筋钝化膜的纳观尺度模型,模拟了醇胺类、羧酸类阻锈剂分子与钢筋钝化膜间的界面交互作用,揭示了原子尺度上的阻锈机理。基于阻锈剂-钝化膜分子动力学模型对其阻锈响应规律进行分析,确定2种有机分子均可有效阻碍氯离子在钢筋钝化膜表面的吸附和点蚀,其中羧酸类阻锈剂的阻锈效率更佳(75.8%)。通过深入探究2种阻锈剂与钢筋钝化膜基体吸附差异,研究发现:高极性的羧基官能团可与钢筋钝化膜表面的羟基发生强烈的静电吸引作用,使得羧酸类分子稳定地吸附在钝化膜表面,氯离子的吸附位点被大量占据,因而阻锈效率较高;而醇胺类分子由于官能团极性较弱,在界面上的吸附作用不显著;同时,分子模拟证明,阻锈剂中的极性官能团还能直接吸引氯离子,这一机制同样抑制了氯离子在钢筋表面的吸附和破坏;此外,电化学试验的结果与分子模拟一致,这表明分子模拟技术可在有机阻锈剂的分子设计与评估中发挥重要作用,继而为钢筋混凝土结构的耐久性设计提供科学依据与技术手段。

摘要：为了解复合胶凝材料体系水化放热特性,以及化学驱动与热力学驱动对复合胶凝材料体系的水化放热影响,研究了不同掺量的粉煤灰/矿粉-水泥二元复合胶凝体系的水化热发展,同时探究了不同早强剂掺量以及不同温度对粉煤灰-水泥二元复合胶凝体系水化放热的影响。结果表明:粉煤灰、矿粉均会降低二元复合胶凝体系水化放热速率,但矿粉活性比粉煤灰高,对水化放热速率以及最终累计放热量影响较小;化学驱动可以显著提高体系水化放热速率,促进早期水化发展,但不改变最终累计放热量;热力学驱动作用效果更显著,可以大幅提高体系放热曲率以及累计放热量。以化学反应速率为判据构建两种驱动的联系能有效地设计混合驱动模式。

摘要：混凝土材料的颗粒堆积密实度对混凝土工作性及强度有着重要影响。利用Fuller曲线及Dinger-Funk紧密堆积理论对超高强混凝土进行配合比设计,研究了紧密堆积状态下胶凝材料的水化过程,探讨了不同配合比下混凝土的密度、工作性及力学性能。结果表明,采用Fuller曲线进行胶凝材料级配优化设计可以降低硅酸盐水泥用量,所设计的混凝土最佳配合比为:P·O 52.5级水泥用量为360 kg/m3,矿物掺合料用量为240 kg/m3,水胶比0.22,砂率40.2%。混凝土1 d强度可达62.7 MPa,28 d抗压强度可达107.9 MPa,与未筛分骨料的混凝土相比,其28 d强度提高了21.2%。

摘要：水泥基材料脆性突出、易开裂是其工程应用亟须解决的关键难题。对水泥基材料各物相的微观脆性进行解析,并建立与其水泥基材料整体脆性之间的联系,是对水泥基材料进行增韧设计的基础和关键。采用微米划痕实验,获得断裂韧性-位移曲线,并联合高分辨扫描电子显微镜分析划痕区域所对应的物相,实现了水泥浆体及其微观物相断裂韧性的定量表征,从而建立了水泥浆体整体脆性与水化硅酸钙凝胶脆性之间的联系。

摘要：对大型桥梁的振动强度进行监测,能够有效提高桥梁安全系数。对桥梁结构的振动强度监测,需要选择合适的信道和网络标识符,对无线节点进行采集等。传统方法需要对桥梁的重要部位进行监测,进而对桥梁的结构状态进行综合评价,但忽略了对无线节点进行采集等,导致监测精度偏低。提出基于无线传感器系统的大型桥梁结构振动强度监测方法。首先确定汇聚节点,汇聚节点可对周围环境进行自动侦测,可根据需要选择合适的信道和网络标识符,对无线节点进行调理和采集、本地存储,并通过无线网络将数据上传到父节点,由父节点继续上传到根节点,然后由根节点继续远程上传到监控中心。仿真结果表明,基于该无线传感器的结构监测系统具有准确度高、操作方便、实时性好、同步开销低等特点,在大型桥梁结构监测及状态评估领域中有广阔的应用前景。