摘要：环氧树脂材料固化后脆性大、韧性差,表面容易发生老化、龟裂、剥落等问题,难以保护混凝土应对海工环境等复杂的工况。设计、制备了不同体系的聚氨酯/环氧树脂(PU/EP)复合材料,以PU/EP复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击韧性作为评价指标进行了正交实验,结合响应面分析法确定了PU/EP复合材料的最佳制备配方为:PU预聚体原材料n(OH-)∶n(NCO-)的摩尔比(Molar ratio of n(OH-)∶n(NCO-),R)为1、PU掺量为15wt%、制备温度为80℃。研究结果表明:聚氨酯(PU)和EP交联效果良好,PU/EP复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击韧性较纯环氧树脂分别提高37.61%、52.21%、47.07%。随着PU掺量的增加,材料中柔性长链段的比例增大,形成二级网络的区域增大,分子间的配位作用以及软连段的增加极大提高了材料的力学性能,并且PU/EP复合材料的硬度和弹性模量有一定程度的降低。

摘要：将钢筋混凝土的方形结构箍筋改变为六肋结构、星形结构,设计制备出拥有负泊松比效应的钢筋混凝土梁。通过三点弯曲试验和落锤冲击试验数值模拟分析混凝土的抗弯性能,同时通过数字散斑相关方法分析其变形行为以及泊松比。结果表明:六肋结构和星形结构的箍筋能够提高混凝土的抗弯承载力,延缓其裂缝开展,提高其能量吸收率与弯曲韧性,星形箍筋的钢筋混凝土抗弯承载力和弯曲韧性系数分别可达22.6 kN及3.86 MPa;随箍筋结构中内凹角数量的增加,混凝土的抗弯性能增强,泊松比反而减小,且星形箍筋的钢筋混凝土甚至出现了负泊松比的现象,泊松比最小可达-0.03。

摘要：采用圆锅造粒法,通过对微胶囊工艺与配方参数进行设计和优化,制备了以粘土固化剂、膨润土、MgO膨胀剂和微晶纤维素为芯材,以乙基纤维素(EC)为壁材的微胶囊,采用正交试验探索了微胶囊芯材组分对自修复微胶囊/水泥基复合材料自修复效果的影响并确定了微胶囊芯材的最佳组成为:粘土固化剂为10wt%、MgO膨胀剂为35wt%、微晶纤维素为6wt%,膨润土为49wt%。研究结果表明,随着微胶囊掺量的增加,自修复水泥基材料的抗压强度降低,当微胶囊掺量(占水泥质量)为3%时,自修复微胶囊/水泥基复合材料的抗压强度相较于空白组仅下降了4%且具有较高的强度恢复率为103.8%。通过数字散斑相关方法(DSCM)对加载过程中的自修复微胶囊/水泥基复合材料的变形行为进行了追踪测试。从应力-应变曲线、应变场分布、灰度相关系数特征值(S_(tc))和应变特征值(S_(ts))之间的变化规律,得出自修复微胶囊/水泥基复合材料的自修复机制,基于微胶囊破裂时产生了与水泥基同源物质钙钒石(AFt)和Mg(OH)_(2)对裂纹进行填补,限制裂纹发展,达到修复裂纹的目的。

摘要：在国民经济建设中,由钢筋腐蚀引起的资源、能源消耗巨大,相悖于可持续发展的战略目标,因此海洋工程的发展需着重攻克钢筋腐蚀这一难关。随着海洋经济不断发展以及海洋产业结构的调整升级,海洋涂料行业的技术水平不断提高,环氧树脂作为经济效益双收的防腐涂料之一值得深入研究。目前,针对环氧钢筋耐蚀和抑制锈蚀的研究层出不穷,预测环氧钢筋涂层服役性能的理论计算和数值模拟也成为研究热点,但有关可高度适应海洋环境多因素耦合作用下的防护体系仍需深入、系统地开展相关研究。基于此,本文归纳了目前海工钢筋环氧涂层防护性能的评估体系,并从环氧树脂的基体分子结构、改性功能助剂等方面,围绕“阻”“隔”“愈”“缓”四个角度,综述了海工钢筋环氧涂层的多尺度结构设计与防护性能调控研究进展,总结了目前海工钢筋环氧涂层存在的问题,并对其发展前景进行了展望,对未来海工钢筋环氧涂层的超长寿命防护研究具有指导意义。

摘要：为增强钢筋混凝土的抗高速冲击性能,对钢筋混凝土的内部骨架进行负泊松比设计,得到两种内凹角数量不同的六肋及星型钢筋混凝土。利用霍普金森压杆试验对不同类型的钢筋混凝土进行抗高速冲击性能测试,并结合数字散斑相关方法对其场变化及微观泊松比进行分析,得到内凹角数量对钢筋混凝土破坏形态、承载力及耗能能力的影响规律和机理。结果表明:六肋和星型钢筋混凝土在抗高速冲击作用下出现了负泊松比,分别为-0.50和-1.00;从应变场来看,六肋和星型钢筋混凝土的最大应变均出现在内凹角附近,且以内凹角为中心向四周逐渐减小;随着钢筋结构内凹角数量的增加,钢筋混凝土的变形能力和能量耗散能力显著增强。单位体积内六肋和星型钢筋混凝土的耗能分别为1.76×10^(5)和1.86×10^(5) J/m^(3),是方形钢筋混凝土的1.17倍和1.23倍,表明负泊松比钢筋混凝土的耗能能力随钢筋内凹角数量的增多而增强。