项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

高嵩

项目受资助机构

青岛理工大学

立项年度

2019

立项时间

未公开

项目编号

51978353

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

60.00万元

学科

工程与材料科学-建筑与土木工程-工程材料

学科代码

E-E08-E0805

基金类别

面上项目

关键词

再生骨料强化 ; 再生混凝土 ; 离子传输机制 ; 多重界面区 ; 分形维数 ;

参与者

朱亚光；米龙飞；熊传胜；胡晓霞；刘海宝；侯双明；宋丽娜

参与机构AI

青岛理工大学

项目标书摘要：再生混凝土具有新旧水泥浆体界面和骨料—浆体界面构成多重薄弱界面区，严重影响再生混凝土力学和耐久性能。再生混凝土多重界面区的结构极其混沌复杂，具有高度不确定性，很难采用传统的欧式几何维数来准确描述。本项目引入分形维数和逾渗模型等非线性科学方法，量化分析多种因素对再生混凝土多重界面区性能的影响作用。利用数字图像技术对界面区结构进行界定与描述，将界面区微观结构与再生混凝土宏观性能建立明确的函数关系；利用逾渗模型建立考虑再生混凝土多重薄弱界面结构的离子传输数学模型，研究相应的表征方法，揭示复杂界面结构对离子介质传输的影响机理；将微生物沉积和硅基纳米微粉浆用于强化再生骨料，建立以分形维数为指标的再生骨料强化和多重界面区改善效果的评价机制，为再生骨料和再生混凝土实际生产应用奠定理论基础。研究有益于提升再生混凝土理论研究，推动再生混凝土高品质应用，对于资源保护、环境保护和人类社会可持续发展具有重要意义。

Application Abstract: Multiple interfacial zones between new mortar and old mortar or between recycled aggregate and mortar dangerously influence the mechanical performance and durability of recycled concrete.The highly uncertainties of chaotic and complex structure in multiple interfacial zones are hardly described by classical Euclidean geometric method.Therefore,the complex nonlinear methods including fractal dimension and percolation model are introduced in this proposing project to quantitatively study the factors,which influence the ITZ performance.Subsequently,the multiple ITZ structure is described and discriminated by means of digital image technique,and then the functional relation is installed between multiple ITZ structures and recycled concrete performance.Ionic transport model of multiple interfacial weak zones is established based on percolation model.Therefore,the influences and characterization on ionic transport mechanism by ITZ structures are discovered.Eventually,bacteria precipitation method and Nano-clay slurry are employed to strengthen the recycled aggregate,and an objective evaluation mechanism of aggregate quality and repair result for recycled concrete is established with fractal dimension index,it’s helpful to improve the production and application of recycled aggregate and recycled concrete..The study will enrich the fundamental theory and promote high quality application of recycled concrete,and provide great significance for resource protection,environment protection,and sustainable development.

项目受资助省

山东省

项目结题报告(全文)

再生混凝土具有新旧水泥浆体界面和骨料—浆体界面构成的多重薄弱界面区，严重影响再生混凝土力学和耐久性能。作为典型的非均质复合材料，细观、微观局部应力或腐蚀造成的连续损伤过程是再生混凝土破坏的本质。结构疏松薄弱的多重界面区是腐蚀和微应力破坏的重灾区。以往通过宏观唯象分析方法虽然可以得到与实验结果相贴合的结论，但仅能反应特定条件下的材料破坏特性，对内在破坏机理不能准确描述。因此，考虑到再生混凝土非均匀性，本项目引入分形维数和逾渗模型等非线性科学方法，量化分析多种因素对再生混凝土多重界面区性能的影响作用。借助显微观测手段和数字图像技术对界面区结构进行界定与描述，通过相应的表征方法对比评价参数特征。利用逾渗理论对界面区微观结构与再生混凝土宏观性能的相关性进行研究；建立再生混凝土内部的离子传输模型，揭示复杂界面结构对离子介质传输的影响机理；采用微生物沉积和硅基纳米微粉、煅烧高岭土等强化手段处理再生骨料和再生混凝土，建立以分形维数为指标的再生骨料强化和多重界面区改善效果的评价机制。.本项目经过四年的研究，完成了计划书中各项任务，超额完成预期的研究成果。本项目共计发表学术论文30篇，其中SCI收录19篇，中文EI和核心收录11篇；撰写并出版2部专著；申报专利9项，已授权发明专利4项，授权实用新型专利1项，进入实审阶段4项；申报并获得软件著作权1项；利用区域异色定位再生混凝土不同类型的界面过渡区，丰富了再生混凝土多重薄弱界面区研究方法，揭示了多重薄弱界面结构对离子介质传输的影响机理。参加了7次本领域内的国际和国内学术会议；培养硕士研究生6名，其中4名研究生获得研究生综合奖学金；研究成果还获得宁夏自治区科学技术进步奖二等奖等7项荣誉。