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国重室泡沫混凝土材料特性及其在岩土工程中的应用研究取得进展

发布时间:2021-06-16 10:51:00
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  泡沫混凝土是一种多功能大宗无机轻质材料,具有轻质、保温、隔热、吸声、隔声、耐火等功能,广泛应用于岩土工程领域。我国目前使用泡沫混凝土总量居全球第一,约在5000万立方米以上,且年均增长率约为15%~20%。

  近十年来,在陈卫忠研究员的带领下,武汉岩土所施工过程力学组谭贤君、赵武胜、田洪铭、伍国军、袁敬强等研究人员,在泡沫混凝土配合比设计方法、物理力学特征、抗震特性、现场施工设备与工艺等方面开展了大量室内试验、理论分析、数值仿真与现场应用方面的研究。分别以干密度和湿密度为控制标准,提出了两种泡沫混凝土配合比设计方法。建立了能同时考虑高径比和密度影响的泡沫混凝土抗压强度和弹性模量预测模型。采用微米CT三维图像重构技术与Simpleware软件相结合的方法,揭示了不同密度泡沫混凝土渗透特征演化规律。此外,针对特殊工况需求,研发了两种新型泡沫混凝土材料:抗冻融泡沫混凝土和高强泡沫混凝土。

  相关研究成果发表出版专著1部,在Tunnelling and Underground Space Technology (Top期刊,IF:4.45)、 Construction and Building Materials(Top期刊,IF:4.419)等国内外知名期刊上发表SCI期刊论文15篇、EI论文6篇;授权/撰写国家发明专利9项;参编国家标准1项、行业/团体标准2项。目前已经在10余项重大工程中得到应用,产生了显著的经济与社会效益。

  研究成果得到国家自然科学基金优秀青年基金项目(批准号:51922104)、中国科学院重点部署项目(批准号:KFZD-SW-423)和中国科学院创新促进会优秀会员等资助。

图1  250kg/m3密度泡沫混凝土破坏形态与变形特征

图2 泡沫混凝土煤矿井下施工设备研发

图3  部分典型工程应用


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