Cryogenic Designing of Biocompatible Blends of Polyvinyl alcohol and Starch with Macroporous Architecture

The present paper discusses synthesis, characterization, and blood compatibility studies of macroporous cryogels of PVA and starch. Biocompatible spongy porous hydrogels of polyvinyl alcohol–starch have been synthesized by repeated freezing–thawing methods and characterized by Infra red (FTIR) and environmental scanning electron microscopy (ESEM) techniques, respectively, to gain insights for structural and morphological features. The FTIR analysis of prepared cryogels indicated that starch was introduced into the network of cryogel possibly via formation of hydrogen bonds between the PVA and starch clusters. The “cryogels” were evaluated for their water uptake potentials and influence of various factors such as chemical architecture of the spongy hydrogels, pH and temperature of the swelling bath were investigated on the degree of water sorption by the cryogels. The hydrogels were also swollen in salt solutions and various simulated biological fluids. The biocompatibility of the prepared cryogels was judged by in vitro methods of blood–clot formation viz. percent haemolysis and protein (BSA) adsorption. The cryogels were also studied for their pores morphology and percent porosity and the effect of chemical composition on the extent of porosity was also investigated.     

丙烯酸盐喷膜防水材料在酸碱浸润和冻融循环条件下的耐久性试验分析

丙烯酸盐喷膜防水材料在酸碱溶液浸润和冻融条件下的耐久性能是该类材料在工程应用中较难回避的实际问题,论文采用酸性介质(0.2%的H2SO4溶液)和碱性介质(0.1%NaOH+饱和Ca(OH)2溶液)对该材料进行饱和浸泡并进行冻融循环后,研究了该材料的吸水性、断裂拉伸强度和拉断伸长率的变化规律。试验结果表明:喷膜防水材料在侵蚀-冻融循环作用下,其拉断伸长率和断裂拉伸强度显著降低,且酸性介质对材料拉伸性能的影响较大;材料耐低温冰冻能力较强,耐高温能力较差。反映出丙烯酸盐喷膜防水材料在低温冰冻和碱性介质中耐久性较好,不建议在高温和酸性介质条件下使用。     

冻融循环作用下再生混凝土砖砌体通缝受剪试验研究

本文报导了对冻融循环作用下96个再生混凝土砖砌体抗剪试件进行的沿通缝抗剪试验。研究涉及冻融循环对再生混凝土砖砌体抗剪力学性能的影响,对比分析不同胶结材料试件的破坏形态及其抗剪强度,揭示冻融损伤对再生混凝土砖砌体抗剪强度的影响规律,并从微观角度探讨砂浆孔隙变化对砖砌体抗剪承载力的影响,建立再生混凝土砖砌体抗剪强度冻融损伤衰减模型。结果表明:砖砌体抗剪强度受冻融环境影响非常明显,其抗剪强度随冻融循环次数的增加而降低,降低的速度呈现出先慢后快的趋势;粉煤灰的加入有助于改善冻融环境下砖砌体的抗剪能力;对于石灰砂浆抗剪试件,初期的抗剪能力及冻融后的抗剪能力均下降;建立了考虑冻融损伤影响的砖砌体抗剪强度衰减模型,试验数据与计算结果吻合较好。     

冻融循环周次对陶粒混凝土动态力学性能影响的实验研究

为了研究冻融循环周次对陶粒混凝土动态力学性能的影响, 对含有页岩陶粒体积分数为0%、15%、30%、45%的陶粒混凝土试样分别进行0、10、20、30和40次的冻融循环后SHPB动态压缩实验. 实验表明: 陶粒混凝土的动态力学性能随着冻融循环周次增加而弱化, 动态压缩强度随着应变率的增加而增大, 并给出了冻融循环周次对陶粒混凝土动态压缩强度的变化规律.     

冻融和循环载荷作用下对饱和砂岩损伤机理的研究

为研究寒冷地区饱和砂岩的冻融损伤机理,采用DMA450伺服压机,在静载100N、动载80N、波动频率5~200Hz、温度-40~40℃的条件下,进行了饱和砂岩在不同频率正弦波单轴载荷作用下杨氏模量随温度变化的实验研究,获得滞(粘)弹性的弛豫衰减,以及有衰减引起的砂岩样品微结构变化情况。结果表明:饱和砂岩的杨氏模量和弹性波速度随温度升高而降低,随频率提高而增大;-40~20℃温度范围是冻融损伤最严重的区域。同时,在三种低频条件下(1.6Hz、2.8Hz和5.0Hz)用共振法在0℃获得相变衰减峰,反映了饱和砂岩的冻胀融缩效应,其产生的应力导致了饱和砂岩的损伤。从机理来看,前者是微观缺陷的演变,长期积累会导致破坏;后者是一种物理风化作用造成的宏观损伤。本文结果可为研究寒冷地区饱和岩石冻融损伤的机理及规律提供一定的参考。     

表层嵌贴CFRP板条-混凝土界面粘结应力模型的试验与理论研究

为研究寒冷地区饱和砂岩的冻融损伤机理,采用DMA450伺服压机,在静载100N、动载80N、波动频率5～200Hz、温度-40～40℃的条件下,进行了饱和砂岩在不同频率正弦波单轴载荷作用下杨氏模量随温度变化的实验研究,获得滞(粘)弹性的弛豫衰减,以及有衰减引起的砂岩样品微结构变化情况。结果表明：饱和砂岩的杨氏模量和弹性波速度随温度升高而降低,随频率提高而增大; -40～20℃温度范围是冻融损伤最严重的区域。同时,在三种低频条件下(1.6Hz、2.8Hz和5.0Hz)用共振法在0℃获得相变衰减峰,反映了饱和砂岩的冻胀融缩效应,其产生的应力导致了饱和砂岩的损伤。从机理来看,前者是微观缺陷的演变,长期积累会导致破坏;后者是一种物理风化作用造成的宏观损伤。本文结果可为研究寒冷地区饱和岩石冻融损伤的机理及规律提供一定的参考。     

BEHAVIOR OF AIR-ENTRAINED CONCRETE AFTER FREEZE-THAW CYCLES

The experimental study of air-entrained concrete specimens subjected to different cycles of freeze-thaw was completed. The dynamic modulus of elasticity, weight loss, the cubic compressive strength, compressive strength, tensile strength and cleavage strength of air-entrained concrete were measured after 0, 100, 200, 300, 400 cycles of freeze-thaw. The experimental results showed that the dynamic modulus of elasticity and strength decreased as the freeze-thaw was repeated. The influences of freeze-thaw cycles on the mechanical properties, the dynamic modulus of elasticity and weight loss were analyzed according to the experimental results. It can serve as a reference for the maintenance, design and the life prediction of dams, hydraulic structures, offshore structures, concrete roads and bridges in northern cold regions.     

水分及冻融循环对红砂岩物理力学特性的影响

将干燥红砂岩进行饱水及开放系统下的冻融循环实验,并对干燥、饱水及经历一定冻融次数后的试样进行单轴压缩实验,系统地研究了红砂岩的遇水软化性及冻融损伤劣化特性,分析了岩石的弹性模量、强度、应力-应变关系的变化规律。结果表明：在水分的作用下,红砂岩的弹性模量及强度显著降低,且强度受水分影响引起的损伤较弹性模量大;水分及软弱结构面的存在促进了岩石的冻融损伤劣化,并伴随着岩石延脆性性质的改变,最终在冻融循环的作用下完全崩解;在寒区岩体工程设计和施工过程中,必须考虑水分和温度对工程稳定性的影响,采取加强防排水及隔热保温技术等综合防治措施减少冻融灾害。     

盐浓度及磷脂分子结构对多组分带电膜弯曲刚性的影响

磷脂膜弯曲刚性模量很难直接测量, 本实验用循环冻融法制备尺寸大小与膜弯曲刚性相关的熵稳定单层囊泡. 粒度仪测量发现, 囊泡尺寸随盐浓度增加呈现先剧烈减小然后缓慢增加的分段变化规律. 但当组分中含有头部带电同时尾链带有不饱和键的二油酰磷脂酰甘油酯时, 囊泡尺寸却在较大的盐浓度范围内不出现回升. 囊泡膜的负Zeta-电势绝对值均表现为先急剧减小然后趋于平稳的变化规律, 数值大小只与带电组分的含量有关. 而对直接水合法制备的多层囊泡的统计发现, 囊泡尺寸随盐浓度增加急剧减小, 随后趋于稳定值, 均不随分子组合变化而回升. 结果表明在不同的盐浓度范围里, 主导磷脂膜弯曲刚性模量的因素不同. 低盐浓度的体系, 静电屏蔽效应为主导因素; 高盐浓度的体系, 膜双电层中反离子的分布起主导作用. 磷脂分子头部与尾部的不同结构组合会影响膜双电层, 使膜的弯曲刚性不同. 多层囊泡体系中, 高盐浓度下膜的热涨落掩盖了分子结构及双电层分布差异对膜弯曲刚性的影响.     

冻融环境下混凝土损伤劣化机制的力学试验研究

通过对自然状态以及饱水状态下的混凝土试样分别进行冻融循环试验,并在不同冻融循环次数后对混凝土试样进行单轴压缩强度测定,研究了材料弹性模量、抗压强度、应力应变关系等力学特性的变化规律,以此分析了在冻融环境下混凝土材料的损伤劣化机制。结果表明:混凝土冻融损伤劣化模式具有多样性,随着冻融循环次数的增加,混凝土试样逐渐呈现出颗粒脱落、微裂纹萌生扩展、剥蚀和块落等多种形式相结合的损伤劣化模式;而试样弹性模量及强度明显减小,且强度受水影响非常显著。该研究从试验角度解释了在冻融环境下混凝土力学性能的变化规律,为寒区重大工程冻融灾变预测、防治提供了较可靠的试验与理论依据。