- 韩松;崔叶富;郑玉飞;安明喆;余自若;
随着工程对混凝土强度和耐久性要求的提高,混凝土材料的水胶比不断降低。低水胶比条件下,水泥基材料的力学性能、胶凝材料水化程度及孔结构特征变化规律可能出现新的特点。设计水胶比为0.13~0.21的低水胶比水泥浆体,采用标准养护和高温蒸养两种养护制度,研究了硬化浆体力学性能、水化程度和水化产物微结构变化规律。结果表明:低水胶比条件下,水泥硬化浆体的抗折强度随水胶比降低持续提升,抗压强度先提升后下降;存在极限水胶比使胶凝材料体系强度达到最高,极限水胶比取决于硬化浆体的孔隙变化规律,也受到养护温度的影响;水胶比高于0.15时,水泥水化程度与水胶比呈现严格线性;降低水胶比可有效细化毛细孔,降低硬化浆体的孔隙率;但极低的水胶比和高温蒸养会使大孔出现粗化。低水胶比条件下,硬化浆体的孔结构决定其力学性能,水泥的水化程度只起到辅助作用。
2019年02期 v.47;No.359 153-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 2670K] [下载次数:812 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:17 ] |[阅读次数:146 ] - 邓方茜;徐礼华;池寅;王力;
混杂纤维混凝土是典型的多相多层次非均质复合材料,在弹性阶段其宏观尺度力学行为由细观、微观乃至纳观组成与结构决定。为探究材料微细观结构对宏观尺度力学性能的影响,在微细观力学框架下,基于Mori-Tanaka法和三相模型,建立了考虑界面作用的钢-聚丙烯混杂纤维混凝土弹性模量的多尺度均匀化理论模型,在经过试验结果验证的基础上,进行了影响因素拓展分析。结果表明:钢纤维的掺入提高了混凝土弹性模量,其提高幅度随钢纤维体积掺量的增大而增大,而聚丙烯纤维的掺入对弹性模量的影响不大;混杂纤维混凝土弹性模量随纤维界面弹性模量的增大而增大,且纤维掺量越大其增大幅度越大;增大钢纤维和聚丙烯纤维界面厚度均会减小其弹性模量;骨料体积分数是影响整体弹性模量的主要因素,表现在骨料所占体积越大,材料整体弹性模量也越大。
2019年02期 v.47;No.359 161-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2288K] [下载次数:1220 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:26 ] |[阅读次数:114 ] - 曹丰泽;阎培渝;
观察了不同水胶比内掺氧化镁膨胀剂补偿收缩砂浆在不同养护制度下(水中养护与密封养护)的自由膨胀率,并结合浆体孔隙率以及显微形貌观察,分析了在较长龄期中不同水胶比条件下的氧化镁膨胀剂的补偿收缩特性。采用XRD-Rietveld法测定不同水胶比条件下氧化镁膨胀剂的反应程度。结果表明:氧化镁膨胀剂发挥作用的最适宜水胶比为0.4,过高或过低都会降低补偿收缩砂浆的膨胀效果。密封条件会使其膨胀效应更早停止。低水胶比使浆体中缺水,因而MgO水化程度较低,同时使浆体结构致密,进而降低补偿收缩砂浆的膨胀量。高水胶比使得浆体内水分供给充足,MgO较快反应完全,进而使得补偿收缩砂浆的膨胀停止较早。
2019年02期 v.47;No.359 171-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K] [下载次数:952 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:40 ] |[阅读次数:97 ] - 张光华;王爽;张策;崔鸿跃;
针对含泥量对水泥浆体的负面影响,以三甲胺(或三乙胺)与1, 3-二溴丙烷作为反应物,通过季铵化反应制备出短链双子季铵盐抗泥剂(三甲胺型标记为G-KN1,三乙胺型标记为G-KN2),将其与聚羧酸盐减水剂RS-1复配以增强水泥浆体的抗泥效果。抗泥剂G-KN1和G-KN2的分子结构采用FT-IR和1H NMR进行测定。抗泥剂和减水剂复配体系的抗泥效果通过测定水泥净浆流动度进行评价。同时,综合运用X射线衍射和总有机碳(TOC)表征手段,考察了抗泥剂和减水剂复配体系对水泥分散和吸附性能的影响。结果表明,当蒙脱土的含量为2%或3%时,G-KN1和G-KN2的加入均可明显提高水泥的净浆流动度,并能保持良好的稳定性,且G-KN2表现出更优异的抗泥性能。
2019年02期 v.47;No.359 178-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 919K] [下载次数:468 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:22 ] |[阅读次数:89 ] - 张林松;左晓宝;汤玉娟;李向南;马强;
利用Fick定律及质量守恒定律,并结合钙的固液平衡方程和氯离子吸附结合模型,建立了水泥净浆中氯离子和钙离子的耦合传输模型。通过与已有文献中氯盐-溶蚀耦合腐蚀实验的实测结果进行对比分析,验证了耦合传输模型的合理性,并在此基础上,以氯盐-溶蚀耦合作用下水泥净浆薄板试件为例,利用验证后的模型,计算分析了薄板试件孔溶液中钙离子浓度、自由氯离子含量及孔隙率的时空分布规律。结果表明,试件孔隙率及氯离子传输速率均随着氢氧化钙的溶出而增加,且氯盐-钙溶蚀耦合作用下试件中自由氯离子含量显著高于单一氯盐侵蚀,故钙溶蚀加快了氯离子在水泥净浆内的扩散传输速率。
2019年02期 v.47;No.359 184-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 1225K] [下载次数:731 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:16 ] |[阅读次数:108 ] - 张朝阳;孔祥明;
硬化水泥浆体(HCP)的孔结构是影响混凝土耐久性的决定性因素,也是影响水泥基材料力学强度、收缩和开裂的关键因素之一。聚合物乳液常用做水泥基材料添加剂以提高其抗拉、抗折强度和韧性等。环境温度变化会影响聚合物相在硬化水泥浆中的成膜状态,进而影响聚合物改性硬化水泥浆孔结构。制备了玻璃化温度分别为–5℃(L1)和53℃(L2)的两种聚合物乳液,使用氮气吸附法、X射线衍射和扫描电子显微镜等手段研究了65℃和90℃高温热处理对两种聚合物改性硬化水泥浆孔结构的影响。结果表明,常温养护后,非成膜型聚合物(L2)的掺入会略增加硬化水泥浆的总孔体积,成膜型聚合物(L1)的掺入则会大幅降低硬化水泥浆的孔体积。此外,成膜型聚合物(L1)对水化过程中钙矾石(AFt)向单硫型水化硫铝酸钙(AFm)的转化过程起到抑制作用,以至于养护至28d及90d的净浆中仍有明显的AFt结晶相存在。65℃和90℃的热处理会导致硬化水泥浆失水或水化产物的分解,从而增加空白组水泥浆和成膜型聚合物改性水泥浆的总孔体积。对于非成膜型聚合物改性水泥浆,由于高温热处理过程中聚合物颗粒的融合成膜,导致其总孔体积在热处理后大幅降低。
2019年02期 v.47;No.359 192-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 16614K] [下载次数:356 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:114 ] - 李慧群;姚燕;王子明;
采用不同分子量(500、1 200、2 400 g/mol)的异戊烯基聚氧乙烯醚(IPEG)大单体与丙烯酸在水溶液中经自由基聚合,得到不同分子结构的聚羧酸超塑化剂样品。测定了聚羧酸样品的分子量及分子量分布和聚羧酸超塑化剂分子的单体序列结构(AAA、AAE、EAE,其中A为丙烯酸,E为IPEG大单体),计算得到了不同样品中3种单体序列结构的比例组成,并测定了不同单体序列结构的聚羧酸分子在水泥颗粒上的吸附量和分散性能。结果表明,分子量为2 400 g/mol的IPEG制备的聚羧酸超塑化剂样品含有更多的AAA序列结构,分子量分布窄、在水泥颗粒上的吸附速率慢、吸附量低,对水泥颗粒有较佳的分散和分散保持能力。
2019年02期 v.47;No.359 201-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K] [下载次数:248 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:111 ] - 姚燕;王宏霞;刁桂芝;刘光华;
在不同养护温度条件下,采用X射线衍射、微量热分析、扫描电子显微镜等研究了硝酸钙对铝酸盐水泥强度及水化性能的影响。结果表明:硝酸钙(CN)能延缓铝酸盐水泥的水化进程,在20℃其延缓程度随CN掺量提高,呈现先增大后降低。其中10%CN延缓程度最显著。在50℃其延缓程度随CN掺量提高而增大。在硝酸钙存在下,铝酸盐水泥会优先形成Gibbs自由能更低的硝酸盐钙钒石相(NO_3-AFm和NO_3-AFt),从而抑制铝酸盐水泥的相转变。CN的掺量和养护温度显著影响硝酸盐型钙钒石的形成和演变。硝酸钙大幅提高了50℃养护条件下铝酸盐水泥的抗压强度。硝酸钙的最佳掺量为10%,此时50℃养护条件下铝酸盐水泥的28 d抗压强度达到66.8 MPa,而未掺CN的铝酸盐水泥抗压强度仅为28.7 MPa。
2019年02期 v.47;No.359 207-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 7162K] [下载次数:625 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:20 ] |[阅读次数:115 ] - 马林建;陈欣星;赵跃堂;刘基程;
全珊瑚混凝土由珊瑚粗骨料、珊瑚砂细骨料、水泥、减水剂和海水拌合而成。为研究加载上限应力水平和频率对全珊瑚混凝土疲劳寿命和疲劳变形的影响,利用MTS电液伺服疲劳试验机对100 mm×100 mm×100 mm立方体试块进行单轴抗压疲劳试验,得到了上限应力-疲劳寿命S-N曲线方程、循环应力-应变曲线及残余应变-循环次数曲线。结果表明:珊瑚混凝土的疲劳极限为0.652,疲劳寿命要高于普通混凝土和轻集料混凝土,且受加载频率影响较普通混凝土更为显著。疲劳极限残余应变随着上限应力和频率的提高而略有增加,稳态变形速率随上限应力的提高或频率的降低逐渐增大。疲劳三阶段变形中,稳态阶段对数应变率与对数疲劳寿命呈现较好的线性相关性。珊瑚混凝土的疲劳破坏模式主要为劈裂破坏,破裂面往往贯穿珊瑚骨料。
2019年02期 v.47;No.359 214-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 9005K] [下载次数:533 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:19 ] |[阅读次数:113 ] - 宋强;胡亚茹;王倩;徐德龙;陈延信;
研究了不同温度煅烧MgO(MO)与硅灰(SF)混合物的流动性、抗压强度和pH值。借助X射线衍射、热重分析、Fourier红外光谱和固态核磁共振等测试手段分析了不同养护温度对MO-SF浆体水化产物和水化硅酸镁(MgO-SiO_2-H_2O, M-S-H)结构的影响。结果表明:随着煅烧温度增加,MO衍射强度增加,峰宽变窄,晶粒尺寸增加,活性降低。低活性MO制备的MO-SF混合物净浆和砂浆流动性更高,最大抗压强度出现时间越晚。提高养护温度有助于MO水化。28 d时,养护温度提高到50℃能加速M-S-H的形成,但80℃养护抑制了Mg(OH)_2水解和M-S-H的形成。高温养护有助于M-S-H硅氧四面体聚合程度提高。50℃是形成M-S-H较为适宜的养护温度。
2019年02期 v.47;No.359 220-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 1208K] [下载次数:523 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:19 ] |[阅读次数:123 ] - 丁聪;郭丽萍;陈波;邓忠华;黄国钢;罗德谟;
采用疏水二氧化硅涂层与纳米石墨涂层两种方案对高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维表面进行改性,并使用接触角测量仪、原子力显微镜及Fourier红外光谱仪对处理后的纤维表面进行表征,研究了高强高模PVA纤维的耐碱性及单丝拔出时的微观力学界面参数。结果表明:经过处理后PVA纤维表面粗糙度增加,由亲水状态成功转变为疏水状态,接触角均大于130°;PVA纤维耐碱性良好,碱浸泡后拉伸强度保持率大于95%;经过表面修饰后PVA纤维的化学粘结力大幅降低。纳米石墨涂层可以很好地调控纤维与水泥基体的界面,使纤维从水泥基体中被完整拔出。
2019年02期 v.47;No.359 228-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 3484K] [下载次数:667 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:15 ] |[阅读次数:115 ] - 司先锋;马壮;高丽红;王富耻;朱时珍;刘玲;柳彦博;
采用等离子喷涂技术制备Al_2O_3-SiO_2涂层,研究不同喷涂参数下颗粒熔融状态、微观结构、物相组成对涂层光学反射率的影响规律。结果表明:随着等离子喷涂功率的增加,颗粒熔融状态逐渐变得更加充分,Al_2O_3-SiO_2涂层中SiO_2部分由晶态向非晶态转变,部分Al_2O_3和SiO_2固相反应生成了Al_6Si_2O_(13),新相的产生将使得整个涂层材料体系的相组成更加复杂丰富,相界面增多,有利于涂层光学性能的提高。此外,在涂层的内部,层状结构的形成和孔隙率的增加均有益于涂层光学性能的提高。因此,粉末的熔融状态、涂层的微观结构和物相组成的优化对提高Al_2O_3-SiO_2涂层的光学性能提供了可能。
2019年02期 v.47;No.359 236-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 4736K] [下载次数:285 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:6 ] |[阅读次数:96 ] - 王轩;梁波;邸庆银;赵洪力;杨静凯;
采用气溶胶辅助化学气相沉积法(AACVD)在玻璃衬底上沉积F掺杂SnO_2(FTO)薄膜,研究了前驱液中不同F/Sn摩尔比制备的FTO薄膜的结构、表面形貌、光学、电学及光致发光性能。结果表明:所制备FTO薄膜均为(200)面择优取向的多晶四方金红石相结构;前驱液中F/Sn摩尔比的增加,会导致(110)面的衍射峰强度增加,薄膜表面堆积颗粒形状发生变化,薄膜样品光学透过率提升;当F/Sn摩尔比=40%时,FTO薄膜具有最大的载流子浓度1.031×10~(21) cm~(–3)以及最小的电阻率3.42×10~(–4)?·cm,这可归结为适量F的存在产生不同的缺陷影响。(200)面择优取向FTO薄膜光致发光谱可用于表征不同缺陷形式的跃迁。
2019年02期 v.47;No.359 243-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 1815K] [下载次数:233 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:11 ] |[阅读次数:110 ] - 江丽;戴世勋;刘永兴;王训四;楼慈波;
采用改进的挤压法制备了两种不同直径的多模As_2S_3硫系光纤,测量了光纤的损耗;采用自行搭建的光纤弯曲强度机械测量装置研究了光纤的弯曲特性,测量了不同弯曲半径下光纤的红外透过光谱,分析了在4.7mm波长下弯曲损耗与弯曲半径及光纤直径之间的关系。结果表明:拉制的直径为170mm和250mm的As_2S_3光纤最低损耗分别为1.01 dB/m和1.35 dB/m,其平均弯曲强度分别为224.9 MPa和172.4 MPa。光纤红外透过率随弯曲半径减小而呈现逐步下降的趋势,当两种光纤分别弯曲到半径为10 mm和30 mm左右时损耗急剧增加,弯曲半径的断裂极限分别为8.08 mm和22.62 mm。
2019年02期 v.47;No.359 250-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 3475K] [下载次数:207 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:6 ] |[阅读次数:108 ] - 林燕喃;林城;陈含德;逄舒淇;张腾;
研究了硅锂摩尔比对二硅酸锂体系玻璃的结构与性能的影响,并在具有最佳性能的组分基础上,探究成核处理对玻璃的结构与力学性能的影响规律。结果表明:硅锂摩尔比n(SiO_2):n(Li_2O)从2.0增加到2.4,玻璃的结构和热性能及力学性能发生显著变化。其中,n(SiO_2):n(Li_2O)为2.2的组分最易析晶,具有最佳的力学性能[玻璃陶瓷三点弯曲强度(404±30) MPa]。同时研究了成核温度、时间对玻璃结构与力学性能的影响规律。n(SiO_2):n(Li_2O)为2.2的组分经优化晶化工艺处理后,一次热处理的主晶相为偏硅酸锂,二次热处理的主晶相为二硅酸锂,断裂韧性为3.58 MPa·m~(–1/2)。
2019年02期 v.47;No.359 255-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 2149K] [下载次数:343 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:8 ] |[阅读次数:91 ] - 陈振;顾少轩;陶海征;唐博博;何蓉;赵仲勋;梁立新;徐华峰;
玻璃动力学强弱性指数m值的主要评测方法有两种:通过玻璃转变温度附近黏温关系测试直接获得mvis值;基于量热分析,根据不同升温速率获得假想温度,并假定玻璃转变温度范围内假想温度Tf符合Arrhenius关系,通过理论推导间接获得mDSC值。由于玻璃转变温度范围内假想温度Tf和黏度的关系实际上并非严格遵循Arrhenius关系,因此mDSC和mvis之间存在偏差。以系列商用硫系玻璃为例,通过两种评测方法比较,建立了通过mDSC推算mvis的经验公式,实现了准确、快速的评测硫系玻璃动力学强弱性。
2019年02期 v.47;No.359 260-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 727K] [下载次数:125 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:114 ] - 魏荣妃;陈尾平;彭秀莎;史亚飞;田祥岭;胡芳芳;孙心瑗;郭海;
采用高温熔融法和热处理制备了Tb~(3+)掺杂含Gd_(4.67)(SiO_4)_3O纳米晶的透明微晶玻璃。系统研究了玻璃的微观结构以及荧光和闪烁发光性能。结果表明:Gd_(4.67)(SiO_4)_3O纳米晶尺寸为30 nm左右,在可见区域有高透过率;随着热处理的进行,微晶玻璃的荧光和闪烁发光强度都明显增强,这是因为Tb~(3+)进入到低声子能的Gd_(4.67)(SiO_4)_3O纳米晶中,有效降低Tb~(3+)的无辐射弛豫几率,从而增强Tb~(3+)的发光;在相同厚度相同测试条件下,微晶玻璃的闪烁发光强度是商用Bi_4Ge_3O_(12)闪烁体的38%;此外,该微晶玻璃密度可达4.9 g/cm~3。
2019年02期 v.47;No.359 265-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 3158K] [下载次数:239 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:90 ] - 肖童金;何洪途;余家欣;张亚锋;
在摩擦磨损实验机上,采用SiO_2球作为对磨副,研究了载荷对普通潮湿大气下浮法钠钙玻璃摩擦磨损性能的影响规律与作用机理。结果表明:随着载荷从1 N逐渐增大到3 N,浮法钠钙玻璃空气面和锡面的磨损量均逐渐增大,但在相同的载荷下,浮法钠钙玻璃锡面的磨损量均大于空气面的磨损量;尽管浮法空气面与锡面的纳米力学性能无明显差异,但浮法钠钙玻璃锡面Sn~(2+)诱导的摩擦化学反应会加剧玻璃表面的化学磨损。
2019年02期 v.47;No.359 270-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K] [下载次数:162 ] |[网刊下载次数:63 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:89 ] - 彭寿;陈淑勇;马立云;陶天训;金良茂;
采用Glass Furnace Model软件,数值模拟分析了卡脖宽度对浮法玻璃熔窑能耗、玻璃液流动与温度分布的影响,以及熔窑熔化因子、澄清因子、均化因子等质量指标的变化规律。550t/d案例浮法熔窑模拟分析结果表明,卡脖由设计宽度4.0 m减小为2.5 m时,可提高熔化区、澄清区玻璃液温度10℃以上,实现熔窑单耗降低3%,熔化、澄清质量提高10%。因此,卡脖宽度的优化设计,是提高玻璃熔窑热效率、实现节能减排的有效手段。
2019年02期 v.47;No.359 279-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 923K] [下载次数:244 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:8 ] |[阅读次数:147 ] - 贺薪瑜;管泽浩;王晓智;王振行;郇宇;
利用固相法制备了K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3(KNN)–x BiMg_(0.5)Ti_(0.5)O_3电介质陶瓷,研究了BiMg_(0.5)Ti_(0.5)O_3对KNN基陶瓷储能性质的影响。结果表明,当x<0.1时,BiMg_(0.5)Ti_(0.5)O_3可完全固溶进入晶格,并且随着掺杂量的增加,晶体结构逐步由正交相变成厭立方相,晶粒尺寸降低,致密度提高,因此陶瓷的储能密度和储能效率逐步增加,在x=0.1时,获得最佳储能性能:击穿场强约195 kV/cm,储能密度约1.25 J/cm~3,储能效率约85.3%。
2019年02期 v.47;No.359 288-292页 [查看摘要][在线阅读][下载 8211K] [下载次数:351 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:139 ]