纳米纤维-微粉复合水泥基材料性能与界面结构

将纳米纤维矿物材料及微粉矿物材料应用于水泥基材料中，依据微粒级配模型，设计密实度不同的水泥砂浆，分别为球形颗粒堆积体系和纳米纤维增强堆积两种体系，依据二级界面理论研究两种体系的性能及界面显微结构．研究表明，纳米纤维矿物材料能够改善体系的颗粒级配，增加体系密实度，能够改善界面及硬化浆体内部的显微结构，提高水泥基材料的均匀性，大幅度提高其耐磨硬度和抗弯强度．同时提出了纳米纤维及微粉复合水泥基材料的球形颗粒之间及球形颗粒与纳米纤维之间界面结构的理想模型．     

混合材颗粒级配对水泥强度的影响

研究了矿渣、粉煤灰经细磨处理后对水泥力学性能的影响。矿渣、粉煤灰经细磨处理后均能明显提高其水化活性,在纯熟料水泥中掺50%的细磨矿渣,其28天强度仍超过纯熟料水泥;纯熟料水泥中掺50%细磨粉煤灰,其强度比纯熟料水泥要低,但仍可达到GB1344-92标准425水泥强度要求。     

矿渣颗粒级配对矿渣水泥性能的影响

随着矿渣排放量的急剧增加,环境问题日益凸显,同时出现了许多应用矿渣的新理论、新工艺.然而,大幅度提高水泥中矿渣掺量、相应降低水泥熟料含量,必然引起水泥性能的变化.必须通过试验验证配合比的合理性、安全性.本文主要用灰色关联分析方法研究了矿渣微粉颗粒级配对新型矿渣水泥强度的影响,新型矿渣水泥的矿渣掺量最高达到了70%.研究表明,矿渣粉的区间粒度分布与新型矿渣水泥强度的关联度有如下规律:对水泥的3 d早期强度贡献最大的是0～10 μm内的矿渣微粉,而对28 d强度贡献最大的是10～20μm的矿渣微粉.因此,通过改进粉磨工艺及矿渣微粉的颗粒组成,可以提高新型矿渣水泥的强度.     

PA6短纤维对水泥基材料塑性开裂的影响及其工程应用

采用PA6短纤维在不同掺量情况下对水泥基材料抗塑性干缩开裂性能的影响进行了研究 ,并与Nycon纤维进行对比。结果表明PA6短纤维可明显提高水泥基材料的抗塑性干缩开裂性能 ,其效果可达到国外同类产品水平 ,且在实际工程中应用效果较好     

水泥基材料微结构的反复压汞法表征

为了获得水泥基材料真实的微结构特征,采用反复压汞法来消除墨水瓶效应的影响.针对不同的工况,研究了水泥细度对水泥石微结构的影响.实验结果表明:由具有不同细度水泥制成的水泥石在第1次进汞时,其压汞曲线上均存在与毛细孔和凝胶孔相对应的2个峰值.反复压汞时,毛细孔峰高下降,孔径和峰宽变大;而凝胶孔仅峰高下降,峰值与峰宽变化不大.对于比表面积为1.19和1.78 m2/g的水泥制成的水泥石,反复压汞法可以有效表征其孔结构参数,有效孔隙率为65%～80%;而对于比表面积为1.95和2.24 m2/g的水泥制成的水泥石,采用反复压汞法不能得到水泥石的有效孔隙率.水泥比表面积较小时,可以运用二次或多次压汞的方法将有效孔隙和墨水瓶效应孔隙区分开来;毛细孔和凝胶孔中均存在墨水瓶效应.     

矿物掺合料的颗粒级配对水泥砂浆性能的影响

在水泥中掺入适当细度的矿物掺合料,使胶凝材料的颗粒级配接近紧密堆积状态时,砂浆的强度会有所提高,水泥凝胶体的微观结构也会得到改善。     

PVA纤维增强高性能水泥基材料的韧性

采用低掺量(纤维体积率为1%~2%)的高强度高弹模聚乙烯醇纤维(简称PVA纤维)进行延性纤维基材料韧性的研究,分析了材料组成参数(PVA纤维体积率、纤维长径比、界面改性剂和砂灰比等)对高强度高弹模PVA纤维增强水泥基材料韧性的影响。结果表明,使用高强度高弹模PVA纤维以及通过材料组分优化,可以在低体积率下得到高韧性水泥基复合材料,凹土可以做为PVA纤维的一种界面改性剂。     

低掺量PA6短纤维水泥基材料的力学性能及耐久性

采用PA6短纤维在较低掺量情况下对水泥基材料力学性能及耐久性进行了研究 ,并与Nycon纤维进行对比。结果表明PA6短纤维可明显提高水泥基材料的抗冲击性能和抗冻融性能 ,对水泥基材料其他性能没有影响 ,PA6短纤维在水泥基材料中可免受大气老化影响 ,其综合性能达到国外同类产品水平     

级配对水泥稳定碎石路用性能影响研究

高速公路在使用中,其水泥稳定碎石基层沥青路面容易产生裂缝,导致路面结构过早破坏,不得不进行修补造成大量的经济损失。但是可以调整级配来改善水泥稳定碎石基层的路用性能,通过对掺粉煤灰水泥稳定碎石进行配合比设计,得出最佳级配类型。     

碳纤维增强水泥基材料压敏性影响因素研究

本文对碳纤维水泥基机敏材料压敏性影响因素进行综述。首先,阐述了碳纤维压敏性的产生机理;其次,分别从分散剂、表面处理、导电掺合料及纤维的掺量和长度等几方面分析了对压敏性的影响;再次,分别从掺矿物掺合料、孔隙率及高烧失量粉煤灰等三个角度分析了对压敏性的影响。     

电阻率法在水泥基材料研究中的应用进展

介绍了电阻率法在水泥基材料中的应用历史、理论基础、测试仪器及测定方法,对采用电阻率法研究水泥基材料的水化过程以及预测凝结时间和强度等方面的研究成果进行了总结,概述了电阻率法在化学外加剂与矿物掺合料作用机理方面的研究现状,并对其在其他方面中的应用情况进行了归纳,最后对电阻率法存在的问题及今后的应用方向提出了建议。     

硅灰预处理对高性能水泥基材料力学性能的影响及其作用机理的研究

本研究进行了一系列的对比试验,旨在提高掺加硅灰水泥基复合材料的强度。研究结果表明,通过采用六偏磷酸钠对硅灰进行预处理,可使掺加硅灰的高技术水泥基复合材料达到了较高的强度性能,其抗压强度可以高达200MPa以上,抗折强度超过30MPa。本文应用Aim-Goff模型探讨了其作用机理,研究显示,加入六偏磷酸钠分散了硅灰的团聚体,提高了水泥基复合材料的堆积密度,从而改善了水泥基复合材料的力学性能。SEM and XRD分析也表明,采用六偏磷酸钠对硅灰进行预处理,改善了水泥基复合材料界面区的结构,减少了Ca(OH)2的含量和降低了Ca(OH)2结晶度,从而提高了水泥基复合材料的强度性能。同时,本研究也表明,纳米级硅灰颗粒具有极强的自团聚效应,改善硅灰的分散性是充分实现其特异的物理、化学特性的关键。     

有机-无机烧结“合金型”材料的孔径和晶粒粒径分布及其群子模型

作者用图象仪测试了材料结构中的晶粒粒径和孔径分布,并在此测试基础上,应用群于统计理论,建立了晶粒和孔径的群子分布函数.发现:函数中的参数与材料的性能有密切关系,证明了体系中晶粒和孔径分布是影响材料力学性能的重要因素.并提出了材料结构的物理模型,并认为:体系的晶粒分布均匀,镶嵌紧密,碳层成网状分布,孔洞小又少时,有利于提高材料的力学性能.     

煤吸附膨胀变形与孔隙率、渗透率关系的分析

在考虑煤骨架吸附变形特性的情况下,得出了孔隙率、渗透率和膨胀变形之间的关系式。分析可知,煤层中瓦斯压力越大,产生的膨胀变形越大,孔隙度越小,煤层的渗透性越差,瓦斯流动越困难。     

可再分散性乳胶粉性能影响因素探讨

采用单因素实验方法,研究了喷雾干燥时喷雾液的粘度、进料量、雾化轮转速、干燥器进出口温度等因素对可再分散性乳胶粉性能指标的影响。结果表明:喷雾液的粘度为0.30~0.15Pa.s,进料泵频率27~30 Hz,雾化轮转速(2~3)×104r/min,干燥塔进风温度150~200℃,出口温度90~100℃时,所得可再分散性乳胶粉外观均匀、固含量高、堆积密度大、平均粒径小、无结块现象,性能指标达到工业生产使用要求。该研究为可再分散性乳胶粉的生产及在建筑砂浆中的应用,提供了可靠的参考依据。     

沙粒粗糙度和粒径分布的分形特性

提出了一种度量沙粒粗糙度和沙粒粒径分布的分形维数的计算方法,用分规法和周长面积法度量沙粒平面剖面线的不规则性,用Ｗｅｉｂｕｌｌ分布模型分析研究沙粒粒径分布的规律。结果表明：沙粒的表面粗糙度越大,其分形维数越大;沙粒组成中的细沙越多,其分形维数越大。同时表明分形几何可用于不规则图形和破碎模型的定量研究。     

孔隙度可调的新型金属橡胶过滤元件的三维几何模型研究

采用不锈钢金属橡胶(Metal Rubber,简称MR)材料制备的新型过滤元件具有孔隙可调、耐高低温及耐腐蚀等一系列优异特性.基于MR材料制备过程的钢丝螺旋卷制备与编织、片状毛坯卷绕和三维毛坯冲压4个基本工序,以及编织过程的均匀性假设和冲压过程中圆柱形毛坯径向拓扑关系不变的两个假设,建立了圆柱形MR过滤元件的三维可视化数值模型.基于此模型,获得了孔隙度与各个制备参数关系的关系式,重点探讨了孔隙度与元件高度和选用钢丝直径的关系,首次实现了该类新型过滤元件基于模型的结构特征参量及过滤性能的预报预测,为此类元件的优化设计和推广应用提供了必要的理论基础和依据.     

一种自焙炭块的显色孔率和体积密度

采用浸渍法测定了具有不同石墨化率自焙炭块的体积密度和量气孔率,并与其它炭块进行了比较,结果表明：在实验温度范围内体积密度和显气孔率基本不随温度变化;在恒温时间内,二者基本与恒温时间无关,据实验结果,讨论了不同条件下自焙炭块的电阻率与温度和时间的关系。     

多晶体晶粒尺度三维组织建模及可视化

采用基于Monte Carlo Potts模型的仿真技术对单相多晶体各向同性晶粒组织进行了三维建模,利用OpenGL图形接口,在所建多晶体组织模型数据结构的基础上进而实现了三维可视化和任意角度观测,结果表明,所建几何图像模型可以很好地仿真预定细观组织结构参数的三维多晶体组织,不但满足模型化研究所要求的统计意义上的准确性,而且非常符合实际材料显微组织的多变性特征,可望用作细观尺度多晶材料加工过程数值模拟和细观力学计算的基本组织模型。