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Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2021年第2期42卷 235-250页

作者： mengdie niu Jing XIA Huadong YONG Youhe ZHOU Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment in Western China The Ministry of Education of ChinaLanzhou UniversityLanzhou 730000China Department of Mechanics and Engineering Sciences College of Civil Engineering and MechanicsLanzhou UniversityLanzhou 730000China Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100094China

Quench and mechanical behaviors are critical issues in high temperature superconducting(HTS)*** this paper,the quench characteristics in the rare earth barium copper oxide(REBCO)pancake coil at 4.2K are analyzed,and a two-dimensional(2D)axisymmetric electro-magneto-thermal model is *** effects of the constituent materials,background field,and coil size are *** elastoplastic mechanical model is used to study the corresponding mechanical responses during the quench *** variations of the temperature and strain in superconducting layers are *** results indicate that the radial strain evolutions can reflect the transverse quench propagation and the tensile hoop and radial stresses in superconducting layers increase with the quench *** possible damages are discussed with the consideration of the effects of the background field and coil *** is concluded that the high background field significantly increases the maximum tensile hoop and radial stresses in quenching coils and local damage may be caused.

关键词： rare earth barium copper oxide(REBCO)pancake coil hoop stress quench characteristic mechanical response radial stress

纳米SiO2和高炉矿渣粉对OPC-CSA复合修补砂浆耐盐渍土侵蚀性能的影响

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硅酸盐通报 2020年第11期39卷 3589-3594,3608页

作者：张广平刘庆峰牛梦蝶李国新中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司兰州730050 西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055

采用复合盐-干湿循环和半浸泡相结合的方法模拟盐渍土侵蚀环境,以试件表观损伤、质量变化、相对动弹性模量、抗压耐蚀系数以及氯离子含量为评价指标,研究了纳米SiO2和粒化高炉矿渣粉对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥(OPC-CSA)复合修补砂... 详细信息

采用复合盐-干湿循环和半浸泡相结合的方法模拟盐渍土侵蚀环境,以试件表观损伤、质量变化、相对动弹性模量、抗压耐蚀系数以及氯离子含量为评价指标,研究了纳米SiO2和粒化高炉矿渣粉对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥(OPC-CSA)复合修补砂浆耐盐渍土侵蚀性能的影响,并结合X射线衍射仪(XRD)分析了试样浸泡部分和干燥部分的物相组成。结果表明:掺入1%纳米SiO2和10%矿渣粉(质量分数)的试件经干湿循环150次后未出现明显损伤,纳米SiO2和适量矿渣粉可以提高砂浆密实度,增强OPC-CSA复合修补砂浆的耐盐渍土侵蚀性能;试件浸泡部分以化学侵蚀为主,侵蚀产物为钙矾石和Friedel′s盐,干燥部分以物理腐蚀为主,结晶物质为硫酸钠。

关键词：纳米二氧化硅复合体系普通硅酸盐水泥硫铝酸盐水泥高炉矿渣粉干湿循环复合盐侵蚀

适用于-5℃环境的灌浆材料制备及其性能研究

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非金属矿 2021年第3期44卷 24-29页

作者：李国新王周渊安小强牛梦蝶邓明科西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055 陕西科之杰新材料有限公司陕西西安710500 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

通过复掺硫铝酸盐水泥(CSA)、铝酸盐水泥(CAC)改进灌浆材料在负温环境下的性能,研究-5℃环境下CSA、CAC对灌浆材料流动性、凝结时间、抗压强度及竖向膨胀率的影响,结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段表征浆体微观结构变化。结果表... 详细信息

通过复掺硫铝酸盐水泥(CSA)、铝酸盐水泥(CAC)改进灌浆材料在负温环境下的性能,研究-5℃环境下CSA、CAC对灌浆材料流动性、凝结时间、抗压强度及竖向膨胀率的影响,结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段表征浆体微观结构变化。结果表明,掺入CSA、CAC能显著提高普通硅酸盐水泥(OPC)灌浆材料早期强度,CAC增强效果优于CSA;但砂浆试件后期强度发展仍主要由OPC水化提供。随着CSA、CAC掺量增加,灌浆材料流动性及竖向膨胀率呈降低趋势。微观分析表明,CAC能明显促进水泥试件早期水化程度,进而生成更多的钙矾石及氢氧化钙;随着CAC掺量的增加,钙矾石长径比增大,其形貌由六角柱状转变为细针状。在-5℃环境中,灌浆材料最佳配比为:普通硅酸盐水泥,58%;硫铝酸盐水泥,8%;铝酸盐水泥,16%;二水石膏,9%;矿粉,9%。

关键词：灌浆材料铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥负温环境钙矾石

OPC-CSA复合修补材料的抗碳化性能研究

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非金属矿 2021年第3期44卷 46-49,54页

作者：李国新任双倩安小强牛梦蝶李琪琪西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055 陕西科之杰新材料有限公司陕西西安710500

为探究普通硅酸盐水泥(OPC)-硫铝酸盐水泥(CSA)复合体系修补材料是否具有良好的抗CO2侵蚀能力,将OPC和CSA按不同比例进行复配,研究其凝结时间、强度及抗碳化性能,以满足快速修补的特殊要求。采用X射线衍射仪分析加速碳化条件下各试样的... 详细信息

为探究普通硅酸盐水泥(OPC)-硫铝酸盐水泥(CSA)复合体系修补材料是否具有良好的抗CO2侵蚀能力,将OPC和CSA按不同比例进行复配,研究其凝结时间、强度及抗碳化性能,以满足快速修补的特殊要求。采用X射线衍射仪分析加速碳化条件下各试样的水化产物,研究CSA对OPC抗碳化性能的影响机理。结果表明,标椎养护条件下,CSA掺量为15%时,OPC-CSA复合体系性能均较优;加速碳化作用下,随着CSA掺量增大,OPC-CSA复合体系的碳化深度逐步增大,抗碳化能力逐步减弱;碳化会降低复合体系的抗折强度和弯曲强度,提高复合体系的抗压强度;延长养护龄期会提高复合体系抵御碳化的能力。

关键词：复合体系抗碳化性能抗压强度弯曲强度碳化深度

矿粉对纳米SiO2-OPC-CSA体系耐盐渍土侵蚀性影响

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非金属矿 2020年第5期43卷 41-44页

作者：李国新李颉张广平刘庆峰牛梦蝶西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司甘肃兰州730050

研究了矿粉对纳米Si O2-普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥(纳米Si O2-OPC-CSA)复合体系抗硫酸盐侵蚀能力的影响规律,以试件表观形貌、质量、相对动弹性模量及抗压耐蚀系数的变化表征试件的损伤程度;采用X射线衍射(XRD)仪分析了硫酸盐-干湿... 详细信息

研究了矿粉对纳米Si O2-普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥(纳米Si O2-OPC-CSA)复合体系抗硫酸盐侵蚀能力的影响规律,以试件表观形貌、质量、相对动弹性模量及抗压耐蚀系数的变化表征试件的损伤程度;采用X射线衍射(XRD)仪分析了硫酸盐-干湿循环作用下试样的水化产物,研究矿粉对纳米Si O2-OPC-CSA复合体系耐硫酸盐侵蚀性能的影响机理。结果表明,在硫酸盐-干湿循环作用下,水泥砂浆受到化学侵蚀和物理侵蚀的综合作用,其中物理侵蚀破坏更为严重;当矿粉掺量为10%时,消耗了体系中的氢氧化钙,提高了结构密实度,从而使复合体系的抗硫酸盐侵蚀能力最佳。

关键词：矿粉复合体系干湿循环硫酸盐

纳米SiO_(2)-CSA-OPC复合修补砂浆的抗盐渍土侵蚀性能研究

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硅酸盐通报 2021年第1期40卷 83-89页

作者：朱殿之刘祚宇董昶宏刘庆峰牛梦蝶李国新中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司兰州730050 西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055

为了研究纳米SiO_(2)-硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥(NS-CSA-OPC)复合修补砂浆的抗盐渍土侵蚀性能,采用在NaCl溶液、Na_(2)SO_(4)溶液及NaCl-Na_(2)SO_(4)复合溶液下的长期半浸泡试验模拟盐渍土侵蚀环境,以加速侵蚀NS-CSA-OPC砂浆试件。... 详细信息

为了研究纳米SiO_(2)-硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥(NS-CSA-OPC)复合修补砂浆的抗盐渍土侵蚀性能,采用在NaCl溶液、Na_(2)SO_(4)溶液及NaCl-Na_(2)SO_(4)复合溶液下的长期半浸泡试验模拟盐渍土侵蚀环境,以加速侵蚀NS-CSA-OPC砂浆试件。试验测试了3种侵蚀环境下,NS-CSA-OPC修补砂浆质量、相对动弹性模量、抗压耐蚀系数及氯离子含量的变化规律。结果表明:NS-CSA-OPC砂浆在3种侵蚀溶液中均表现出良好的抗侵蚀能力,浸泡270 d后体系的抗压耐蚀系数仍大于1.0;在长期半浸泡试验过程中,3种侵蚀溶液对NS-CSA-OPC砂浆的腐蚀程度由大到小依次为Na_(2)SO_(4)溶液>NaCl-Na_(2)SO_(4)复合溶液>NaCl溶液;氯盐的存在对硫酸盐的侵蚀膨胀破坏有一定的减缓作用。

关键词：纳米二氧化硅硫铝酸盐水泥普通硅酸盐水泥半浸泡抗盐渍土侵蚀抗压强度

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与软岩波阻抗相匹配的微膨胀胶凝材料

现代应用物理 2023年第2期14卷 198-205页

作者：李国新唐仕英牛梦蝶王文昭西安建筑科技大学建筑工程材料研究所西安710055 西北核技术研究所西安710024

为获得可应用于地下高频动态力学参数测量的回填材料,提出了以普通硅酸盐水泥为基础的胶凝材料,通过掺入粉煤灰、塑性膨胀剂及UEA等添加剂来制备与软岩波阻抗相匹配的微膨胀系列胶凝材料,探究了水胶比和粉煤灰取代量对微膨胀胶凝材料密... 详细信息

为获得可应用于地下高频动态力学参数测量的回填材料,提出了以普通硅酸盐水泥为基础的胶凝材料,通过掺入粉煤灰、塑性膨胀剂及UEA等添加剂来制备与软岩波阻抗相匹配的微膨胀系列胶凝材料,探究了水胶比和粉煤灰取代量对微膨胀胶凝材料密度、声速、流动度、竖向膨胀率、抗压强度及波阻抗的影响规律。结果表明:随着水胶比的增大,微膨胀胶凝材料流动度略有增大,竖向膨胀率逐渐缩小,试件在各龄期的抗压强度、密度及波速均逐渐降低,相应的波阻抗也逐渐减小;随着粉煤灰取代量的增加,浆体流动度呈现逐渐增大的趋势,试件在各龄期的抗压强度、密度、波速及波阻抗均逐渐降低;随着养护龄期的延长,水泥结构的性能越来越稳定,试件的抗压强度、波速及波阻抗不断增加,然后趋于稳定。通过试验研究,制备出了抗压强度为1.8~45.5 MPa、密度为1.33~2.18 g·cm-3、波速为1.43~3.31 km·s-1、波阻抗为(1.96~7.12)×10-6kg·m-2·s-1的微膨胀胶凝材料,可应用于各种力学性能与波阻抗要求不同的砂土与软岩环境回填材料中。

关键词：波阻抗普通硅酸盐水泥微膨胀粉煤灰水胶比软岩

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引气剂调节水泥基微膨胀材料波阻抗的研究

现代应用物理 2024年第2期15卷 191-201页

作者：王雨彤唐仕英李国新牛梦蝶西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055 西北核技术研究所西安710024

为满足施工要求制备与各类较硬岩石波阻抗匹配的水泥基微膨胀回填材料,采用普通硅酸盐水泥、矿粉、中级砂等为原料,引气剂为密度和波速调节材料,通过改变水胶比、砂胶比与引气剂质量分数,探究其对水泥基微膨胀材料抗压强度、密度、波速... 详细信息

为满足施工要求制备与各类较硬岩石波阻抗匹配的水泥基微膨胀回填材料,采用普通硅酸盐水泥、矿粉、中级砂等为原料,引气剂为密度和波速调节材料,通过改变水胶比、砂胶比与引气剂质量分数,探究其对水泥基微膨胀材料抗压强度、密度、波速和波阻抗的影响规律;测量各组材料的流动度和竖向膨胀率是否满足回填施工要求;通过微观测试,探究引气剂质量分数对水泥基微膨胀材料内部孔隙结构与孔隙率的影响规律。结果表明:引气剂的加入在水泥基微膨胀材料内部引入气泡,随引气剂质量分数增加,水泥基微膨胀材料内部孔隙率逐渐增大,抗压强度、密度、波速与波阻抗均下降;所制备出的水泥基微膨胀材料可满足的波阻抗范围为4.67~10.3 kt·m^(-2)·s^(-1),能够匹配各类常见较硬岩石波阻抗;对水泥基微膨胀材料28 d波阻抗进行多元线性回归分析,得到精度较高的回归模型,实际应用时注浆效果较好,可用于岩石波阻抗匹配材料的快速制备。

关键词：波阻抗引气剂水泥基材料孔结构微膨胀

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矿物掺和料对渗透结晶砂浆性能的影响

非金属矿 2022年第1期45卷 27-30页

作者：李昕孙长海李建安雷双龙张紫薇刘声均牛梦蝶李国新王旭东陕西交通控股集团有限公司陕西西安710061 西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055

通过测试抗压强度、强度恢复率、吸水率和抗渗压力,对比分析了粉煤灰与矿粉掺量对含渗透结晶添加剂(CCCW)砂浆性能的影响规律,采用X-射线衍射(XRD)仪检测反应产物,结合扫描电镜(SEM)分析活性矿物掺和料对含CCCW水泥基材料性能的影响机... 详细信息

通过测试抗压强度、强度恢复率、吸水率和抗渗压力,对比分析了粉煤灰与矿粉掺量对含渗透结晶添加剂(CCCW)砂浆性能的影响规律,采用X-射线衍射(XRD)仪检测反应产物,结合扫描电镜(SEM)分析活性矿物掺和料对含CCCW水泥基材料性能的影响机理。结果表明,随着粉煤灰或矿粉取代量增加,含CCCW水泥砂浆的抗压强度、强度恢复率及抗渗压力先增加后降低,当粉煤灰或矿粉取代量为10%时,含CCCW水泥砂浆的抗压强度和强度恢复率均最大,且矿粉的改善作用优于粉煤灰的改善作用。

关键词：渗透结晶添加剂矿物掺和料力学性能吸水率渗透性

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石灰石粉对不同强度等级混凝土性能的影响

新型建筑材料 2024年第11期51卷 23-29页

作者：常秀龙何廷树牛梦蝶赵乐乐王磊王艳中建西部建设建材科学研究院有限公司四川成都610213 西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学土木工程学院博士后流动站陕西西安710055 陕西红旗汇石建筑制品有限公司陕西咸阳713708

以石灰石粉等质量替代粉煤灰、超细粉煤灰,研究石灰石粉替代率对C30、C80混凝土工作性能、抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,对C30混凝土,石灰石粉替代率为40%时,可以改善混凝土的流动性,混凝土60 d抗压强度较基准组提高了5.... 详细信息

以石灰石粉等质量替代粉煤灰、超细粉煤灰,研究石灰石粉替代率对C30、C80混凝土工作性能、抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,对C30混凝土,石灰石粉替代率为40%时,可以改善混凝土的流动性,混凝土60 d抗压强度较基准组提高了5.8%,电通量较基准组减小了46.1%。对C80混凝土,掺入石灰石粉会降低其7、28 d抗压强度,石灰石粉替代率为100%时,混凝土28 d抗压强度较基准组降低17.5%,电通量较基准组增大21.2%。掺入石灰石粉对C30、C80混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性能呈现出截然相反的效果,石灰石粉更适合应用于低强度等级的混凝土,且替代率宜为40%。

关键词：石灰石粉工作性能抗压强度氯离子渗透性高强混凝土