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玄武岩-聚丙烯混杂纤维增强混凝土气孔结构分形分析

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材料导报 2022年第13期36卷 115-120页

作者：牛荻涛罗扬苏丽黄大观西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学省部共建西部绿色建筑国家重点实验室

采用Rapid Air 457气孔分析仪测试了玄武岩-聚丙烯混杂纤维增强混凝土(HBPRC)的气孔结构，分析了不同纤维添加方式对混凝土累计气孔含量和气孔表面分形特征的影响。研究结果表明，玄武岩纤维、聚丙烯纤维以及玄武岩-聚丙烯混杂纤维的掺... 详细信息

采用Rapid Air 457气孔分析仪测试了玄武岩-聚丙烯混杂纤维增强混凝土(HBPRC)的气孔结构，分析了不同纤维添加方式对混凝土累计气孔含量和气孔表面分形特征的影响。研究结果表明，玄武岩纤维、聚丙烯纤维以及玄武岩-聚丙烯混杂纤维的掺入使混凝土的累计气孔含量增大了76.5%～354.1%,并且混凝土的累计气孔含量随纤维掺量的增加而增大。HBPRC的气孔结构具有明显的分形特征且其分形特征具有尺度相关性，在小孔隙区、中孔隙区、大孔隙区和超大孔隙区，气孔面分形维数(DS)依次增大，但在孔径大于1 500μm的区域没有分形特征。随着纤维的掺入，混凝土大孔隙区和超大孔隙区的DS发生了明显的变化，单掺0.1%(体积分数，下同)的玄武岩纤维或0.1%的聚丙烯纤维增大了大孔隙区和超大孔隙区的DS;掺入0.1%的玄武岩-聚丙烯混杂纤维对大孔隙区和超大孔隙区DS的影响较小；而掺入0.2%的玄武岩-聚丙烯混杂纤维显著减小了超大孔隙区的DS。通过细观分析，认为纤维形成的网络结构对混凝土拌合过程中气泡合并产生的抑制作用是HBPRC大孔隙区和超大孔隙区DS增大的主要原因，而纤维的弱分散性和长时间的搅拌会导致超大孔隙区的DS减小。

关键词：玄武岩-聚丙烯混杂纤维自动图像处理气孔结构分形理论

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利用电石渣替代水泥开发固碳胶凝材料

材料科学与工程学报 2024年第1期42卷 123-128,136页

作者：许雪艳贾英杰山西旅游职业学院山西太原030031 北京交通大学土木建筑工程学院/建筑工程系北京100044

本研究利用电石渣替代部分水泥,制备新型固碳胶凝材料,研究了不同电石渣含量的胶凝材料对600 kg/m3等级泡沫混凝土的基础性能及固碳性能的影响。研究表明:电石渣的掺入导致泡沫混凝土气孔变大,28 d抗压强度先升高后降低,保温性能提高;... 详细信息

本研究利用电石渣替代部分水泥,制备新型固碳胶凝材料,研究了不同电石渣含量的胶凝材料对600 kg/m3等级泡沫混凝土的基础性能及固碳性能的影响。研究表明:电石渣的掺入导致泡沫混凝土气孔变大,28 d抗压强度先升高后降低,保温性能提高;当电石渣取代10%水泥,制备出的泡沫混凝土干密度为595 kg/m3,28 d抗压强度比未掺加电石渣的提高4.2%,达5.0 MPa;当电石渣取代50%水泥,制备出的泡沫混凝土导热系数比未掺加电石渣的降低17.1%,为1.131 W·m-1·K-1。电石渣掺加有利于改善泡沫混凝土收缩,当电石渣掺量增加,泡沫混凝土先呈现收缩减小后出现膨胀。碳化养护不仅能够固化封存CO_(2),还能提高泡沫混凝土的力学性能与保温性能。电石渣掺量越高,泡沫混凝土固碳能力越强,电石渣掺量为50%时,CO_(2)的捕获量达到46.02 wt%。

关键词：电石渣固碳胶凝材料泡沫混凝土气孔结构导热系数力学性能

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冻融循环作用下BSFC的抗冻性及损伤模型

建筑材料学报 2021年第6期24卷 1169-1178页

作者：吴倩云马芹永安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001

为研究玄武岩纤维-矿渣粉-粉煤灰混凝土(BSFC)的抗冻性能,进行了单轴抗压强度试验、劈裂抗拉试验、超声波检测试验和孔结构表征试验,分析了冻融前后BSFC的质量损失率、相对波速、相对抗压强度、相对劈裂抗拉强度的变化规律以及细观结构... 详细信息

为研究玄武岩纤维-矿渣粉-粉煤灰混凝土(BSFC)的抗冻性能,进行了单轴抗压强度试验、劈裂抗拉试验、超声波检测试验和孔结构表征试验,分析了冻融前后BSFC的质量损失率、相对波速、相对抗压强度、相对劈裂抗拉强度的变化规律以及细观结构特征.同时,运用损伤力学对BSFC的冻融损伤进行多指标评价;采用分形维数计算BSFC的气孔结构分布分形维数,拟合得到玄武岩纤维的贡献率公式,建立了基于气孔结构分布分形维数和玄武岩纤维贡献率的冻融损伤模型.结果表明:随着冻融循环次数的增加,BSFC的质量损失率增大,纵波波速、抗压强度和劈裂抗拉强度下降;BSFC的孔结构劣化,大孔径孔数量增多,气孔结构分布分形维数降低;在相同冻融次数下,玄武岩纤维掺量为0.18%时BSFC的抗冻性好;BSFC的冻融损伤与气孔分布分形维数、玄武岩纤维贡献率之间回归效果显著,可以预测经历冻融循环后BSFC的损伤劣化.

关键词：玄武岩纤维-矿渣粉-粉煤灰混凝土压拉强度纵波波速分形维数气孔结构损伤模型

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硅锰渣对泡沫混凝土孔结构及其性能的影响

武汉理工大学学报 2022年第9期44卷 13-19页

作者：雷洛吴艳萍王海滨蒋俊刘铁吕淑珍卢忠远西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室绵阳621010 西南科技大学材料科学与工程学院绵阳621010 宁波建工工程集团有限公司宁波315040 绵阳师范学院绵阳621006

以硅锰渣为辅助性胶凝材料,取代普通硅酸盐水泥,制备了硅锰渣泡沫混凝土,通过流变仪、工业显微镜、X射线衍射、热重分析、扫描电镜等手段,研究了硅锰渣掺量对泡沫混凝土微细观结构及性能的影响。结果表明:随着硅锰渣掺量的增多,净浆剪... 详细信息

以硅锰渣为辅助性胶凝材料,取代普通硅酸盐水泥,制备了硅锰渣泡沫混凝土,通过流变仪、工业显微镜、X射线衍射、热重分析、扫描电镜等手段,研究了硅锰渣掺量对泡沫混凝土微细观结构及性能的影响。结果表明:随着硅锰渣掺量的增多,净浆剪切应力先增加后减小,塑性粘度有不同程度的下降;气孔孔径先减小后增加,90d抗压强度最大值在20%硅锰渣时取得,此时干密度为504kg/m^(3),抗压强度高达4.7MPa,28d导热系数为0.1188W/(m·K)。

关键词：硅锰渣气孔结构微观结构性能

泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响

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硅酸盐通报 2023年第12期42卷 4262-4270页

作者：吕夏婷谭洪波张世轩李懋高王金堂蹇守卫武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070

硫氧镁水泥具有轻质、导热系数低、耐火等优点,将其制备成泡沫混凝土并应用于建筑外墙保温系统具有巨大的市场潜力。本文通过加入高稳定改性泡沫来调控超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度,并结合扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)等测... 详细信息

硫氧镁水泥具有轻质、导热系数低、耐火等优点,将其制备成泡沫混凝土并应用于建筑外墙保温系统具有巨大的市场潜力。本文通过加入高稳定改性泡沫来调控超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度,并结合扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)等测试研究了气孔结构的变化,探究了密度和孔结构变化对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度和导热系数的影响。结果表明:随着高稳定改性泡沫掺量的增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔数量增多且平均孔径明显减小,密度逐渐减小,抗压强度逐渐降低;当泡沫掺量为250%(质量分数)时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度降低至88.33 kg/m^(3),导热系数降低至0.0382 W/(m·K)。

关键词：超轻质改性硫氧镁水泥泡沫混凝土气孔结构导热系数抗压强度

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地质聚合物泡沫混凝土气孔结构形成机理研究

建筑材料学报 2020年第5期23卷 1024-1029页

作者：徐方顾功辉黄晓明张军辉朱婧中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 东南大学交通学院江苏南京211189 长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室湖南长沙410114 湖北交通职业技术学院湖北武汉430079

基于物理发泡方法,制备出孔结构参数和性能不同的预制泡沫,研究其在地质聚合物净浆内部随时间和空间变化的迁移规律,探究了地质聚合物泡沫混凝土(GFC)的气孔结构形成机理,并建立了预制泡沫与GFC试件宏观性能和孔结构参数之间的联系.同时... 详细信息

基于物理发泡方法,制备出孔结构参数和性能不同的预制泡沫,研究其在地质聚合物净浆内部随时间和空间变化的迁移规律,探究了地质聚合物泡沫混凝土(GFC)的气孔结构形成机理,并建立了预制泡沫与GFC试件宏观性能和孔结构参数之间的联系.同时,采用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同预制泡沫配合比条件下GFC试件内部孔结构的微观形态.结果表明:孔结构参数和性能不同的预制泡沫在地质聚合物净浆内部会进行有差异的迁移,进而影响GFC试件的成孔过程及相关性能.

关键词：地质聚合物泡沫混凝土气孔结构成孔机理孔径分布

咸水沙漠砂中密度等级泡沫混凝土制备与性能研究

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混凝土 2022年第12期 180-184页

作者：姚斌王国川欧阳绪黄江波高小建中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081 中交建筑集团有限公司江西南昌330038 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

针对中东地区自然资源特点,以沙漠砂、咸水代替天然砂和自来水成功制备了A07~A08密度等级泡沫混凝土材料。采用正交分析试验方法,研究了泡沫混凝土的表观密度、抗压强度、干燥收缩、导热系数等性能,并对典型配合比泡沫混凝土的气孔特征... 详细信息

针对中东地区自然资源特点,以沙漠砂、咸水代替天然砂和自来水成功制备了A07~A08密度等级泡沫混凝土材料。采用正交分析试验方法,研究了泡沫混凝土的表观密度、抗压强度、干燥收缩、导热系数等性能,并对典型配合比泡沫混凝土的气孔特征和分布进行了测试。结果表明:在密度等级相当条件下,泡沫混凝土的早期强度主要受水灰比影响,后期强度受水泥用量、沙漠砂掺量和水灰比共同影响。泡沫混凝土的干燥收缩在开始3 d内发展迅速,3 d内收缩达到30 d收缩的80%以上;泡沫混凝土抗压强度和导热系数随气孔含量增加而降低,形状规则、尺寸均匀、孤立分布、连通孔含量少的气孔结构有利于强度发展。

关键词：咸水沙漠砂泡沫混凝土物理性能气孔结构

基于可控微孔结构的超精密耐水PVA磨具研究

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基于可控微孔结构的超精密耐水PVA磨具研究

作者：尹可宁河南工业大学

学位级别：硕士

电子信息行业的高速发展,推动了钛合金、不锈钢、铜合金等难加工材料加工工艺和加工精度的升级。聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)砂轮是一种具有高气孔率、高自锐性,适用于加工钛合金、不锈钢、铜合金等难加工材料的树脂砂轮。然而,目... 详细信息

电子信息行业的高速发展,推动了钛合金、不锈钢、铜合金等难加工材料加工工艺和加工精度的升级。聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)砂轮是一种具有高气孔率、高自锐性,适用于加工钛合金、不锈钢、铜合金等难加工材料的树脂砂轮。然而,目前国内生产的PVA砂轮,由于其耐水性差,气孔结构不易调控等因素,无法满足电子信息行业难磨材料精密加工的需要,造成了进口产品占据国内电子信息行业精密研磨加工市场的局面。本文致力于解决国内PVA砂轮耐水性不足、气孔结构难调控的问题,在提高PVA砂轮耐水性的同时,掌握砂轮气孔调控的方法,研发出能满足电子行业难磨材料精密加工的耐水PVA砂轮。本论文首先使用聚氨酯(Polyurethane,PU)和酚醛树脂(Phenol-formaldehyde resin,PF)对PVA进行耐水改性和气孔结构的调节,然后探究增稠剂、磨料与分散剂的添加量对PVA砂轮性能与气孔结构的影响,最后使用不同硬度、气孔率和磨料添加量的PVA砂轮对钛合金、不锈钢、铜合金以及聚醚醚酮四种材料进行抛光试验,探究PVA砂轮的磨削机理。研究结果如下:1.红外光谱验证了PU中的异氰酸酯基和PF中的羟甲基与PVA中的羟基进行了化学反应,提高了聚乙烯醇泡沫材料(Polyvinyl alcohol foam,PVF)的耐水性。通过超景深显微镜对不同PU和PF含量的PVF进行形貌观察发现,当PU和PF含量分别为PVA溶液质量的2%和20%时,PVF综合性能最好,浆料粘度为1250 m Pa·s,硬度为85 HC,气孔率为64.9%,体积密度为0.42 g/cm,吸水率为174.4%,拉伸强度为24.9 MPa,且PVF结构中气孔分布均匀,气孔尺寸主要分布在100μm～200μm之间。2.增稠剂、磨料与分散剂的含量对PVA砂轮的结构与性能有显著的影响。增稠剂的加入提高了砂轮浆料中结合剂的比例,与磨料混合后能大幅度提高浆料的粘度,有效解决了磨粒沉降问题,提高了PVA砂轮的气孔率;当增稠剂含量超过PVA溶液质量的15%时,浆料粘度过高,流动性变差,出现磨粒团聚现象,PVA砂轮的气孔率和硬度降低。PVA砂轮的气孔率随磨料添加量的增加而降低,体积密度随磨料添加量的增加而升高,当磨料质量与结合剂质量比值为4:1时,PVA砂轮气孔分布最均匀,硬度最高。分散剂的加入可以有效改善PVA砂轮浆料的粘度和分散性,减少磨粒团聚现象的发生,提高砂轮的气孔率。3.砂轮的硬度、气孔率和磨料添加量对砂轮的抛光性能有一定的影响,硬度高且具有一定弹性的PVA砂轮具有优异的抛光性能和低的磨耗量,硬度低的砂轮由于砂轮结构中的气孔尺寸太大,使砂轮的强度较低,磨料易脱落,加快了砂轮的损耗速度。气孔率高的PVA砂轮具有足够的容屑空间,依靠砂轮的转速可以将磨屑排出,可以有效避免砂轮堵塞,而且可以保持砂轮良好的自锐性,能够使砂轮持续稳定的进行磨削,从而达到更好的抛光效果。磨料的添加量对砂轮的磨耗量有很大的影响,磨料添加量越高,结合剂对磨料的粘结力就越弱,在磨削时会加快磨粒的脱落速度,增加砂轮的损耗量。

关键词：磨具聚乙烯醇耐水性能气孔结构抛光性能

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焦炭高温熔损率与微观结构的演化行为研究

钢铁研究学报 2023年第2期35卷 138-147页

作者：韩嘉庆闫焕敏闫立强杨庆彬李先春辽宁科技大学化学工程学院辽宁鞍山114051 唐山首钢京唐西山焦化有限责任公司河北唐山063000

为了研究焦炭的微观组织在高炉软熔带的变化规律,利用高温热重分析仪对焦炭进行了不同温度下固定熔损率的气化实验,采用X射线衍射仪技术、低温氮气吸附法研究分析了微观结构的变化。结果表明,相同反应温度下,层片间距d002均随熔损率的... 详细信息

为了研究焦炭的微观组织在高炉软熔带的变化规律,利用高温热重分析仪对焦炭进行了不同温度下固定熔损率的气化实验,采用X射线衍射仪技术、低温氮气吸附法研究分析了微观结构的变化。结果表明,相同反应温度下,层片间距d002均随熔损率的增加逐渐减小,堆积高度Lc、微晶尺寸La、片层数N、芳香碳层的芳环个数n及石墨化度r0均随着熔损率的增加而增加;在较低温度下气化反应与有序化进程对焦炭孔径的作用主要是新增微孔数量以及扩大微孔孔径,而在较高温度下则主要是气孔的相互贯通形成大孔以及孔坍塌;微孔在熔损后扩大为上一级孔,总孔容下降,比表面积下降。

关键词：熔损反应 XRD 微晶结构气孔结构