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材料组成对3D打印水泥基材料早龄期收缩的影响

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硅酸盐学报 2025年第1期53卷 84-94页

作者：郝鹏宇王振地王玲中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室

由于胶凝材料用量大、通常不使用粗骨料、缺乏模板保护且打印后立即暴露等原因，3D打印水泥基材料(3DPC)的收缩问题值得系统研究。为掌握典型材料组成对3DPC收缩的影响规律，采用接触式收缩测试方法，研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰及矿... 详细信息

由于胶凝材料用量大、通常不使用粗骨料、缺乏模板保护且打印后立即暴露等原因，3D打印水泥基材料(3DPC)的收缩问题值得系统研究。为掌握典型材料组成对3DPC收缩的影响规律，采用接触式收缩测试方法，研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰及矿渣粉掺量对3DPC总收缩、自收缩及干燥收缩的影响，基于灰色关联分析计算了材料组成对3DPC收缩的影响程度，对比分析了现有砂浆体系的收缩特性。结果发现增大3DPC的水胶比降低自收缩的作用大于干燥收缩。在3d龄期后的干燥收缩随砂掺量的增加而减小。掺入粉煤灰可同比例地降低3DPC的14 d自收缩和干燥收缩，而掺入矿渣粉会增大2 d后的自收缩和5d前的干燥收缩。材料组成影响3DPC收缩的权重从大到小为：水胶比、砂胶比、矿渣粉掺量、粉煤灰掺量。通过综合对比给出了3DPC、超高性能混凝土和浇筑砂浆的收缩当量，建议对3DPC的收缩研究予以重视。

关键词： 3D打印水泥基材料自收缩干燥收缩灰色关联分析

n型筋布置方式对3D打印混凝土抗弯性能的影响

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硅酸盐学报 2025年第1期53卷 27-36页

作者：王振地李昕泽王玲中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室

挤出式混凝土3D打印技术被认为是最可能实现大型建筑建造的主流工艺，缺少有效的配筋方法是该技术实用化的主要障碍之一。n型筋垂直贯入3D打印混凝土（3DPC）已被证明是行之有效的纵向配筋方法。为评价n型光圆钢筋布局方式对3DPC抗弯性... 详细信息

挤出式混凝土3D打印技术被认为是最可能实现大型建筑建造的主流工艺，缺少有效的配筋方法是该技术实用化的主要障碍之一。n型筋垂直贯入3D打印混凝土（3DPC）已被证明是行之有效的纵向配筋方法。为评价n型光圆钢筋布局方式对3DPC抗弯性能的影响，定义了钢筋不搭接贯穿度Pnon和搭接贯穿度Povr，制备了Pnon和Povr不同的8种试件，通过三点弯曲加载试验研究了贯穿度对配筋3DPC抗弯强度、荷载位移曲线以及断面形貌的影响。结果表明：不搭接的配筋方式对抗弯强度没有增强效果且破坏模式均为脆性破坏；当n型筋搭接布置时，3DPC的抗弯强度随贯穿度增加而增大，但钢筋的贯穿度对抗弯强度的提升存在一个饱和值。搭接n型筋增强3DPC的破坏模式为韧性破坏，并出现了明显的应变硬化特性。通过讨论得到了配筋率、钢筋贯穿度、3DPC基体抗弯强度对配筋3DPC抗弯强度的影响权重，还对比分析了n型筋（不搭接和搭接）、铆钉与短切直筋等4种纵向配筋方法对3DPC抗弯强度的提升效果，相关结果对配筋参数和方法的选择具有重要的参考价值和指导意义。

关键词： n型筋 3D打印混凝土贯穿度抗弯性能

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金属纤维弹性模量的振动法测量

稀有金属材料与工程 2012年第7期41卷 1302-1305页

作者：刘小根包亦望邱岩中国建筑材料科学研究总院绿色建材国家重点实验室北京100024

针对测量金属纤维弹性模量传统方法存在的局限,提出了一种用振动法测量金属纤维弹性模量的新方法。详细介绍了该方法的测量原理、测量装置、测量过程及误差分析。分别选择了钼丝和铂铱25合金纤维为测量对象,将被测材料制备成微悬臂梁试... 详细信息

针对测量金属纤维弹性模量传统方法存在的局限,提出了一种用振动法测量金属纤维弹性模量的新方法。详细介绍了该方法的测量原理、测量装置、测量过程及误差分析。分别选择了钼丝和铂铱25合金纤维为测量对象,将被测材料制备成微悬臂梁试样,通过瞬态激励使悬臂梁产生短暂振荡,然后获得悬臂梁固有频率,再通过计算公式求出金属纤维材料的弹性模量。与静态拉伸法测量结果进行了比对,试验证明两者测试结果较为吻合。分析了悬臂梁长对测试结果的影响,结果表明:只有当梁长大于或等于8倍梁高(直径)时,这种影响才可忽略不计。

关键词：金属纤维弹性模量振动法悬臂梁

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幕墙中空玻璃失效在线检测技术

土木工程学报 2011年第11期44卷 52-58页

作者：刘小根包亦望邱岩万德田王秀芳中国建筑材料科学研究总院绿色建材国家重点实验室北京100024

针对幕墙中空玻璃中空层气体泄漏并导致其节能功能失效及外片脱落质量事故问题,研究中空玻璃中空层密封性能在线检测技术及装置。根据中空玻璃的承载特性,给出集中载荷作用下中空玻璃在中空气体层密封和泄漏状态下的中空玻璃内、外片变... 详细信息

针对幕墙中空玻璃中空层气体泄漏并导致其节能功能失效及外片脱落质量事故问题,研究中空玻璃中空层密封性能在线检测技术及装置。根据中空玻璃的承载特性,给出集中载荷作用下中空玻璃在中空气体层密封和泄漏状态下的中空玻璃内、外片变形量理论计算方法。理论和试验研究揭示相同载荷作用下中空层失效后改变中空玻璃的变形性能,失效后中空玻璃承载面变形明显增大,而另一面玻璃几乎不变形,且整体承载能力明显降低。基于此现象,提出采用在中空玻璃面板中心施加集中荷载,并通过观测中空玻璃内、外片变形量的大小或中空层的厚度变化来评价中空玻璃中空层的密封性能。通过一个实施例,描述该方法的实施过程,验证该方法的实用性和可靠性。

关键词：中空玻璃中空层失效在线检测

弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化

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建筑材料学报 2016年第5期19卷 821-825页

作者：曹银王玲王振地姚燕中国建筑材料科学研究总院绿色建材国家重点实验室北京100024

研究了冻融循环-氯盐侵蚀和弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化行为,分析了氯盐侵蚀和冻融损伤的相互影响,以及弯拉荷载对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:冻融循环导致混凝土微裂纹萌生、扩展,使孔隙结构遭到破坏,从而加速... 详细信息

研究了冻融循环-氯盐侵蚀和弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化行为,分析了氯盐侵蚀和冻融损伤的相互影响,以及弯拉荷载对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:冻融循环导致混凝土微裂纹萌生、扩展,使孔隙结构遭到破坏,从而加速了氯盐的侵入;氯盐的侵入会影响混凝土的饱水度和孔隙溶液的迁移,加速冻融循环造成的表面剥落和内部损伤.在弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下,混凝土的破坏形式以表面剥落为主,弯拉荷载会加速劣化,甚至使其脆性断裂.

关键词：弯拉荷载冻融循环氯离子侵入混凝土

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钢化玻璃自爆机理与自爆准则及其影响因素

无机材料学报 2016年第4期31卷 401-406页

作者：包亦望刘正权中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

钢化玻璃应用广泛,但其自爆问题是一个被称为玻璃癌症的难题,其特征是突发性和灾难性,因此如何减少和预防预测玻璃自爆是钢化玻璃工程应用领域的关键问题。本文重点探讨了钢化玻璃的自爆机理,揭示了钢化玻璃为什么会自爆,什么条件下可... 详细信息

钢化玻璃应用广泛,但其自爆问题是一个被称为玻璃癌症的难题,其特征是突发性和灾难性,因此如何减少和预防预测玻璃自爆是钢化玻璃工程应用领域的关键问题。本文重点探讨了钢化玻璃的自爆机理,揭示了钢化玻璃为什么会自爆,什么条件下可能自爆和各种影响玻璃自爆的内在与外在因素。研究发现由于杂质和缺陷引起的应力集中是导致自爆的关键因素,证明钢化玻璃内部的残余应力和局部强度均是非线性分布,局部强度在玻璃表面最高,中间层最低,自爆的根本原因是内部的应力集中超过了局部强度,而传统认识的硫化镍或单质硅等各种杂质只是引起自爆的间接原因。提出的钢化玻璃自爆准则为玻璃破碎分析提供了有用的参考。

关键词：钢化玻璃自爆局部强度残余应力

雾化气体对热喷涂NiCr涂层弹性模量的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第4期47卷 1025-1030页

作者：聂光临包亦望万德田刘小根中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

准确评价热喷涂涂层的弹性模量对于确保工业构件的服役安全性与耐久性是十分重要的,但是利用传统技术很难进行评价。尽管纳米压痕技术可以表征涂层局部的弹性模量,但是无法反映出孔隙、裂纹等缺陷对涂层弹性模量的影响。而脉冲激励技术(... 详细信息

准确评价热喷涂涂层的弹性模量对于确保工业构件的服役安全性与耐久性是十分重要的,但是利用传统技术很难进行评价。尽管纳米压痕技术可以表征涂层局部的弹性模量,但是无法反映出孔隙、裂纹等缺陷对涂层弹性模量的影响。而脉冲激励技术(IET)是一种用于评价块体材料弹性模量的简单、准确方法。结合相对法,利用IET可对热喷涂涂层的弹性模量进行评价。首先构建了涂层、基体、涂层/基体复合体系的弹性模量间的解析关系,然后通过测量制备涂层前后试样的弹性模量,即可获得涂层的弹性模量。以Q235钢基体/Ni Cr涂层为研究对象,研究了雾化气体对Ni Cr涂层弹性模量的影响。结果表明,以空气作为雾化气体制得的Ni Cr涂层(Ni Cr-Air)的弹性模量高于以N2作为雾化气体制得的Ni Cr涂层(Ni Cr-N2)的弹性模量,其原因在于Ni Cr-Air中形成了Ni(Cr2O4)氧化物增强Ni Cr合金的层状复合材料,且这种层状复合结构有利于提高Ni Cr涂层的弹性模量。

关键词：弹性模量脉冲激励技术相对法 Ni Cr涂层雾化气体

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反应磁控溅射氧化钨电致变色薄膜结构与性能

硅酸盐学报 2018年第7期46卷 978-986页

作者：代强刘静汪洪绿色建筑材料国家重点实验室中国建筑材料科学研究总院

采用脉冲直流反应磁控溅射镀膜方法在透明导电玻璃FTO（SnO2：F）上制备厚度分别为50、100、150、200、250和300 nm的WO3薄膜。分析了薄膜着色前后晶体结构和表面形貌的变化,对薄膜的循环伏安特性和光学性能进行测试。结果表明：不同厚... 详细信息

采用脉冲直流反应磁控溅射镀膜方法在透明导电玻璃FTO（SnO2：F）上制备厚度分别为50、100、150、200、250和300 nm的WO3薄膜。分析了薄膜着色前后晶体结构和表面形貌的变化,对薄膜的循环伏安特性和光学性能进行测试。结果表明：不同厚度氧化钨薄膜均为结晶态,具有单斜晶系结构;随着薄膜厚度增加,薄膜结晶程度逐渐增加;薄膜着色/褪色循环中,不同厚度的WO3薄膜均发生单斜晶系WO2.92与立方晶系WO3的可逆转变,产生晶格应变,并且随厚度增加,薄膜晶格应变先减小后增大,薄膜厚度为250 nm时,变色前后晶格应变最小,厚度增加至300 nm薄膜时,着色产生应变明显增大。在相同驱动电压下,随薄膜厚度增加,光学调制幅度（550 nm）、着色效率先增大后减小,厚度为250 nm时获得最大调制幅度76.01%和着色效率21.04 cm2/C;当厚度进一步增加至300 nm时,薄膜褪色态透过率降低到49.30%后无法继续褪色,着色效率也开始下降。使用XPS分析了薄膜着、褪色状态下W元素的化学态,发现300 nm薄膜褪色后一部分W5＋无法转变成W6＋,导致薄膜仍为蓝色。

关键词：氧化钨电致变色反应磁控溅射着色效率

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相对法及特殊条件下陶瓷材料力学性能评价

硅酸盐学报 2017年第8期45卷 1054-1065页

作者：包亦望聂光临万德田中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室

介绍了相对法技术的基本原理及其在特殊条件下(特殊制品形式及极端服役环境)陶瓷材料力学性能评价领域中的应用,如陶瓷涂层力学性能的评价、陶瓷高温与超高温力学性能的检测。采用相对法技术可对陶瓷涂层弹性模量、弯曲强度、界面结合... 详细信息

介绍了相对法技术的基本原理及其在特殊条件下(特殊制品形式及极端服役环境)陶瓷材料力学性能评价领域中的应用,如陶瓷涂层力学性能的评价、陶瓷高温与超高温力学性能的检测。采用相对法技术可对陶瓷涂层弹性模量、弯曲强度、界面结合强度、本征硬度、密度、热膨胀系数和陶瓷材料的高温与超高温弹性模量、硬度、弹性恢复与能量耗散进行测试表征,解决以往一些常规技术无法解决的问题,为特殊条件下陶瓷构件的安全设计及可靠应用提供可行的评价手段。

关键词：相对法特殊条件陶瓷涂层高温与超高温力学性能