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基于电沉积水热法的钢表面Mg-Al-NO_(3)-LDH膜原位生长制备及沉积电位优化

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建筑材料学报 2024年第5期27卷 454-460页

作者：董必钦陈家濠陈沛榆刘文杰洪舒贤深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518060

为提升建筑用钢的耐久性,通过电沉积法在钢表面形成层状双氢氧化物(LDH)晶核,再通过水热反应让LDH晶核生长成形成致密的Mg-Al-NO_(3)-LDH膜,分析了电沉积电位对钢基底表面LDH膜生长的影响,讨论了LDH膜的形成机理.结果表明,当电沉积电位... 详细信息

为提升建筑用钢的耐久性,通过电沉积法在钢表面形成层状双氢氧化物(LDH)晶核,再通过水热反应让LDH晶核生长成形成致密的Mg-Al-NO_(3)-LDH膜,分析了电沉积电位对钢基底表面LDH膜生长的影响,讨论了LDH膜的形成机理.结果表明,当电沉积电位为-1.4 V(相对于Ag/AgCl电极)时,LDH纳米片聚集堆叠致密,形成的LDH膜结构最为密实,实现了对钢基底良好的锈蚀防护.

关键词： LDH薄膜碳钢电沉积法腐蚀防护电沉积电位

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自修复混凝土触发机制设计方法综述

材料导报 2024年第20期38卷 145-156页

作者：吕乐阳张翔宇董必钦王险峰邢锋深圳大学土木与交通工程学院广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518060

在过去的20年里,自修复技术作为一种提高混凝土材料耐久性和结构韧性的新方法,一经提出就引起了学术界和工程界的广泛关注。通过在混凝土搅拌阶段加入封装的修复单元来实现开裂混凝土的自主修复被证明是一种有效的实施方案。在自修复混... 详细信息

在过去的20年里,自修复技术作为一种提高混凝土材料耐久性和结构韧性的新方法,一经提出就引起了学术界和工程界的广泛关注。通过在混凝土搅拌阶段加入封装的修复单元来实现开裂混凝土的自主修复被证明是一种有效的实施方案。在自修复混凝土的研究中,自修复单元及其触发机制的设计是决定自修复单元工作性能及混凝土整体修复效率的重要因素。本文从被动触发和主动触发两个方面综述了现有自修复混凝土的主要触发机制及相应的修复机理;在解释了每种触发机制的基本概念和优缺点后,对各类自修复触发机制的技术特点和适用范围进行了比较和分析,为合理选择适用的自修复触发机制提供参考;最后,为了规范各种触发机制的评估标准,进而推动自修复技术在混凝土中的实际应用,还从触发效率、应用目的、限制条件三个方面对现有各种触发机制进行了系统评估。

关键词：自修复混凝土触发机制触发效率

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水泥基材料热湿耦合传输性能

同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 574-581页

作者：闵红光张伟平顾祥林同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518055

通过大气环境下水泥基材料热湿耦合传输试验,考察了温湿度梯度对湿传输、温湿度分布的影响。试验结果表明,湿传输随着温湿度梯度的增大而加快,且温度梯度比湿度梯度对湿传输的影响大;温度梯度比湿度梯度对温度分布的影响大;温湿度梯度... 详细信息

通过大气环境下水泥基材料热湿耦合传输试验,考察了温湿度梯度对湿传输、温湿度分布的影响。试验结果表明,湿传输随着温湿度梯度的增大而加快,且温度梯度比湿度梯度对湿传输的影响大;温度梯度比湿度梯度对温度分布的影响大;温湿度梯度对相对湿度分布的影响都比较大。因此,在水泥基材料热湿耦合传输过程中,水泥浆的湿传输比砂浆快,且应考虑热传输对湿传输的影响,但湿传输对热传输的影响可以忽略。计算结果表明,热湿耦合传输模型对水泥基材料具有较好的适用性。

关键词：水泥基材料热湿耦合传输性能耐久性

碳钢表面生长不同阳离子层状双金属氢氧化物膜及耐碱耐蚀性能

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 513-521页

作者：董必钦刘文杰彭铭曾磊陈沛榆杨清瑞洪舒贤深圳大学土木与交通工程学院广东省滨海土木工程耐久性重点实验室深圳市低碳建筑材料与技术重点实验室广东深圳518060

碳钢在海洋环境下的锈蚀尤为严重,层状双金属氢氧化物(LDH)因可设计性而在金属防腐上拥有巨大潜力。通过电沉积-水热法在碳钢表面原位生长Zn/Al-NO_(3)^(-)-LDH和Mg/Al-NO_(3)^(-)-LDH膜,并研究两者在混凝土高碱性环境下的适应性和在氯... 详细信息

碳钢在海洋环境下的锈蚀尤为严重,层状双金属氢氧化物(LDH)因可设计性而在金属防腐上拥有巨大潜力。通过电沉积-水热法在碳钢表面原位生长Zn/Al-NO_(3)^(-)-LDH和Mg/Al-NO_(3)^(-)-LDH膜,并研究两者在混凝土高碱性环境下的适应性和在氯化钠溶液中的阻锈性能。结果表明:在高碱性饱和Ca(OH)2溶液中,Zn/Al-NO_(3)^(-)-LDH膜难以稳定存在而新生成Ca/Al-NO_(3)^(-)/OH^(-)-LDH和部分无定形氢氧化物,Mg/Al-NO_(3)^(-)-LDH膜则保持稳定且阴离子交换为Mg/Al-NO_(3)^(-)/OH^(-)-LDH膜。电化学结果显示在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,Mg/Al-NO_(3)^(-)-LDH膜拥有更高的阻抗和更低的腐蚀电流密度,其对碳钢基体的腐蚀保护效率高达97.43%,有效地抵御了氯离子侵蚀。

关键词：电沉积-水热法层状双金属氢氧化物金属阳离子耐碱性耐腐蚀性

机器学习算法用于自密实混凝土性能设计的研究进展

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材料导报 2024年第11期38卷 104-113页

作者：龙武剑罗盛禹程博远冯甘霖李利孝深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518060

为了厘清自密实混凝土材料各组分与其工作性能、力学性能、耐久性能间的复杂耦合影响机制,近年来,机器学习方法被越来越多地应用于自密实混凝土配合比设计与优化以及性能分析方面的研究。机器学习方法具有在复杂数据集中学习数据间的内... 详细信息

为了厘清自密实混凝土材料各组分与其工作性能、力学性能、耐久性能间的复杂耦合影响机制,近年来,机器学习方法被越来越多地应用于自密实混凝土配合比设计与优化以及性能分析方面的研究。机器学习方法具有在复杂数据集中学习数据间的内在规律或映射关系的能力,在自密实混凝土设计领域被认为是构建混凝土原材料配合比与性能间映射关系模型的一种具有广阔前景的技术手段。然而,机器学习方法由于其依赖的数据集难以满足以及算法架构的可解释性较差等因素限制,使得基于机器学习在自密实混凝土性能设计领域面临着一系列挑战。本文系统总结梳理当前机器学习在自密实混凝土各项性能设计的应用情况,重点分析数据驱动的机器学习算法应用于自密实混凝土设计领域时面临的主要技术难点:高维度与小样本数据的难题、性能多目标优化难题、模型复杂而缺乏可解释性难题;归纳总结机器学习在自密实混凝土材料性能设计领域应用的发展趋势及未来发展方向。

关键词：机器学习自密实混凝土配合比设计性能预测

谐波激励下考虑偏置小回环的剩余损耗参数辨识和磁滞特性预测方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：安勃钱子怡赵小军杜振斌刘兰荣苑东伟华北电力大学电力工程系河北省输变电装备电磁与结构性能重点实验室

铁心常常运行在谐波工况，磁滞回线内部可能产生偏置小回环，给磁滞回线的准确预测带来困难。引入改进的剩余损耗公式，提升了准静态损耗的模拟精度。提出了静态磁滞回线的计算方法，并利用计算结果建立了静态逆Preisach模型。基于静态... 详细信息

铁心常常运行在谐波工况，磁滞回线内部可能产生偏置小回环，给磁滞回线的准确预测带来困难。引入改进的剩余损耗公式，提升了准静态损耗的模拟精度。提出了静态磁滞回线的计算方法，并利用计算结果建立了静态逆Preisach模型。基于静态模型和改进公式建立动态模型，提升了正弦激励的模拟精度，并推导出剩余损耗参数与频率的关系。在谐波激励下，将改进模型用于主磁滞回环的预测，并结合动态Preisach模型推导了考虑偏置分量影响的小回环剩余损耗参数公式。将小回环周期划分为环路区和过渡区，引入了随时间变化的剩余损耗参数。利用磁通密度局部极值点序列进行参数辨识，提出了谐波激励下考虑偏置小回环的动态磁滞预测方法。最后，预测曲线与测量曲线对比，验证了所提方法的可行性和准确性。

关键词：损耗分离理论谐波激励小磁滞回环损耗预测剩余损耗

硫酸铝对高掺量流化床粉煤灰基泡沫混凝土性能的影响

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材料导报 2024年第20期38卷 174-181页

作者：董必钦张枭刘源涛何晓伟王琰帅深圳大学土木与交通工程学院广东省滨海土木工程耐久性重点实验室深圳市低碳建筑材料与技术重点实验室广东深圳518060

随着新型循环流化床燃煤技术的发展,循环流化床粉煤灰(CFBFA)的排放量日益增加。结合我国北方地区冬季严寒时保温隔热材料需求量大的现状,采用高掺量CFBFA制备具有保温隔热性能的泡沫混凝土。针对泡沫混凝土存在的凝结时间长以及早期强... 详细信息

随着新型循环流化床燃煤技术的发展,循环流化床粉煤灰(CFBFA)的排放量日益增加。结合我国北方地区冬季严寒时保温隔热材料需求量大的现状,采用高掺量CFBFA制备具有保温隔热性能的泡沫混凝土。针对泡沫混凝土存在的凝结时间长以及早期强度低等问题,本工作掺入硫酸铝进行改性,研究并分析了硫酸铝掺量对泡沫混凝土密度、强度和导热系数的影响。利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)以及扫描电子显微镜(SEM)等研究了硫酸铝作用下CFBFA基泡沫混凝土的水化产物和微观形貌。此外,还利用3D轮廓仪分析了泡沫混凝土的孔隙结构。结果表明,硫酸铝促进了本体系早期AFt的生成,与基准组(硫酸铝掺量为0%(质量分数,下同))相比,15%硫酸铝掺量的CFBFA基泡沫混凝土的初凝时间缩短了470 min,10%硫酸铝掺量的泡沫混凝土3 d强度可达到10.43 MPa,导热系数为0.31 W·m^(-1)·K^(-1)。这种泡沫混凝土具有较快批量化生产的潜力。

关键词：泡沫混凝土流化床粉煤灰(CFBFA) 隔热无碱液体速凝剂孔隙结构

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可修复钢制屈曲约束支撑力学性能试验与数值模拟研究

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工程力学 2024年第6期41卷 145-153页

作者：熊琛吴迪晟管民生刘尤森杜宏彪深圳大学广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518060 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060

提出了一种可修复钢制屈曲约束支撑(RBRB),该支撑可通过核心板的局部替换实现支撑修复。RBRB各部件采用螺栓连接,无须拆除屈曲约束盖板即可实现核心板修复替换,修复过程简单。设计了两种不同核心板宽度的RBRB试件,并开展低周往复加载试... 详细信息

提出了一种可修复钢制屈曲约束支撑(RBRB),该支撑可通过核心板的局部替换实现支撑修复。RBRB各部件采用螺栓连接,无须拆除屈曲约束盖板即可实现核心板修复替换,修复过程简单。设计了两种不同核心板宽度的RBRB试件,并开展低周往复加载试验,讨论了其滞回性能、失效模式以及累计塑性变形能力。试验结果表明RBRB滞回曲线较为饱满,具有稳定的滞回性能与良好的累计塑性变形能力。RBRB试件在核心板修复后滞回性能与修复替换前保持一致,表明其可修复性较好。对试件开展了数值模拟研究,并与试验结果进行对比,结果显示数值模拟的破坏形式及滞回曲线与试验结果吻合良好。

关键词：屈曲约束支撑可修复拟静力试验滞回性能有限元分析

电-磁-机耦合视域下考虑气隙影响的变压器铁心振动特性精细化模拟方法

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4257-4269页

作者：赵小军张佳伟王浩名苗宇刘兰荣华北电力大学电力工程系保定071003 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳550002 河北省输变电装备电磁与结构性能重点实验室保定071056

目前,对于铁心振动计算通常采用有限元仿真来实现,但该方法计算时间长且效率低,为解决此问题,该文提出了基于机-电类比的铁心多场耦合特性精细化建模与计算方法。根据铁心步进搭接区域的结构特点,对搭接区域铁心进行磁路建模,建立考虑... 详细信息

目前,对于铁心振动计算通常采用有限元仿真来实现,但该方法计算时间长且效率低,为解决此问题,该文提出了基于机-电类比的铁心多场耦合特性精细化建模与计算方法。根据铁心步进搭接区域的结构特点,对搭接区域铁心进行磁路建模,建立考虑气隙影响的铁心等效磁路模型。根据机-电类比方法和振动理论,建立可描述变压器铁心振动的集总式和分布式等效振动回路模型,基于搭接区域磁场分布特性建立二端口级联形式的等效振动回路模型,实现了铁心振动特性的快速精准计算。搭建了叠片铁心测试平台并进行实验,通过将测量结果与计算结果对比,发现励磁电流、铁心磁通密度、位移和加速度等具有较好的一致性,验证了所提方法的有效性和准确性。

关键词：场路耦合磁致伸缩叠片铁心振动