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混凝土低温性能表征技术和研究方法综述 被引量:5
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作者 段品佳 杨海涛 +4 位作者 刘娟红 娄百川 罗坤 许鹏玉 贾欣闪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期11091-11098,共8页
液化天然气(LNG)贸易的繁荣加剧了LNG储罐的需求。以混凝土代替9%镍钢制备“全混凝土”LNG储罐可降低46%的成本和缩短33%的工期并提高结构的耐久性,此技术具有重大经济和科学意义。全混凝土LNG储罐在服役过程中面临的最大风险是温度波动... 液化天然气(LNG)贸易的繁荣加剧了LNG储罐的需求。以混凝土代替9%镍钢制备“全混凝土”LNG储罐可降低46%的成本和缩短33%的工期并提高结构的耐久性,此技术具有重大经济和科学意义。全混凝土LNG储罐在服役过程中面临的最大风险是温度波动(-40~-165℃)和低温冻融循环(室温至-170℃)。目前,低温环境(-40~-197℃)中混凝土的失效机理尚不清楚。低温环境孔隙中的水结冰会引起混凝土孔结构、热导率、热应变、渗透性能和失效过程中能量释放行为的变化。低温环境混凝土性能的演变机制还处于研究初期,采用先进的表征技术和高效的研究方法从多角度探究孔隙中水结冰和混凝土宏观性能演化的内在联系,是明确低温环境混凝土劣化机理的有效策略。本文对低温环境混凝土的表征技术(核磁共振技术(NMR)、X射线计算机断层扫描技术(μ-CT)、差分扫描量热技术(DSC)、低温扫描电子显微技术(LTSEM)、声发射技术(AE)和激光闪光法(LFA))及研究方法(热应变测试和渗透性测试)进行综述,并对超高性能混凝土(UHPC)的低温性能进行总结。在低温环境中,利用NMR技术和DSC技术可原位分析混凝土孔隙中水的结冰行为。其中,NMR技术可研究孔隙中水状态的演化;DSC技术基于热流数据可量化表征孔隙中冰的体积。μ-CT技术可探究冻融前后孔隙和裂缝的三维形态。LTSEM技术可获取孔隙中冰体的微观形貌。热应变测试和AE技术结合使用可明确混凝土热变形与失效过程中能量释放之间的相关性。通过降低孔隙率、含水率和剔除粗骨料,可使UHPC具有优异的耐低温性能。目前,低温环境中混凝土的导热性能和渗透性能仍缺少全面研究,采用LFA技术可测定低温环境混凝土的热导率。本文系统归纳了低温环境混凝土的表征技术和研究方法,有助于深入理解低温环境混凝土的失效机理和研制高耐久性的全混凝土LNG储罐。 展开更多
关键词 混凝土 低温环境 表征技术 孔结构 热学性能 渗透性能
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混凝土超低温力学特性及本构关系研究 被引量:3
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作者 段品佳 毕晓星 +4 位作者 李宇航 刘娟红 周大卫 程立年 娄百川 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期69-73,共5页
本工作针对全混凝土液化天然气(LNG)储罐服役期间面临的超低温环境(-165℃)问题,配制了一种高强耐超低温混凝土(LHC)。对不同低温LHC和普通C60混凝土进行单轴和三轴压缩试验,得出了LHC和C60混凝土的强度变化规律。借助双参数本构模型,... 本工作针对全混凝土液化天然气(LNG)储罐服役期间面临的超低温环境(-165℃)问题,配制了一种高强耐超低温混凝土(LHC)。对不同低温LHC和普通C60混凝土进行单轴和三轴压缩试验,得出了LHC和C60混凝土的强度变化规律。借助双参数本构模型,表征了应力和温度耦合作用下LHC和C60混凝土的变形特性。结果表明,在单轴压缩试验中,随着温度的降低,LHC的强度从65.3 MPa(20℃)增长到96.2 MPa(-165℃);普通C60混凝土的强度先增加后降低,在-140℃时达到最大值78.1 MPa;LHC和C60的延性均随温度降低呈波动下降趋势。在三轴应力状态下,LHC和C60的强度和延性均随温度的降低有所增大。两组试验条件下,LHC均比普通C60混凝土具有更优异的低温力学性能。本研究可以为LHC在全混凝土液化天然气储罐的应用提供参考。 展开更多
关键词 LNG储罐 超低温 混凝土 强度 本构关系
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借助激光闪光法研究高强混凝土的低温热学性能 被引量:11
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作者 杨海涛 段品佳 +3 位作者 吴瑞东 刘娟红 娄百川 罗坤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第16期16043-16048,共6页
低温环境中混凝土的热学性能是影响全混凝土LNG储罐安全高效运行的重要因素。本工作评价了一种新型耐低温高性能混凝土(CHC)的低温性能,并对其孔结构特征和低温环境中的热流变化、力学和热学性能进行了分析。结果表明:CHC基体中毛细孔... 低温环境中混凝土的热学性能是影响全混凝土LNG储罐安全高效运行的重要因素。本工作评价了一种新型耐低温高性能混凝土(CHC)的低温性能,并对其孔结构特征和低温环境中的热流变化、力学和热学性能进行了分析。结果表明:CHC基体中毛细孔和气孔的体积以及总孔隙率均低于C60混凝土。低温环境中,CHC基体的热流曲线在-36℃达到峰值;其热流曲线放热峰、比热容、热扩散系数和热导率均低于C60混凝土。当温度由25℃降至-90℃时,CHC基体和C60混凝土的峰值应力、弹性模量及热扩散系数增加;比热容和热导率降低。低温环境中,CHC的力学性能及其基体的热学性能均优于C60混凝土。 展开更多
关键词 混凝土 低温 热流 孔结构 热学性能
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混凝土超低温冻融循环损伤演化规律和机理 被引量:22
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作者 周大卫 刘娟红 +2 位作者 段品佳 程立年 娄百川 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期490-497,共8页
针对全混凝土液化天然气储罐面临的超低温冻融循环问题,自主设计了一种高强耐低温混凝土(LHC);对不同超低温冻融循环次数下LHC和C60混凝土进行了单轴和三轴压缩试验.结果表明:LHC和C60混凝土强度均随循环次数增加而降低,且相同超低温冻... 针对全混凝土液化天然气储罐面临的超低温冻融循环问题,自主设计了一种高强耐低温混凝土(LHC);对不同超低温冻融循环次数下LHC和C60混凝土进行了单轴和三轴压缩试验.结果表明:LHC和C60混凝土强度均随循环次数增加而降低,且相同超低温冻融循环次数下,LHC的强度均高于C60混凝土;利用Weibull分布,以弹性模量作为损伤变量,得出了单轴和三轴应力状态下损伤演化速度和最终损伤度随超低温冻融循环次数的变化规律;通过压汞(MIP)和核磁共振(NMR)试验,分析了不同状态下LHC和C60混凝土孔隙特性的变化规律,证明了孔隙水是影响混凝土抗超低温冻融循环能力的重要因素,并从微观上解释了LHC具有更好抗超低温冻融循环能力的机理. 展开更多
关键词 液化天然气储罐 超低温冻融循环 损伤演化 压汞 核磁共振
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基于AFS辅助控制的汽车四通道ABS协同控制
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作者 倪铭 李玉芳 娄百川 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2020年第8期29-36,共8页
四通道ABS通过独立控制每个车轮上的制动力可以充分利用路面附着力,实现更好的制动效能,但同时存在由于左右车轮的制动力不等致使汽车制动时的方向稳定性和转向控制性差的问题。针对这种情况,为改善四通道ABS的制动性能,运用模糊自适应... 四通道ABS通过独立控制每个车轮上的制动力可以充分利用路面附着力,实现更好的制动效能,但同时存在由于左右车轮的制动力不等致使汽车制动时的方向稳定性和转向控制性差的问题。针对这种情况,为改善四通道ABS的制动性能,运用模糊自适应PID和滑模控制,提出基于AFS辅助控制的四通道ABS协同控制方法。由Matlab/Simulink与Carsim的联合仿真结果表明:基于AFS辅助控制的四通道ABS在保证制动效能的同时,方向稳定性和转向控制性能得到较好的提升,验证了所设计协同控制方法的有效性和合理性,为四通道ABS的深入研究及应用提供了理论参考。 展开更多
关键词 ABS AFS 协同控制 模糊自适应PID 滑模控制
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