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青稞秸秆灰改性氯氧镁水泥的抗盐卤侵蚀性能与细微观结构
1
作者 张永成 曹锋 +2 位作者 郑明杰 李双营 欧阳浩 《材料导报》 北大核心 2025年第13期144-151,共8页
为了探究青稞秸秆灰(HBSA)改性氯氧镁水泥(MOC)的抗盐卤侵蚀性能,对不同HBSA掺量的MOC砂浆(MOCM)进行盐卤浸泡试验,采用抗盐卤侵蚀性能评价指标对盐卤侵蚀环境下HBSA改性MOCM的物理力学性能变化规律进行表征。通过表观形貌分析、细观孔... 为了探究青稞秸秆灰(HBSA)改性氯氧镁水泥(MOC)的抗盐卤侵蚀性能,对不同HBSA掺量的MOC砂浆(MOCM)进行盐卤浸泡试验,采用抗盐卤侵蚀性能评价指标对盐卤侵蚀环境下HBSA改性MOCM的物理力学性能变化规律进行表征。通过表观形貌分析、细观孔隙结构测试与微观结构表征,从多尺度揭示HBSA影响MOCM抗盐卤侵蚀性能的内在机理。研究结果表明,掺10%HBSA(质量分数,如无特别说明,下同)的MOCM的抗盐卤侵蚀性能显著提升,比未掺HBSA时提高了21.24%;受盐卤侵蚀后,相比未掺HBSA的砂浆,其开口孔隙率降低了4.26%,无害孔和少害孔占比增加,有害孔和多害孔占比减小,最可几孔径减小,孔隙结构更为细化。细微观结构显示,掺10%HBSA的MOCM的水化产物中产生了M-S-H凝胶,填充在5相晶体之间,提高了5相晶体在盐卤侵蚀环境中的稳定性,并且增加了微观结构的致密性,从而提高了MOCM的抗盐卤侵蚀性能。 展开更多
关键词 青稞秸秆灰 氯氧镁水泥 抗盐卤侵蚀性能 表观形貌 孔隙结构 微观结构
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青稞秸秆灰改性氯氧镁水泥砂浆防护钢筋混凝土的损伤特性
2
作者 崔丽君 乔宏霞 +2 位作者 曹锋 舒修远 盛程辉 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第9期3282-3293,共12页
为了探究青稞秸秆灰改性氯氧镁水泥砂浆防护混凝土的耐久性损伤特性及劣化规律,制备了不同防护层厚度的钢筋混凝土试件,通过在盐卤侵蚀环境下恒电流通电加速锈蚀试验对钢筋的锈蚀劣化进行了测试分析。采用混凝土裂缝缺陷探测仪对混凝土... 为了探究青稞秸秆灰改性氯氧镁水泥砂浆防护混凝土的耐久性损伤特性及劣化规律,制备了不同防护层厚度的钢筋混凝土试件,通过在盐卤侵蚀环境下恒电流通电加速锈蚀试验对钢筋的锈蚀劣化进行了测试分析。采用混凝土裂缝缺陷探测仪对混凝土侵蚀过程中的裂缝开展情况进行监测,基于交流阻抗分析与极化曲线拟合所得电化学参数,用以表征混凝土内部钢筋的锈蚀劣化情况。采用Weibull分布函数建立了氯氧镁水泥砂浆防护混凝土的耐久性损伤劣化数值模型。结果表明,在盐卤侵蚀环境下掺入青稞秸秆灰的氯氧镁水泥砂浆防护钢筋混凝土在通电648 h后,钢筋的腐蚀电流密度仍小于0.2μA·cm^(-2),处于低锈蚀状态,锈蚀发展较为缓慢;Weibull分布函数可以有效地用于青稞秸秆灰改性的氯氧镁水泥砂浆防护混凝土中钢筋锈蚀劣化的损伤程度预测。 展开更多
关键词 青稞秸秆灰 氯氧镁水泥 防护混凝土 耐久性 电化学分析 Weibull分布函数
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丙烯酸乳液/青稞秸秆灰改性氯氧镁水泥的耐水性能研究 被引量：5
3
作者 曹锋 乔宏霞 +2 位作者 李双营 喇世仁 邵亚飞 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期10122-10129,共8页
氯氧镁水泥具有较好的抗盐卤侵蚀性能,但耐水性能差限制了其在盐湖及盐渍土地区的普遍应用。为了提高氯氧镁水泥砂浆(MOCM)的耐水性能,将丙烯酸乳液(AE)和青稞秸秆灰(HBSA)分别以单掺和复掺的方式掺入MOCM中,采用软化系数来表征耐水性... 氯氧镁水泥具有较好的抗盐卤侵蚀性能,但耐水性能差限制了其在盐湖及盐渍土地区的普遍应用。为了提高氯氧镁水泥砂浆(MOCM)的耐水性能,将丙烯酸乳液(AE)和青稞秸秆灰(HBSA)分别以单掺和复掺的方式掺入MOCM中,采用软化系数来表征耐水性能的高低。采用气体吸附技术对MOCM的孔隙结构进行分析,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线衍射技术(XRD)对MOCM的微观结构进行表征,进而揭示AE和HBSA影响MOCM耐水性能的作用机理。研究结果表明,单掺1%AE时MOCM的耐水性能显著增加,但其力学性能显著下降。复掺1%AE和15%HBSA的MOCM耐水性能比未掺时增加了18.43%,而且力学性能最高。AE掺入MOCM中形成了丙烯酸镁凝胶,有效填充了孔隙,增加了结构的密实性,提高了耐水性能;但是抑制了5相晶体的形成,使得力学性能显著下降。MOCM中掺入HBSA生成了水化硅酸镁(M-S-H)凝胶,填充了5相晶体与固体颗粒之间的有害孔隙,优化了孔隙结构,提高了MOCM的力学及耐水性能。 展开更多
关键词 氯氧镁水泥 丙烯酸乳液 青稞秸秆灰 耐水性能 微观结构
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青稞秸秆灰掺入氯氧镁水泥中的活性与作用机理 被引量：7
4
作者 曹锋 谭镇 +1 位作者 乔宏霞 舒修远 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期12196-12202,12209,共8页
为了研究青稞秸秆灰(HBSA)掺入氯氧镁水泥(MOC)中的活性与作用机理,对不同煅烧温度、煅烧时间以及研磨时间所制备的HBSA的物相组成及粒径分布进行了测试,初步确定了HBSA的活性制备参数。设计了煅烧温度、煅烧时间、研磨时间3种参数影响... 为了研究青稞秸秆灰(HBSA)掺入氯氧镁水泥(MOC)中的活性与作用机理,对不同煅烧温度、煅烧时间以及研磨时间所制备的HBSA的物相组成及粒径分布进行了测试,初步确定了HBSA的活性制备参数。设计了煅烧温度、煅烧时间、研磨时间3种参数影响下MOC的力学性能正交试验,并采用相对活性指数反映掺入MOC中HBSA的活性高低。基于灰熵关联分析,对HBSA活性影响因素的主次关系进行了分析。最后,对HBSA的微观组成以及MOC的微观形貌进行分析,进而揭示其活性效应产生的机理。结果表明,600℃时煅烧2 h、研磨2 h所得HBSA的结晶度和平均粒径最小、比表面积最大、活性最高,掺入MOCM中相对活性指数达到1.06。煅烧温度对HBSA的活性影响最大,研磨时间影响次之,煅烧时间影响最小。HBSA中活性SiO_(2)的含量较高,能够与MOC的水化产物发生二次水化反应生成水化硅酸镁(M-S-H)凝胶,增强结构的密实性,提高力学性能。 展开更多
关键词 青稞秸秆灰 氯氧镁水泥 活性效应 微观结构 灰熵关联分析 作用机理
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复掺青稞秸秆灰-矿粉混凝土的性能与影响机理研究 被引量：6
5
作者 曹锋 乔宏霞 +2 位作者 舒修远 崔丽君 赵紫岩 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1562-1575,共14页
为了探究青稞秸秆灰(HBSA)和矿粉(SP)复掺对普通C40混凝土性能的影响,首先,对不同HBSA和SP掺量的混凝土进行物理和力学性能试验,确定HBSA和SP的最佳掺量。其次,采用低场核磁共振技术(NMR)和气体吸附技术对混凝土的孔隙结构进行分析。最... 为了探究青稞秸秆灰(HBSA)和矿粉(SP)复掺对普通C40混凝土性能的影响,首先,对不同HBSA和SP掺量的混凝土进行物理和力学性能试验,确定HBSA和SP的最佳掺量。其次,采用低场核磁共振技术(NMR)和气体吸附技术对混凝土的孔隙结构进行分析。最后,采用微观测试技术对混凝土的水化产物及微观结构进行表征,进而揭示HBSA和SP对混凝土性能产生影响的作用机理。研究结果表明:HBSA和SP的掺入可以有效改善混凝土的物理和力学性能。复掺10%(质量分数,下同)的HBSA和20%的SP的混凝土表观干密度最大,吸水率和开口孔隙率最小,抗压强度和劈裂抗拉强度最大,混凝土的物理力学性能最优。建议将HBSA和SP的复掺量控制在30%左右,且不宜超过40%。复掺10%HBSA和20%SP的混凝土有害孔、多害孔的孔隙率减小了0.47%,无害孔、少害孔的孔隙率增加了0.27%,总的孔隙率减小了0.2%;微小孔隙数量增加,最可几孔径减小,孔隙结构得到优化。复掺10%HBSA和20%SP的混凝土水化产物中钙矾石(AFt)和氢氧化钙的质量更小,水化硅酸钙(C-S-H)和水化硅铝酸钙(C-A-S-H)质量更大,有效填充了混凝土中的较大孔隙,增强了混凝土结构的密实性,抑制了AFt的生长,提高了混凝土的力学性能。复掺HBSA和SP时,混凝土的开口孔隙率和吸水率比单掺最优HBSA掺量时的更小,劈裂抗拉强度更大。 展开更多
关键词 青稞秸秆灰 矿粉 混凝土 孔隙结构 微观结构
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新型活性混合材料青稞秸秆灰的制备及性能 被引量：7
6
作者 曹锋 乔宏霞 +1 位作者 王鹏辉 舒修远 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期155-163,共9页
一定条件下制备的青稞秸秆灰中活性SiO_(2)含量较高,可作为新型的水泥基辅助胶凝材料。为了研究青稞秸秆灰作为新型活性混合材料的制备条件,以及对氯氧镁水泥砂浆(MOCM)力学和耐水性能的影响,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶... 一定条件下制备的青稞秸秆灰中活性SiO_(2)含量较高,可作为新型的水泥基辅助胶凝材料。为了研究青稞秸秆灰作为新型活性混合材料的制备条件,以及对氯氧镁水泥砂浆(MOCM)力学和耐水性能的影响,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪以及激光粒度仪等微观测试技术,研究不同煅烧及研磨条件下,青稞秸秆灰的活性;通过力学测试,分析不同掺入方式及青稞秸秆灰掺量的MOCM耐水性能;利用核磁共振技术测试MOCM的孔结构;通过红外光谱及微观形貌表征MOCM的微观结构;最后,揭示青稞秸秆灰对MOCM力学及耐水性能的影响机理。结果表明,青稞秸秆自然焚烧后,在600℃二次煅烧2 h,再研磨2 h,所得灰分活性最高。MOCM中掺入适量青稞秸秆灰,外掺方式比内掺方式可以获得更优的力学及耐水性能。随着青稞秸秆灰掺量的增加,外掺时,干燥、饱水状态下抗压强度先增大后减小;内掺时,干燥及饱水状态抗压强度不断减小。青稞秸秆灰外掺量为5%时力学性能最好,外掺量为10%时耐水性能最好。外掺量为10%时,MOCM中可以生成大量的水化硅酸镁(M—S—H)凝胶。有害、多害孔隙比例显著减少,从而优化孔隙结构,显著提高耐水性能。 展开更多
关键词 活性混合材料 氯氧镁水泥砂浆 青稞秸秆灰 力学性能 耐水性能 影响机理
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青稞秸秆灰对氯氧镁水泥砂浆粘结强度的影响 被引量：4
7
作者 舒修远 乔宏霞 +1 位作者 曹锋 崔丽君 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第23期84-89,共6页
本工作研究了经青稞秸秆灰(HBSA)改性的氯氧镁水泥砂浆(MOCM)作为普通混凝土(NC)的防护层,来抵御西部盐湖地区卤水侵蚀的过程,本工作以普通混凝土作为粘结基层,分别研究了MOCM中掺入HBSA、混凝土基层涂刷界面剂以及不同MOCM厚度等因素... 本工作研究了经青稞秸秆灰(HBSA)改性的氯氧镁水泥砂浆(MOCM)作为普通混凝土(NC)的防护层,来抵御西部盐湖地区卤水侵蚀的过程,本工作以普通混凝土作为粘结基层,分别研究了MOCM中掺入HBSA、混凝土基层涂刷界面剂以及不同MOCM厚度等因素对其粘结强度的影响。通过粘结拉拔试验确定最优的设计参数,进一步分析了盐卤侵蚀环境下HBSA改性MOCM粘结强度的损伤劣化规律。采用微观测试技术分析了MOCM的物相组成、官能团结构、微观形貌特征,揭示了HBSA对MOCM粘结性能的影响机理。结果表明,厚度为18 mm、掺入HBSA且涂刷界面剂的MOCM粘结强度最高,抵抗盐卤侵蚀的能力也最强。HBSA中有较多的活性SiO_(2),活性SiO_(2)能够与MOCM的水化产物发生二次水化反应,生成水化硅酸镁(M-S-H)凝胶,填充MOCM内部孔隙,增强其密实性,提高其粘结强度。 展开更多
关键词 氯氧镁水泥砂浆 活性混合材料 青稞秸秆灰 粘结性能 微观结构 影响机理
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基于Weibull分布的氯氧镁水泥盐冻耦合损伤特性与可靠性分析
8
作者 欧阳浩 曹锋 +2 位作者 郑明杰 乔宏霞 李双营 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1635-1646,共12页
为了探究青稞秸秆灰(HBSA)对氯氧镁水泥砂浆(MOCM)的抗盐冻耦合侵蚀性能影响,对不同HBSA掺量的MOCM进行盐冻耦合侵蚀试验。采用抗盐冻耦合侵蚀性能评价参数并结合表观形貌分析,反映了MOCM的损伤规律及劣化特征,进而确定了HBSA的最佳掺... 为了探究青稞秸秆灰(HBSA)对氯氧镁水泥砂浆(MOCM)的抗盐冻耦合侵蚀性能影响,对不同HBSA掺量的MOCM进行盐冻耦合侵蚀试验。采用抗盐冻耦合侵蚀性能评价参数并结合表观形貌分析,反映了MOCM的损伤规律及劣化特征,进而确定了HBSA的最佳掺量。基于低场核磁共振技术(LF-NMR)分析了盐冻耦合侵蚀过程中MOCM的孔隙结构特征,结合热重(TG)分析和扫描电子显微镜(SEM)测试,表征了MOCM的微观结构组成,揭示了HBSA对MOCM抗盐冻侵蚀性能影响的内在原因。最后,采用Weibull分布函数对MOCM的抗盐冻侵蚀性能劣化规律进行可靠性分析。结果表明,HBSA掺量为10%时,MOCM表现出最佳的抗盐冻耦合侵蚀性能,与未掺HBSA时相比提高了19%。HBSA的掺入有效改善了MOCM的孔隙结构,显著减小了有害孔和多害孔的比例。当HBSA掺量为10%时,MOCM中生成了大量M-S-H凝胶,填充了大量的有害孔隙,增强了MOCM基体结构的密实性,从而提高了抗盐冻侵蚀性能。根据Weibull分布函数的可靠性分析结果,掺入10%HBSA的MOCM在盐冻耦合侵蚀环境下的可靠性明显高于未掺HBSA时。研究结果为氯氧镁水泥(MOC)在盐湖盐渍土地区的工程应用提供理论参考。 展开更多
关键词 氯氧镁水泥 青稞秸秆灰 盐冻耦合侵蚀 孔隙特征 Weibull分布函数
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浸水环境下改性氯氧镁砂浆黏结强度变化规律 被引量：1
9
作者 乔宏霞 舒修远 +1 位作者 曹锋 崔丽君 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期137-146,共10页
为了研究经青稞秸秆灰(HBSA)改性的氯氧镁水泥砂浆(MOCM)作为西部盐湖地区普通混凝土的外防护层,抵御盐湖区卤水侵蚀从而延长混凝土服役寿命的可行性,开展了浸水环境下掺入HBSA的MOCM的黏结强度等试验研究.采用普通混凝土作为黏结基层,... 为了研究经青稞秸秆灰(HBSA)改性的氯氧镁水泥砂浆(MOCM)作为西部盐湖地区普通混凝土的外防护层,抵御盐湖区卤水侵蚀从而延长混凝土服役寿命的可行性,开展了浸水环境下掺入HBSA的MOCM的黏结强度等试验研究.采用普通混凝土作为黏结基层,以混凝土基层涂刷界面剂、MOCM中掺入HBSA以及砂浆层厚度等影响因素为变量,通过黏结拉拔试验分析各因素对MOCM黏结强度的影响规律,确定最优的设计参数,通过多项式模拟以及MATLAB中网格化处理等数值模拟方法,建立氯氧镁水泥黏结强度时变模型,进一步分析了浸水环境下改性MOCM黏结强度的损伤退化规律.采用微观测试技术分析了MOCM的物相组成、官能团结构、微观形貌、元素映射等特征,揭示了HBSA对MOCM黏结性能的影响机理.结果表明,HBSA中有较多的活性SiO2,能够与MOCM中的水化产物发生二次水化反应,生成水化硅酸镁(M―S―H)凝胶,填充MOCM内部孔隙,增强密实性,提高黏结性能.厚度为18 mm、掺入HBSA,且涂刷界面剂的MOCM黏结强度最高,其在浸水环境下的黏结强度退化速率最慢,基于三次多项式的数值模型能较好地反映其黏结强度的退化规律,最优组YY-18的相关性系数R2达到0.98. 展开更多
关键词 氯氧镁水泥砂浆 活性混合材料 青稞秸秆灰 黏结性能 微观结构 影响机理
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生物质硅改性氯氧镁水泥的力学性能与孔隙特征 被引量：2
10
作者 乔宏霞 曹锋 +1 位作者 赵紫岩 文晨 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期5001-5007,共7页
一定条件下煅烧及研磨处理制备的青稞秸秆灰(HBSA),是一种生物质硅源活性掺合料,对氯氧镁水泥(MOC)的力学性能会产生影响。为了研究HBSA掺入MOC中对其力学性能的影响规律,将不同HBSA掺量的MOC砂浆试件分别在干燥及饱水状态下进行抗折、... 一定条件下煅烧及研磨处理制备的青稞秸秆灰(HBSA),是一种生物质硅源活性掺合料,对氯氧镁水泥(MOC)的力学性能会产生影响。为了研究HBSA掺入MOC中对其力学性能的影响规律,将不同HBSA掺量的MOC砂浆试件分别在干燥及饱水状态下进行抗折、抗压强度试验,采用强度损失率和软化系数来表征MOC在饱水状态下的力学性能损伤程度,并通过低场核磁共振技术和气体吸附法对MOC砂浆试样的孔隙结构进行测试与表征。研究结果表明,掺入5%HBSA的MOC在干燥及饱水状态下的抗折、抗压强度最大,掺入10%HBSA的MOC在饱水状态下的强度损失率最低、软化系数最高。当HBSA掺量为10%时,MOC的孔隙结构中有害孔和多害孔的比例显著减少、最可几孔径减小,优化了MOC的孔隙结构,增强了饱水状态下的力学性能。 展开更多
关键词 生物质硅 青稞秸秆灰 氯氧镁水泥 力学性能 孔隙特征
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