废旧混凝土再生材料在沥青混凝土中的稳定化利用研究 被引量：5

1

作者 郭汝涛 黄选银 +2 位作者 马彩霞 张国华 陈宗武 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期138-149,共12页

为实现废旧混凝土的便捷、高效再利用,在分析不同粒径范围再生材料的宏、微观性质特征及其沥青混凝土主要工程性能的基础上,确定可克服再生粗骨料性质缺陷的再生材料适用粒径范围以及该粒径范围再生材料在沥青混凝土中的利用方案。结果... 为实现废旧混凝土的便捷、高效再利用,在分析不同粒径范围再生材料的宏、微观性质特征及其沥青混凝土主要工程性能的基础上,确定可克服再生粗骨料性质缺陷的再生材料适用粒径范围以及该粒径范围再生材料在沥青混凝土中的利用方案。结果表明:随着再生材料粒径的减小,由砂浆-碎石界面间隙、裂缝以及砂浆层内部孔隙、裂纹引起的再生粗骨料材料性质不佳以及性质变异性大的问题得到了显著改善,尤其当再生材料以粉状存在时,其材料性质非常均匀,因此建议将废旧混凝土以再生粉料的形式进行循环利用;引入高碱性水泥与再生粉料配合使用可消除再生粉料因SiO_(2)含量较高对沥青混凝土性能潜在的不利影响,再生粉料与水泥体积比为3∶1时可制备出水稳定性、高低温性能以及疲劳性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)要求的沥青混凝土。 展开更多

关键词 废旧混凝土 再生骨料 再生粉料 沥青混凝土 稳定化利用

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赤藓糖醇基复合相变材料的研究进展 被引量：10

2

作者 马超 王静 +4 位作者 冀志江 王永超 解帅 李衎 李飞 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期11179-11186,11207,共9页

相变储热材料通过其相变潜热实现能量的吸收、储存与释放,可以合理有效地利用现有能源、优化使用可再生资源和提高能源利用率。赤藓糖醇的相变温度约118℃,潜热约314 J/g,储能密度大、无腐蚀性,在中温储能领域有广阔的应用前景,现已被... 相变储热材料通过其相变潜热实现能量的吸收、储存与释放,可以合理有效地利用现有能源、优化使用可再生资源和提高能源利用率。赤藓糖醇的相变温度约118℃,潜热约314 J/g,储能密度大、无腐蚀性,在中温储能领域有广阔的应用前景,现已被广泛应用于太阳能蓄热、工业余废热回收、清洁供暖等领域。然而,赤藓糖醇过冷严重、导热性能相对较差,使得热能无法及时地释放,造成热能利用效率不高,极大地限制了其在储能领域的应用。复合材料制备技术的发展为改善赤藓糖醇的过冷与导热性能提供了一种新的方法,在保留赤藓糖醇优异性能的同时,弥补了它的高过冷和低导热等缺陷。目前,制备赤藓糖醇复合相变材料已成为改善赤藓糖醇性能的主要方法,并取得了显著的成果。引入成核剂可以降低体系的形核势垒,促进成核,从而抑制过冷。纳米金属及其氧化物、膨胀石墨、石墨泡沫等材料的合理引入明显降低了赤藓糖醇的过冷度,最高可降低93%。将赤藓糖醇长时间控制在过冷的亚稳态,是利用其高过冷特性进行跨季节储能应用的关键,但该技术仍处于研究阶段。通过添加高导热材料来增加赤藓糖醇的当量热导率和增大相变蓄热器换热面积是赤藓糖醇热强化的主要措施,当量热导率可高达30 W/(m·K),且热利用率显著提高。相平衡理论为调节赤藓糖醇的相变温度提供了思路,选择合适的有机相变材料可以制备出相变温度在70~120℃范围内可调、潜热大于200 J/g的共晶相变材料。本文简述了赤藓糖醇基复合相变材料的常用制备技术,分别对改善赤藓糖醇过冷性能和导热性能的手段以及如何利用赤藓糖醇的高过冷进行综述,归纳了调控赤藓糖醇相变温度的方法,分析了赤藓糖醇基复合相变材料在实际应用中的优势。 展开更多

关键词 相变材料 赤藓糖醇 过冷 热导率 相变温度

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用于红外和雷达波隐身的水泥基复合材料 被引量：1

3

作者 马超 解帅 +3 位作者 王永超 冀志江 吴子豪 王静 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期22-30,共9页

红外和雷达波隐身主要是通过降低目标的红外辐射信号和雷达回波信号来提高目标的隐蔽性。将相变材料与炭黑封装为相变单元,并将其与膨胀珍珠岩-磁粉/水泥复合材料结合,研制出一种兼具红外和雷达波隐身的双功能水泥基复合材料,对其吸波... 红外和雷达波隐身主要是通过降低目标的红外辐射信号和雷达回波信号来提高目标的隐蔽性。将相变材料与炭黑封装为相变单元,并将其与膨胀珍珠岩-磁粉/水泥复合材料结合,研制出一种兼具红外和雷达波隐身的双功能水泥基复合材料,对其吸波性能和热性能进行试验与仿真研究。结果表明:炭黑对相变材料相变温度的影响较小,潜热仅降低了约1.9%;500次冷热循环后,相变材料的潜热留存率为78.3%,循环稳定性较好。相变单元和膨胀珍珠岩均可以提高水泥基复合材料的吸波能力,且反射损耗在-5~-15 dB可调。相变单元通过吸收大量热量来降低目标外表面温度,削弱红外辐射。相变材料的加入会增加水泥基复合材料的热导率,但相变材料高储热密度和珍珠岩低热导率的共同作用使得水泥基复合材料的隔热效应更加显著,从而降低目标的红外辐射信号。仿真结果表明:磁损耗仅出现在水泥基体中,相变单元通过电阻损耗来影响水泥基复合材料的吸波性能。热量传递在相变单元处受阻,传导热通量在相变单元边缘处的传输过程出现弯曲。当相变材料相变完成后,热量趋于均匀分布。因此,水泥基复合材料可通过损耗电磁波来降低雷达回波信号,通过相变材料吸收目标的热量来降低红外辐射,从而实现不同复杂环境下建筑材料的红外和雷达波等多波段隐身。 展开更多

关键词 水泥基复合材料 红外隐身 雷达波隐身 相变材料 有限元法

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片状Al_(2)O_(3)增强建筑陶瓷板材的制备与性能研究 被引量：1

4

作者 聂光临 刘一军 +6 位作者 汪庆刚 程科木 吴洋 黄玲艳 潘利敏 包亦望 饶平根 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第16期76-82,共7页

本研究采用片状Al_(2)O_(3)为二维增强体,实现了建筑陶瓷板材的力学强化。探究了片状Al_(2)O_(3)粒径与掺量对建筑陶瓷致密度、力学性能、物相组成与微观结构的影响规律,并阐释了片状Al_(2)O_(3)的强韧化机制。研究结果表明:随着片状Al_... 本研究采用片状Al_(2)O_(3)为二维增强体,实现了建筑陶瓷板材的力学强化。探究了片状Al_(2)O_(3)粒径与掺量对建筑陶瓷致密度、力学性能、物相组成与微观结构的影响规律,并阐释了片状Al_(2)O_(3)的强韧化机制。研究结果表明:随着片状Al_(2)O_(3)掺量的增加,建筑陶瓷的吸水率与显气孔率逐渐增加、致密度逐渐降低,但片状Al_(2)O_(3)粒径的减小有利于减弱其对建筑陶瓷致密化的抑制作用,使得片状Al_(2)O_(3)(粒径为5μm)的强韧化效果明显优于片状Al_(2)O_(3)(粒径为10μm);掺加5%(质量分数)片状Al_(2)O_(3)(5μm)制得的建筑陶瓷弯曲强度与断裂功可达(71.6±5.5)MPa和(296.2±45.3)J/m^(2),分别较空白试样(片状Al_(2)O_(3)掺量为0%)高25.2%和46.5%。建筑陶瓷的烧结过程不会改变片状Al_(2)O_(3)的晶相与片晶结构,且其与建筑陶瓷基体的界面结合良好,利用片状Al_(2)O_(3)的复合强化、裂纹钉扎、弥散强化与预应力强化机制,可实现建筑陶瓷力学性能的有效提升。所提出的片状Al_(2)O_(3)强韧化技术不仅可提升建筑陶瓷板材的服役安全性与可靠性,而且有利于促进建筑陶瓷板材的薄型化制备。 展开更多

关键词 片状氧化铝 建筑陶瓷 弯曲强度 断裂功 强韧化

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纳米材料与无碱速凝剂的相容性及协同机理研究 被引量：6

5

作者 高瑞军 郭君华 +2 位作者 林泽坚 王宏霞 高春勇 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期12090-12094,共5页

纳米材料能够显著增强水泥基材料的力学性能和耐久性能,为拓展纳米材料在喷射混凝土中的应用。研究了液体无碱速凝剂在固定掺量条件下,不同种类和维度的纳米材料对水泥净浆的凝结时间及胶砂抗压强度的影响,并分析了纳米材料与无碱速凝... 纳米材料能够显著增强水泥基材料的力学性能和耐久性能,为拓展纳米材料在喷射混凝土中的应用。研究了液体无碱速凝剂在固定掺量条件下,不同种类和维度的纳米材料对水泥净浆的凝结时间及胶砂抗压强度的影响,并分析了纳米材料与无碱速凝剂之间的协同促进机理。研究结果表明,不同种类纳米材料对水泥净浆凝结时间的影响程度不同,所有纳米材料均能够缩短水泥净浆的凝结时间,零维纳米SiO_(2)的影响程度最大,凝结时间由空白组的110 s降低到65 s。同时,掺加零维纳米SiO_(2)的水泥胶砂6 h和1 d抗压强度分别提升了22.8%和41.2%。XRD和SEM结果表明,纳米材料与速凝剂之间的良好相容性归因于纳米材料的化学反应活性和高需水量,并通过填充效应、晶核效应、化学反应活性和界面过渡区结构优化等作用,在降低了水泥净浆实际水灰比的同时促进钙矾石和氢氧化钙水化产物的增加,从而缩短了凝结时间及提升了水泥胶砂的抗压强度。 展开更多

关键词 纳米材料 无碱速凝剂 凝结时间 抗压强度 作用机理

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混凝土用淀粉基化学功能材料的研究进展和展望 被引量：2

6

作者 李彬 王玲 《建筑材料学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期858-865,共8页

淀粉是一种绿色可再生材料,近几年围绕建材行业需求,以淀粉为原料,通过化学合成制备得到的多种淀粉基化学功能材料展现出良好的性能和巨大的应用潜能.针对以淀粉基化学功能材料作为黏度改性剂、减水剂、水化温升抑制剂,以及高吸水性材... 淀粉是一种绿色可再生材料,近几年围绕建材行业需求,以淀粉为原料,通过化学合成制备得到的多种淀粉基化学功能材料展现出良好的性能和巨大的应用潜能.针对以淀粉基化学功能材料作为黏度改性剂、减水剂、水化温升抑制剂,以及高吸水性材料的相关工作,包括制备方法、作用机理和应用效果进行了综述,并对该研究领域今后的发展方向进行了展望. 展开更多

关键词 淀粉 黏度改性剂 减水剂 水化温升抑制剂 高吸水性材料

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T-history外推法求解温度高于90℃相变材料的热物性研究 被引量：1

7

作者 马超 冀志江 +4 位作者 王静 王永超 解帅 吴渝 赵聪慧 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第10期52-58,共7页

相变材料的热物性对其筛选与应用至关重要。通常情况下,原始的T-history法可以求解相变温度低于90℃的相变材料的热物性,且简单方便、测试样品体积大,接近于实际相变过程。为了求解相变温度高于90℃的相变材料的热物性,对原始T-history... 相变材料的热物性对其筛选与应用至关重要。通常情况下,原始的T-history法可以求解相变温度低于90℃的相变材料的热物性,且简单方便、测试样品体积大,接近于实际相变过程。为了求解相变温度高于90℃的相变材料的热物性,对原始T-history法进行了改进,并将其命名为T-history外推法(THEM)。它以纯水为参考材料,将纯水的降温曲线拟合外推至相变材料的初始冷却温度,从而求解温度高于90℃的相变材料的热物性。选取熔点为118℃的赤藓糖醇,基于T-history外推法进行实验验证,结果表明,固体赤藓糖醇的导热系数与参考值吻合良好,潜热的计算值与DSC测试值的误差控制在5%以内。改进后的T-history外推法可以用于求解温度高于90℃相变材料的热物性。 展开更多

关键词 T-history外推法 热物性 赤藓糖醇 潜热 热导率

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胶砂比对低钙固碳胶凝材料砂浆碳化硬化性能的影响 被引量：6

8

作者 畅祥祥 刘松辉 +4 位作者 张程 房晶瑞 刘姚君 赵松海 管学茂 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期4142-4149,共8页

为了降低生产高性能预制建材制品过程中二氧化碳的排放,用工业原料石灰石和砂岩在1275℃煅烧制备了一种低钙固碳胶凝材料,研究了胶砂比(1∶0、1∶1、1∶2、1∶3)对低钙固碳胶凝材料碳化程度及砂浆早期碳化硬化性能的影响规律,并通过XRD... 为了降低生产高性能预制建材制品过程中二氧化碳的排放,用工业原料石灰石和砂岩在1275℃煅烧制备了一种低钙固碳胶凝材料,研究了胶砂比(1∶0、1∶1、1∶2、1∶3)对低钙固碳胶凝材料碳化程度及砂浆早期碳化硬化性能的影响规律,并通过XRD、TG-DTA、FT-IR、SEM、纳米压痕、压汞仪等研究了碳化低钙固碳胶凝材料浆体与硅质河砂骨料的界面矿物组成、孔隙率及微观力学性能演变规律。结果表明,随着胶砂比的降低,固碳胶凝材料的碳化程度显著提高;而胶砂比为1∶1时砂浆的抗压强度最高,碳化养护24 h抗压强度达到46.9 MPa;继续降低胶砂比,砂浆的碳化硬化性能下降,可能与碳酸钙晶体在界面过渡区的富集有关。 展开更多

关键词 固碳 胶砂比 孔隙率 界面过渡区 纳米压痕

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基于机械活化法制备高强韧高柔性建筑陶瓷 被引量：2

9

作者 聂光临 刘一军 +5 位作者 汪庆刚 黄玲艳 吴洋 潘利敏 包亦望 饶平根 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第24期127-135,共9页

为实现建筑陶瓷力学性能的大幅度提升,采用机械活化法(MA)对建筑陶瓷粉体进行预处理,探究了MA处理时间对建筑陶瓷粉体、生坯、烧结体性能的影响规律;并基于陶瓷试样物相组成与微观结构分析,阐释了MA的强韧化机制。结果表明:MA可降低陶... 为实现建筑陶瓷力学性能的大幅度提升,采用机械活化法(MA)对建筑陶瓷粉体进行预处理,探究了MA处理时间对建筑陶瓷粉体、生坯、烧结体性能的影响规律;并基于陶瓷试样物相组成与微观结构分析,阐释了MA的强韧化机制。结果表明:MA可降低陶瓷粉体粒径、增强烧结活性,并提升陶瓷生坯的致密化进程,而且有利于提升建筑陶瓷的致密度,降低陶瓷中气孔缺陷数量与尺寸,继而实现了陶瓷的致密化强化;此外,MA还可以细化与均匀化刚玉和石英相颗粒,促进石英在液相中的熔解,提升玻璃相基体中SiO_(2)含量,增大莫来石相的结晶度与长径比及陶瓷断面的粗糙度与裂纹扩展路径,继而可提升弥散增强、基体强化、莫来石强化效果与裂纹偏转增韧效果,有利于实现建筑陶瓷的强韧化。随着MA处理时间的延长,建筑陶瓷的力学强度、韧性与柔性均逐渐增强,MA处理40 min制得的陶瓷试样的弯曲强度((88.2±6.3)MPa)、断裂功((390.5±44.2)J/m^(2))与极限应变((10.24±0.48)×10^(-4))分别较未经MA处理制得的试样提升了52.8%、112.6%、39.1%,表明MA是一种有效的建筑陶瓷强韧化和柔化方法。此外,该方法操作简单,在高强韧建筑陶瓷板材制备领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 机械活化法 建筑陶瓷 弯曲强度 断裂功 强韧化 物相组成 微观结构

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外掺机制砂石粉对水泥基材料流变性能的影响及机理 被引量：18

10

作者 高瑞军 吴浩 +1 位作者 王玲 姚燕 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第4期1080-1085,共6页

针对机制砂混凝土流变性能敏感性难以调控的问题,研究了机制砂中石粉含量对水泥基材料流变行为影响及其作用机理。利用XRD表征了机制砂中石粉的物相组成,通过水泥净浆流动度和砂浆扭矩参数探索了机制砂中石粉含量对水泥和砂浆流变性能... 针对机制砂混凝土流变性能敏感性难以调控的问题,研究了机制砂中石粉含量对水泥基材料流变行为影响及其作用机理。利用XRD表征了机制砂中石粉的物相组成,通过水泥净浆流动度和砂浆扭矩参数探索了机制砂中石粉含量对水泥和砂浆流变性能的影响,并通过砂浆需水量以及石粉对外加剂的吸附性能测试研究了石粉对流变性能的影响机理。结果表明,水泥净浆流动度和砂浆扭矩随着机制砂石粉掺量的增大分别降低和增大,且石粉掺量超过10%后影响程度增加更明显。含石粉砂浆的需水量比为93%,表明水泥净浆流动度的降低并不是由于石粉消耗自由水导致的。总有机碳(TOC)测试结果表明,石粉和水泥对外加剂存在竞争吸附,水泥对聚羧酸减水剂的吸附能力更强,聚羧酸减水剂会优先吸附在水泥颗粒表面上,石粉外掺时宏观上表现出水泥净浆流动度会下降,内掺时水泥净浆流动度会逐渐增大。 展开更多

关键词 机制砂 石粉 水泥基材料 流变性能 机理

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陶瓷薄基板材料裂纹预制与断裂韧性评价 被引量：3

11

作者 马德隆 包亦望 +3 位作者 万德田 邱岩 郑德志 付帅 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期733-737,共5页

预制长度可控的裂纹以及原位观察裂纹扩展是研究陶瓷薄基板抗断裂行为的两大重点。本研究提出应变诱导法,通过将基板与黄铜梁粘结形成复合体,利用黄铜梁弯曲变形带动侧面陶瓷薄板受拉侧拉伸变形产生可控裂纹。在工具显微镜下对复合体进... 预制长度可控的裂纹以及原位观察裂纹扩展是研究陶瓷薄基板抗断裂行为的两大重点。本研究提出应变诱导法,通过将基板与黄铜梁粘结形成复合体,利用黄铜梁弯曲变形带动侧面陶瓷薄板受拉侧拉伸变形产生可控裂纹。在工具显微镜下对复合体进行四点弯曲,原位观察样品的裂纹扩展情况,通过调节黄铜梁宽度来控制初始裂纹长度,在初始裂纹萌发后继续加载,使裂纹达到测试断裂韧性的标准长度。将这种测试方法与块体材料断裂韧性的测试标准进行了对比,结果表明:采用该方法预制裂纹后测试断裂韧性具有简易性和可靠性。应变诱导法预制裂纹成功率高,裂纹萌发位置及长度可控,且操作方便,可推广应用于超薄玻璃等其他超薄脆性材料的断裂韧性评价和分析裂纹扩展阻力。 展开更多

关键词 陶瓷薄基板 预制裂纹 原位观察 断裂韧性

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十水硫酸钠/膨胀蛭石薄膜复合相变材料的制备及性能分析 被引量：1

12

作者 吴渝 冀志江 +3 位作者 王永超 解帅 王静 马超 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3142-3150,共9页

利用膨胀蛭石(EV)丰富的孔隙结构,采取真空吸附法和薄膜真空封装技术制备了一种十水硫酸钠/膨胀蛭石薄膜复合相变材料(简称薄膜相变材料)。用扫描电子显微技术(SEM)、X射线衍射技术(XRD)、自制温度参比相变潜热测试箱等表征测试手段,分... 利用膨胀蛭石(EV)丰富的孔隙结构,采取真空吸附法和薄膜真空封装技术制备了一种十水硫酸钠/膨胀蛭石薄膜复合相变材料(简称薄膜相变材料)。用扫描电子显微技术(SEM)、X射线衍射技术(XRD)、自制温度参比相变潜热测试箱等表征测试手段,分析了薄膜相变材料的过冷和相分离等问题。结果表明,十水硫酸钠中掺入50%EV时,EV内部孔隙负载力达到饱和;在EV和硼砂共同作用下,经步冷曲线测得薄膜相变材料的过冷度为0.5℃;经薄膜真空封装后,十水硫酸钠均匀负载于EV层状结构内部,50%EV掺量的薄膜相变材料相变潜热在105 J/g以上,经300次相变循环后材料相变潜热趋于稳定,在500次相变循环后材料相变潜热保持在90 J/g以上,潜热留存率83.45%,循环性能优于常压封装下同种材料。薄膜真空封装技术获得膨胀蛭石对十水硫酸钠的良好负载效果,相变材料能够有效抑制十水硫酸钠的过冷和相分离等问题,具有较高的相变循环寿命。 展开更多

关键词 十水硫酸钠 膨胀蛭石 薄膜真空封装 过冷 相分离

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基于球压痕法的玻璃材料强度原位快速表征技术

13

作者 刘小根 齐爽 +3 位作者 万德田 孙与康 包亦望 郑德志 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4253-4261,共9页

提出基于球压技术的玻璃材料强度原位快速表征技术,研究压入载荷与环形裂纹直径变化的关系。基于均强度理论,推导玻璃局部强度与初始环形裂纹直径之间的关系式,设计通过测量初始环形裂纹直径来反演玻璃强度及残余应力的原位快速测试方... 提出基于球压技术的玻璃材料强度原位快速表征技术,研究压入载荷与环形裂纹直径变化的关系。基于均强度理论,推导玻璃局部强度与初始环形裂纹直径之间的关系式,设计通过测量初始环形裂纹直径来反演玻璃强度及残余应力的原位快速测试方法及装置,并进行试验验证。研究结果表明,在达到临界载荷时,玻璃表面产生的初始环形裂纹直径存在一个稳定区,仅当压入载荷递增至临界载荷的120%以上时,初始环形裂纹的圆环内玻璃才破碎开裂,并形成次环形裂纹,次环形裂纹直径随压入载荷增大而减小。初始环形裂纹直径与玻璃开裂时刻的强度相关。 展开更多

关键词 玻璃 强度 球压痕法 初始环形裂纹 原位快速表征技术

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冻融循环对MICP加固土性能的影响

14

作者 李俊 张伟丽 +1 位作者 陈宗武 李明依 《地质科技通报》 北大核心 2025年第1期175-184,共10页

近年来微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)备受关注,在土体加固领域也取得了一定进展。微生物加固后土体性能整体得到提升,但是冬冻春融的循环作用,使得土体结构逐渐松散,导致土体强度、抗冲刷性和保水能力均有所降低。目前针对冻融循环对M... 近年来微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)备受关注,在土体加固领域也取得了一定进展。微生物加固后土体性能整体得到提升,但是冬冻春融的循环作用,使得土体结构逐渐松散,导致土体强度、抗冲刷性和保水能力均有所降低。目前针对冻融循环对MICP固化土性能影响研究较少。采用喷洒法对试样表面进行了MICP固化处理,对多组试样给予不同冻融周期作用,并进行了无侧限抗压强度测试、冲刷试验和水分蒸发试验,探讨了试样水分蒸发速率随冻融周期增加的变化规律,以及冻融对加固土性能的影响。基于土体抵抗冲刷破坏作用机理,结合不同冻融周期下试样的表观松散程度和试验结果,探究了冻融循环导致加固土性能下降的原因。试验结果表明:试样无侧限抗压强度(UCS值)从43.83 kPa提高到加固后的69.92 kPa,经历20次冻融循环,加固试样的UCS值为未加固试样1.48倍,且加固试样冲刷侵蚀量远小于未加固试样的一半。研究表明微生物诱导生成的碳酸钙沉积物能够有效填充土体内部孔隙,黏结松散土颗粒,从而大幅提高土体强度,有效削弱冻融对土体的破坏作用。虽然冻融循环作用周期增加使得土体的加固效果逐渐劣化,但在短期冻融环境下,MICP加固后土体仍具有较高的强度,并能有效抵抗雨水的冲刷侵蚀作用。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP) 微生物加固土 冻融循环 雨水冲刷

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利用t-ZrO_(2)分散特性的优化制备高强韧高导热ZTA陶瓷

15

作者 聂光临 刘磊仁 +5 位作者 刘一军 左飞 汪庆刚 吴洋 黄玲艳 包亦望 《材料导报》 北大核心 2025年第11期75-83,共9页

力学与热学性能的同步提升有利于增强氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷基板的服役安全性与可靠性。本工作利用非水基沉淀包覆工艺(CP)提升t-ZrO_(2)在ZTA陶瓷中的分散均匀性,探究了t-ZrO_(2)分散特性对ZTA陶瓷微观结构、物相组成、残余应力分... 力学与热学性能的同步提升有利于增强氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷基板的服役安全性与可靠性。本工作利用非水基沉淀包覆工艺(CP)提升t-ZrO_(2)在ZTA陶瓷中的分散均匀性,探究了t-ZrO_(2)分散特性对ZTA陶瓷微观结构、物相组成、残余应力分布、断面三维形貌、力学与热学性能的影响规律。结果表明:t-ZrO_(2)分散特性的优化有利于细化和均匀化ZTA陶瓷的微观结构、增大Al_(2)O_(3)晶界的残余压应力、增强t-ZrO_(2)颗粒的相变活性、延长裂纹扩展路径。基于此,可实现细晶强化、相变强化、残余应力强化以及裂纹偏转增韧的协同作用,继而可大幅度提升ZTA陶瓷的强韧性与可靠性。而且,t-ZrO_(2)分散特性的优化可促进孤立t-ZrO_(2)相的形成,有利于弱化细晶及低导热第二相对ZTA陶瓷热导率的劣化作用,继而提升了ZTA陶瓷的热导率。同时,利用CP工艺成功制得力学-热学综合性能优异的ZTA陶瓷,其弯曲强度、断裂韧性、热导率、Weibull模量分别可达(669.11±42.35)MPa、(7.02±0.38)MPa·m^(1/2)、(29.81±0.28)W·m^(-1)·K^(-1)、18.62,表明t-ZrO_(2)分散特性的优化对制备高强韧高可靠性高导热ZTA陶瓷至关重要。 展开更多

关键词 氧化锆增韧氧化铝陶瓷 分散均匀性 微观结构 强韧化 弯曲强度 断裂韧性 热导率

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Al_(2)O_(3)陶瓷增材制造工艺研究进展 被引量：6

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作者 黎业华 聂光临 +3 位作者 盛鹏飞 邓欣 包亦望 伍尚华 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第14期129-140,共12页

Al_(2)O_(3)陶瓷具有优异的力学性能、热学性能、化学稳定性能及生物相容性,被广泛用于机械加工、能源化工、生物医疗等领域,但是Al_(2)O_(3)陶瓷固有的硬度及脆性导致其在成型及加工方面存在较大的困难,阻碍Al_(2)O_(3)陶瓷应用范围的... Al_(2)O_(3)陶瓷具有优异的力学性能、热学性能、化学稳定性能及生物相容性,被广泛用于机械加工、能源化工、生物医疗等领域,但是Al_(2)O_(3)陶瓷固有的硬度及脆性导致其在成型及加工方面存在较大的困难,阻碍Al_(2)O_(3)陶瓷应用范围的进一步拓展。而目前快速发展的增材制造技术可以有效解决上述成型难题,特别是在制备复杂形状的Al_(2)O_(3)陶瓷方面具有独特的优势。目前用于Al_(2)O_(3)陶瓷成型的增材制造工艺主要涉及粘结剂喷射、粉末床熔融、材料喷射、材料挤出、薄材叠层、立体光固化等。(1)粘结剂喷射适用于大尺寸Al_(2)O_(3)陶瓷零部件的成型,其工艺特性易使制备的Al_(2)O_(3)陶瓷的致密度较低,通常需要利用浸渗技术提高Al_(2)O_(3)陶瓷的致密度和力学性能。(2)粉末床熔融包括选择性激光熔融和选择性激光烧结两种成型技术:选择性激光熔融可一步制备Al_(2)O_(3)陶瓷零部件,但是较大的热应力会使Al_(2)O_(3)陶瓷内部形成裂纹缺陷;选择性激光烧结同样难以制备致密度高的Al_(2)O_(3)陶瓷,通常需要利用激光重熔、热等静压及浸渗技术提高Al_(2)O_(3)陶瓷的致密度和力学性能。(3)材料喷射适用于小尺寸、结构简单的Al_(2)O_(3)陶瓷零件的成型,难以制备悬空或空心结构的Al_(2)O_(3)陶瓷零部件。(4)材料挤出适用于高纵横比多孔Al_(2)O_(3)陶瓷零部件的成型,但是打印零部件的表面光洁度较低。(5)薄材叠层的成型速度快,适用于Al_(2)O_(3)基层合陶瓷零部件的成型,但是存在明显的台阶效应,且材料利用率较低。(6)立体光固化适用于高致密度、高表面光洁度、复杂形状的Al_(2)O_(3)陶瓷零部件的成型,具有广阔的应用前景,但是高固含量、低粘度Al_(2)O_(3)陶瓷浆料的配制以及高强韧、高可靠性Al_(2)O_(3)陶瓷构件的制备仍是一项挑战。本文重点介绍了Al_(2)O_(3)陶瓷增材制造工艺的成型原理、研究现状、优势及存在的问题,并对其发展趋势进行展望,以期为从事Al_(2)O_(3)陶瓷增材制造的研究人员提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 Al_(2)O_(3)陶瓷 增材制造 复杂形状 成型 相对密度

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高导热氮化铝陶瓷成型技术的研究进展 被引量：8

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作者 盛鹏飞 聂光临 +4 位作者 黎业华 林立甫 吴昊霖 包亦望 伍尚华 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2020年第6期771-782,共12页

AlN陶瓷具有热导率高、与Si热膨胀系数相匹配、化学稳定性好等特点,在电子信息、能源化工、交通运输等领域具有广阔的应用前景,已经引起国内外研究者的广泛关注。高导热AlN陶瓷的成型技术对于其实际工程应用至关重要,本文详细综述了AlN... AlN陶瓷具有热导率高、与Si热膨胀系数相匹配、化学稳定性好等特点,在电子信息、能源化工、交通运输等领域具有广阔的应用前景,已经引起国内外研究者的广泛关注。高导热AlN陶瓷的成型技术对于其实际工程应用至关重要,本文详细综述了AlN陶瓷的成型技术方面的研究进展,并系统比较了模压成型、流延成型、注射成型、凝胶注模成型以及3D打印技术在制备AlN陶瓷零部件方面的优缺点。此外,介绍了3D打印技术在复杂形状AlN陶瓷零部件成型中的优势,并对AlN陶瓷零部件成型技术的发展趋势与前景进行了展望。 展开更多

关键词 ALN陶瓷 成型技术 热导率 3D打印

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荷载与服役环境作用下混凝土耐久性的研究和进展 被引量：13

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作者 姚燕 王玲 +4 位作者 王振地 曹银 唐官保 杜鹏 黄鹏飞 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期855-865,879,共12页

混凝土是基础设施建设不可或缺的工程材料,其耐久性是服役环境下混凝土结构寿命的重要保障。荷载作用引起混凝土材料微结构变化,荷载较大时,混凝土内的孔隙连通和微裂纹扩展影响到介质的渗透和传输。荷载和服役环境的叠加作用加速混凝... 混凝土是基础设施建设不可或缺的工程材料,其耐久性是服役环境下混凝土结构寿命的重要保障。荷载作用引起混凝土材料微结构变化,荷载较大时,混凝土内的孔隙连通和微裂纹扩展影响到介质的渗透和传输。荷载和服役环境的叠加作用加速混凝土性能劣化,因此耦合作用下混凝土耐久性研究成为了国际关注的热点。综述了荷载与服役环境耦合作用下混凝土耐久性研究的探索和研究进展,总结了国内外在荷载-冻融循环、荷载-氯盐、荷载-碳化耦合作用下混凝土耐久性评价方法和表征参数等方面取得的重要突破,并介绍了荷载-冻融循环、荷载-氯盐耦合作用下混凝土寿命预测模型与方法的最新研究成果。最后,指出了现有荷载与典型服役环境作用下混凝土耐久性研究的局限性和后续的研究方向。 展开更多

关键词 混凝土 耐久性 荷载 服役环境 评价技术 寿命预测

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逐层磨粉pH值法测定混凝土碳化深度的试验研究 被引量：12

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作者 张铖 王玲 +1 位作者 姚燕 史鑫宇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期168-171,共4页

目前测定混凝土碳化深度的常规方法是酚酞酒精法(以质量分数为1%的酚酞酒精溶液为显色剂),它能确定混凝土中pH值小于10的完全碳化区域。混凝土的部分碳化区(PCZ)介于完全碳化区(FCZ)和未碳化区(NCZ)之间,其孔溶液碱度因碳化pH值下降至小... 目前测定混凝土碳化深度的常规方法是酚酞酒精法(以质量分数为1%的酚酞酒精溶液为显色剂),它能确定混凝土中pH值小于10的完全碳化区域。混凝土的部分碳化区(PCZ)介于完全碳化区(FCZ)和未碳化区(NCZ)之间,其孔溶液碱度因碳化pH值下降至小于11.5时会导致钢筋钝化膜失稳,影响混凝土结构服役寿命,但常规碳化深度测定方法检测不出这一区域,因此未能完整反映混凝土实际碳化损伤。本工作探索了逐层磨粉测定混凝土pH值以确定混凝土碳化深度的方法,测试了碳化7 d、14 d、28 d和56 d混凝土中FCZ和PCZ的厚度,利用热重分析(TG)测定了碳化混凝土内部各层Ca(OH)_(2)与CaCO_(3)分布,建立了混凝土中Ca(OH)_(2)与pH值的对应关系。结果表明:磨粉逐层测试pH值确定的混凝土碳化深度是酚酞酒精法的1.5~2倍,酚酞酒精法忽略了PCZ中可能导致钢筋钝化膜失稳的区域,pH值法测定混凝土碳化深度更为准确。试验还发现混凝土逐层pH值与该层Ca(OH)_(2)含量呈正相关,与该层CaCO_(3)含量呈负相关,通过逐层pH值的变化可反映混凝土碳化反应的进程。本研究为碳化混凝土结构服役寿命预测提供更准确的碳化深度数据。 展开更多

关键词 混凝土 加速碳化 部分碳化区 pH值分布

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原料中SiO2结晶特性影响熟料烧成的研究进展 被引量：6

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作者 刘潭 任雪红 张文生 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第6期1777-1781,共5页

二氧化硅(SiO2)是硅酸盐水泥生料的主要成分,其赋存于原料中的结晶特性对熟料烧成能耗及熟料质量具有决定性的影响。结合熟料烧成反应过程,根据熟料矿物与原料矿物组分之间的成键关系,分析了原料中SiO2参与熟料烧成反应的化学过程,综述... 二氧化硅(SiO2)是硅酸盐水泥生料的主要成分,其赋存于原料中的结晶特性对熟料烧成能耗及熟料质量具有决定性的影响。结合熟料烧成反应过程,根据熟料矿物与原料矿物组分之间的成键关系,分析了原料中SiO2参与熟料烧成反应的化学过程,综述了原料矿物中的Si-O键合形式,石英的含量、晶粒尺寸、晶型及结晶度等SiO2结晶特性对熟料烧成的影响及作用机理,并总结了提高惰性石英质原料中SiO2反应活性的方法。综述分析可为水泥企业高效应用各类硅源原材料,生产高质量水泥提供参考依据和科学方法。 展开更多

关键词 硅质原料 SIO2 Si-O键合形式 反应活性 熟料烧成

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