新型“旋流-过滤”水力旋流器性能的数值模拟研究

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作者 王云东 李荣辉 +4 位作者 张水华 田浩 李港 倪栋 喻黎明 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第6期27-33,共7页

水力旋流器是一种常用的固液分离设备,广泛应用于农业灌溉、水利工程、隧道来水等领域的水沙分离处理。由于流体的高速旋转,水力旋流器内部形成了高湍流区,很容易引起二次流现象。二次流与主运动方向相反,不仅会消耗能量,而且会导致颗... 水力旋流器是一种常用的固液分离设备,广泛应用于农业灌溉、水利工程、隧道来水等领域的水沙分离处理。由于流体的高速旋转,水力旋流器内部形成了高湍流区,很容易引起二次流现象。二次流与主运动方向相反,不仅会消耗能量,而且会导致颗粒间的碰撞,改变颗粒的运动轨迹,从而增加溢流跑粗底流夹细颗粒的数量。针对传统水力旋流器内部短路流和溢流跑粗颗粒的问题,该研究提出了一种将旋流和过滤相结合的一体化滤网式新型水力旋流器。运用基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日液固多相湍流模型,采用CFD-DEM耦合数值模拟方法,分别模拟了5种粒径在传统水力旋流器和新型滤网式旋流器内部固液两相流的流动情况,对比分析了两种结构水力旋流器内部流体的速度场、湍流场和颗粒的运动及受力情况。采用分离效率为评价指标,验证模拟合理性。模拟结果表明,60μm颗粒在传统旋流器和新型滤网旋流器内部颗粒平均停留时间最长,120μm颗粒在传统旋流器内部颗粒平均停留时间最短,180μm颗粒在新型滤网旋流器内部颗粒平均停留时间最短,说明所加滤网延长了粗颗粒在旋流器内部的停留时间,使分离更加充分。颗粒粒径越大,颗粒所受平均合力的波动幅度越大,当颗粒刚进入旋流场后,传统旋流器内的颗粒所受平均合力变化趋势较为平缓,新型滤网旋流器内颗粒所受平均合力变化趋势较为剧烈,这说明所加滤网对颗粒的受力起到了一定的促进作用。与传统水力旋流器相比,在5种不同入口速度下,新型滤网旋流器柱段区域最大平均切向速度提高57.6%,锥段区域最大平均切向速度提高22%,向上最大平均轴向速度减小14.6%,向下最大平均轴向速度提高11%。颗粒平均停留时间提高1%~6.9%,颗粒底流口回收质量提高4%~87%;颗粒平均切向接触力曲线波动先剧烈后平缓,可以提前达到稳定分离的状态。 展开更多

关键词 新型水力旋流器 旋流-过滤 CFD-DEM耦合 流场分析 分离性能

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观景与叙事:旅游公路观景台设计方法研究 被引量：1

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作者 孙勇 李树繁 +1 位作者 冯义虎 苏一江 《中国园林》 CSCD 北大核心 2022年第S02期130-134,共5页

后疫情时代,消费者对自驾游热度稳中有升。随着自驾游需求的增高,消费者对旅游公路及服务区、观景台等附属设施品质的期望值也逐渐升高。然而,现阶段针对旅游公路观景台的研究主要集中在技术标准、评价体系及个别观景台的设计实践。尝... 后疫情时代,消费者对自驾游热度稳中有升。随着自驾游需求的增高,消费者对旅游公路及服务区、观景台等附属设施品质的期望值也逐渐升高。然而,现阶段针对旅游公路观景台的研究主要集中在技术标准、评价体系及个别观景台的设计实践。尝试从主客观融合视角,以景观叙事理论为基础,探讨公路观景台景观叙事的建构方法。从设计师和体验者的综合视角出发,试图形成从局部到整体、主观判断与理性校正相结合的公路观景台设计方法。 展开更多

关键词 风景园林 景观叙事 设计方法 自驾游 观景台 美景度评价

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复合矿物掺合料开发及其在公路混凝土中的应用 被引量：5

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作者 李家和 姬勇刚 +4 位作者 严克波 李荣辉 李娟 高超 周永祥 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第7期173-176,共4页

在建云临高速公路缺乏矿物掺合料,外运粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料成本较高,且质量波动大,影响混凝土工程建设质量。利用临沧当地的石灰石和硅灰资源开发了复合矿物掺合料,对比研究了粉煤灰与复合矿物掺合料对混凝土拌合物性能、力学性... 在建云临高速公路缺乏矿物掺合料,外运粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料成本较高,且质量波动大,影响混凝土工程建设质量。利用临沧当地的石灰石和硅灰资源开发了复合矿物掺合料,对比研究了粉煤灰与复合矿物掺合料对混凝土拌合物性能、力学性能和经济性,同时研究了复合矿物掺合料混凝土工程实体应用效果。结果表明:研发的复合矿物掺合料性能优良,其配制的不同强度等级混凝土性能、经济性均优于粉煤灰混凝土,复合矿物掺合料混凝土工程实体应用效果较好。 展开更多

关键词 桥梁与隧道工程 复合矿物掺合料 混凝土性能 工程应用

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磷石膏掺量对PG-CS-SS-SL复合胶凝材料关键性能的影响

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作者 张兴波 孔垂元 +3 位作者 付远程 邬中华 刘成华 颜峰 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期301-307,共7页

为提高工业固体废弃物在辅助胶凝材料中的利用,以工业固体废弃物磷石膏(PG)、电石渣(CS)、钢渣(SS)和矿渣(SL)为原材料制备磷石膏-电石渣-钢渣-矿渣复合胶凝材料(PG-CS-SS-SL)。研究了PG掺量对PG-CS-SS-SL流动度、强度特性、吸水率、软... 为提高工业固体废弃物在辅助胶凝材料中的利用,以工业固体废弃物磷石膏(PG)、电石渣(CS)、钢渣(SS)和矿渣(SL)为原材料制备磷石膏-电石渣-钢渣-矿渣复合胶凝材料(PG-CS-SS-SL)。研究了PG掺量对PG-CS-SS-SL流动度、强度特性、吸水率、软化系数和微观结构的影响。使用XRD、FT-IR、TG-DTG和SEM对PG-CS-SS-SL强度形成机理和性能发生变化的原因进行分析。结果表明,PG-CS-SS-SL的流动度随PG掺量的增加而增大;PG-CS-SS-SL的强度和软化系数均随PG掺量的增加而呈现出先略微增加后降低的趋势,当PG掺量为10%时PG-CS-SS-SL的28 d强度最高,其抗折和抗压强度分别为6.8 MPa和32.9 MPa,相应的耐水性能最优,其软化系数为0.904;PG-CS-SS-SL的吸水率随PG掺量的增加呈现出先略微降低后增加的趋势,当PG掺量为10%时PG-CS-SS-SL的吸水率最小。微观分析表明,适量的PG能够促进PG-CS-SSSL体系中C-(A)-S-H凝胶和AFt的形成,优化硬化浆体的微观结构,有利于硬化浆体的强度发展;但掺量过多会导致硬化浆体的微观结构变差,造成PG-CS-SS-SL性能变差。 展开更多

关键词 复合胶凝材料 磷石膏 性能指标 微观结构

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差异含水率下全风化混合花岗岩抗剪强度与微观结构试验研究 被引量：13

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作者 汤华 严松 +1 位作者 杨兴洪 吴振君 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期55-66,76,共13页

全风化混合花岗岩是一类成因极为特殊的岩石,当前对其力学性质和微观结构研究极少。为探究临沧全风化混合花岗岩宏观强度特性与微观结构间的联系,对不同含水率试样开展三轴试验和扫描电镜测试,提取计算表征颗粒和孔隙尺寸、形态与定向... 全风化混合花岗岩是一类成因极为特殊的岩石,当前对其力学性质和微观结构研究极少。为探究临沧全风化混合花岗岩宏观强度特性与微观结构间的联系,对不同含水率试样开展三轴试验和扫描电镜测试,提取计算表征颗粒和孔隙尺寸、形态与定向特征的微观结构参数,对比分析这些微观结构参数的变化规律,揭示了控制全风化混合花岗岩宏观强度特性的微观机制。研究结果表明:随着含水率升高,试样应力-应变曲线表现出差异化的硬化特征,抗剪强度显著劣化,内摩擦角呈线性趋势衰减,而黏聚力则上下波动;低含水率状态下,试样孔隙分布以微、小孔为主,颗粒形态多为角状和次角状的长条形且具有一定的定向性;随着含水率升高,孔隙含量呈上升趋势,形成了分布均匀的蜂窝状中、大孔且在轴向荷载作用下更容易被压缩,颗粒的形态向圆形发展,整体分布表现为混乱无序,定向性较差。全风化混合花岗岩的力学性质表现本质上是微观颗粒、孔隙结构相互作用的结果,含水率升高弱化了粗颗粒间的摩擦性,黏土颗粒遇水产生不均匀膨胀,在微观层面上直接导致孔隙的贯通、粗化以及充填结构的损伤、破坏,继而在宏观层面上表现出力学性能下降。研究成果为全风化混合花岗岩力学性质及微观结构损伤演化的认知提供了有益参考。 展开更多

关键词 全风化混合花岗岩 抗剪强度 微观结构 含水率 颗粒 孔隙

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石灰岩高石粉含量机制砂混凝土配合比设计及性能研究 被引量：29

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作者 李家和 张保生 +4 位作者 王云东 高超 周永祥 贺阳 夏京亮 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3641-3645,3651,共6页

针对云南高速公路建设工程优质河砂紧缺,而石灰岩等矿石资源丰富,石灰岩机制砂的石粉含量又过高的问题。对石灰岩高石粉含量机制砂混凝土进行配合比设计研究,并对比研究了河砂和石灰岩高石粉含量机制砂C30、C50强度等级混凝土的拌合物... 针对云南高速公路建设工程优质河砂紧缺,而石灰岩等矿石资源丰富,石灰岩机制砂的石粉含量又过高的问题。对石灰岩高石粉含量机制砂混凝土进行配合比设计研究,并对比研究了河砂和石灰岩高石粉含量机制砂C30、C50强度等级混凝土的拌合物性能、力学性能和耐久性能。结果表明:石灰石粉MB值为0. 2,石灰岩机制砂石粉含量高达15%的情况下,按照特定的配合比设计方法,可以配制出和河砂混凝土工作性、力学性能、耐久性能相当或者超过河砂混凝土的机制砂混凝土,同时单方混凝土节约水泥近40 kg。 展开更多

关键词 石灰岩机制砂 高石粉含量 配合比设计 混凝土性能

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基于两相双质点MPM的滑坡堵江灾害链生全过程分析 被引量：4

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作者 杜文杰 盛谦 +3 位作者 杨兴洪 魏鹏飞 李丽华 付晓东 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期36-45,共10页

滑坡—堵江—堰塞湖灾害链是高山峡谷地区的典型地质灾害,其中,滑坡堵江环节作为该灾害链的衔接过程,往往决定了后续灾害在时间、空间上的延拓规模,合理再现这一复杂流–固耦合过程对于灾害链风险评估至关重要。本文基于物质点法(MPM)... 滑坡—堵江—堰塞湖灾害链是高山峡谷地区的典型地质灾害,其中,滑坡堵江环节作为该灾害链的衔接过程,往往决定了后续灾害在时间、空间上的延拓规模,合理再现这一复杂流–固耦合过程对于灾害链风险评估至关重要。本文基于物质点法(MPM)模拟岩土材料非线性的优势,采用Drucker–Prager模型表征失稳运动的岩土体,引入人工状态方程表征水体流动过程,发展了岩土体(固相)与水体(液相)相互作用的两相双质点物质点法(TPDP–MPM);通过模型试验尺度下滑坡体–水体相互作用过程的仿真分析,验证了TPDP–MPM处理岩土体、水体两相耦合的有效性。以此为基础,针对2011年湖北十堰市二荒村滑坡堵江(平渡河)灾害链,再现了灾害演化全过程;通过演化过程中的速度场与动能分析,认为二荒村滑坡堵江全过程可分为失稳启动、高速滑动、入江制动和堆积成坝4个阶段,揭示了滑坡体在失稳启动和高速滑动阶段的运移模式及入水制动阶段水体对于滑坡堆积过程的影响规律。研究成果可为滑坡堵江灾害链全过程的推演与风险评估提供理论支撑与方法。 展开更多

关键词 灾害链 滑坡堵江 物质点法 流固耦合 运动学分析

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基于三维激光扫描的桥梁转体过程监测方法 被引量：12

8

作者 古建军 李超 +2 位作者 木江涛 黄国忠 周银 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第9期3651-3657,共7页

转体施工是桥梁工程中一种重要的施工方式,尤其对于铁路沿线等跨障碍桥梁,但以传统监测作为基础数据的方法存在精度低、测点不全面的问题。以某转体桥梁为项目依托,采用高精度相位式三维激光扫描技术,快速获取转体桥底部的丰富点云数据... 转体施工是桥梁工程中一种重要的施工方式,尤其对于铁路沿线等跨障碍桥梁,但以传统监测作为基础数据的方法存在精度低、测点不全面的问题。以某转体桥梁为项目依托,采用高精度相位式三维激光扫描技术,快速获取转体桥底部的丰富点云数据并采用曲面重构算法生成三维精确曲面,通过与转体目标高程偏差对比分析完成每个关键转体阶段整体质量评估,自动化提取桥底中线以及两侧边线的三条重要线形,并绘制该三条线形与转体目标高程偏差包络图,对桥梁高程允许偏差超过±20 mm时采取降低或抬高超限端的必要措施,从而保障全施工过程的规范与安全。实验结果表明,利用激光点云作为桥梁转体全过程监测数据支撑,不仅提高了桥梁监测的前期基础数据的精度,而且能显示转体期间与转体目标位置偏差的三维直观分布情况,对于转体桥梁尤其是高难度、大跨度转体施工具有重要意义。 展开更多

关键词 转体 点云 偏差 线形 包络图

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不同石粉含量花岗岩机制砂混凝土配合比设计及性能研究 被引量：10

9

作者 曹康建 姬勇刚 +4 位作者 范兴安 严克波 排秋香 高超 周永祥 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第4期120-125,130,共7页

机制砂在生产工程中产生大量石粉,石粉含量是影响机制砂混凝土性能的重要因素。对不同石粉含量及超标石粉含量机制砂进行了混凝土配合比优化改进设计方法研究,对比研究河砂与不同石粉含量机制砂采用改进优化后的配合比设计方法配制C30、... 机制砂在生产工程中产生大量石粉,石粉含量是影响机制砂混凝土性能的重要因素。对不同石粉含量及超标石粉含量机制砂进行了混凝土配合比优化改进设计方法研究,对比研究河砂与不同石粉含量机制砂采用改进优化后的配合比设计方法配制C30、C55、C60、C80混凝土的性能。结果表明:针对5%~20%石粉含量的花岗岩机制砂,采用改进优化后的配合比设计方法可实现不同石粉含量机制砂混凝土的拌合物性能、各龄期抗压强度均与河砂混凝土相当,同时单位立方米混凝土能够降低水泥用量20~60 kg。 展开更多

关键词 花岗岩机制砂 石粉含量 配合比设计 混凝土性能

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矿物掺合料流变性能表征方法的适用性研究 被引量：2

10

作者 李树繁 李佳佳 +3 位作者 蒋鹤 高超 贺阳 周永祥 《混凝土》 CAS 北大核心 2021年第11期104-107,116,共5页

流变性能是矿物掺合料的一项重要性能,目前缺乏适用的表征方法,能够区分、评价不同种类、不同品质和不同掺量矿物掺合料的流变性能。研究分析了矿物掺合料胶砂流动度全过程曲线,表明在跳桌振动后期存在矿物掺合料之间流动度差距缩小的现... 流变性能是矿物掺合料的一项重要性能,目前缺乏适用的表征方法,能够区分、评价不同种类、不同品质和不同掺量矿物掺合料的流变性能。研究分析了矿物掺合料胶砂流动度全过程曲线,表明在跳桌振动后期存在矿物掺合料之间流动度差距缩小的现象,而且胶砂流动度比区分度较小,也不能反映矿物掺合料在减水剂作用下的流动性能。针对存在的问题,提出了引入聚羧酸减水剂调整胶砂水胶比为0.4,采用跳桌跳动次数为15次的流动度作为矿物掺合料流变性能的表征方法,适用于区分、评价矿物掺合料的流变性能。 展开更多

关键词 矿物掺合料 流变性能 表征方法 适用性

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某涉水崩滑堆积体边坡地震致灾机制综合评估 被引量：1

11

作者 任东伟 曾亮亮 +1 位作者 张洪 李长涛 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第5期212-216,222,共6页

弄清高烈度区涉水边坡在地震、库水和人类工程活动综合作用下的坡体扰动劣化机制,是边坡稳定性评价的核心,也是采取有效应对措施的前提。依托某库区历史崩滑堆积体边坡,在搜集得到的勘察设计资料、三峡移民局蓄水及滑坡通报、参建单位... 弄清高烈度区涉水边坡在地震、库水和人类工程活动综合作用下的坡体扰动劣化机制,是边坡稳定性评价的核心,也是采取有效应对措施的前提。依托某库区历史崩滑堆积体边坡,在搜集得到的勘察设计资料、三峡移民局蓄水及滑坡通报、参建单位往来函件、历史地震资料基础上,结合地面调查和数值计算,采用时空序列分析方法,探讨了该边坡致灾主导因素、坡体扰动程度和稳定性劣化机制,综合评估了工程处置的可行性,所得主要结论如下:(1)工程建设对该库区边坡的扰动和稳定性影响可控;永善和鲁甸两次地震对边坡均有影响,但多达1339次余震的鲁甸地震对该边坡岩土体震松效应影响最大,高水位加剧了震松岩土体的饱和软化,造成该边坡目前整体处于基本稳定-欠稳定状态,坡体前缘处于欠稳定-失稳状态。(2)该边坡坡顶和坡面发育的不良地质和不稳定现象为历史变形迹象,没有继续发展现象;但坡脚临牛栏江到金沙江一线,坡面破坏痕迹新鲜,下部边坡已经严重威胁结构安全。(3)极限平衡分析揭示边坡由勘察阶段的整体稳定,到两次地震作用后的基本稳定-欠稳定状态,达到1.30安全标准所需要加固力为20015~197421 kN/m、加固深度60~180 m、加固范围350~980 m,很难通过工程措施达到加固安全目标。(4)综合评估认为该涉水边坡潜在变形破坏范围深大,无法通过工程加固措施使得边坡满足工程稳定性要求,建议舍弃在建工程。 展开更多

关键词 涉水崩滑堆积边坡 地震作用 坡体扰动 稳定性劣化 时空劣化机制 综合评估

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g-C3N4/TiO2复合光催化剂制备及其第一性原理计算 被引量：1

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作者 李树繁 邓梅 易柳 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第27期11212-11216,共5页

为了提高二氧化钛(TiO 2)在可见光范围下的光催化活性,采用三聚氰胺与商用TiO 2高温复合制备出高效的g-C 3 N 4/TiO 2复合型光催化剂。通过单因素实验研究三聚氰胺与TiO 2的质量配比、煅烧温度和煅烧时间对g-C 3 N 4/TiO 2光催化活性的... 为了提高二氧化钛(TiO 2)在可见光范围下的光催化活性,采用三聚氰胺与商用TiO 2高温复合制备出高效的g-C 3 N 4/TiO 2复合型光催化剂。通过单因素实验研究三聚氰胺与TiO 2的质量配比、煅烧温度和煅烧时间对g-C 3 N 4/TiO 2光催化活性的影响;且在单因素控制变量法下设计正交实验确定最佳制备工艺。研究得出最佳的制备工艺为:m(三聚氰胺)∶m(纳米TiO 2)=3.5∶1,煅烧温度为580℃,煅烧时间为3.5 h;在该工艺条件下得到的g-C 3 N 4/TiO 2复合光催化剂对一氧化氮(NO)的降解效率高达74.77%。然后基于第一性原理从原子尺度出发计算复合体系的能带结构和差分电荷密度,分析其光催化活性增强机理。计算发现两个界面处会形成一个内极电场,其存在延长了光生载流子的寿命,导致光催化活性增强。 展开更多

关键词 光催化剂 g-C3N4/TiO2 NO降解 第一性原理 原子尺度

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生态修复边坡土壤孔隙度、有机质含量的时空变化特征 被引量：6

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作者 马娅 刘春霞 +4 位作者 杨汉忠 宋桂锋 冯志秀 魏彥强 王庆龙 《辽宁林业科技》 2018年第6期10-13,共4页

为确定框格梁+植生袋生态修复年限对边坡土壤理化性质的影响,连续5 a对生态修复工程实施后的不同坡位土壤进行测定,结果表明:生态修复年限变化对土壤孔隙度和有机质含量的影响呈显著差异。不同坡位对土壤孔隙度的影响差异不显著,对土壤... 为确定框格梁+植生袋生态修复年限对边坡土壤理化性质的影响,连续5 a对生态修复工程实施后的不同坡位土壤进行测定,结果表明:生态修复年限变化对土壤孔隙度和有机质含量的影响呈显著差异。不同坡位对土壤孔隙度的影响差异不显著,对土壤有机质含量的影响差异显著。生态修复年限、土壤孔隙度和有机质含量三者之间成正相关,且具有较高的相关系数,其中生态修复年限与土壤孔隙度呈极显著相关。分别对生态修复年限与土壤孔隙度、生态修复年限与土壤有机质含量之间进行回归拟合,方程均有较高的拟合优度,对于生态修复动态检测预测具有实践意义。 展开更多

关键词 生态修复 土壤孔隙度 有机质含量 修复年限

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基于助磨剂优化的花岗岩石粉-硅灰复合掺合料性能研究及应用前景分析

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作者 蒋鹤 姬勇刚 +3 位作者 尉燕斌 刘学云 刘松柏 夏瑞阳 《混凝土》 2025年第7期110-114,共5页

研究了不同种类、不同细度的花岗岩石粉及其复合硅灰后的复合掺合料对胶砂流动度、强度的影响规律,比较了三乙醇胺(TEA)和三异丙醇胺(TIPA)两种助磨剂对复合掺合料混合粉磨的作用效果。研究表明:不同种类花岗岩石粉的需水量和活性指数不... 研究了不同种类、不同细度的花岗岩石粉及其复合硅灰后的复合掺合料对胶砂流动度、强度的影响规律,比较了三乙醇胺(TEA)和三异丙醇胺(TIPA)两种助磨剂对复合掺合料混合粉磨的作用效果。研究表明:不同种类花岗岩石粉的需水量和活性指数不同,花岗岩粉越细,需水量越大,但对强度增长有利;硅灰的加入会降低了水泥胶砂的流动度,但较少掺量就能显著提升抗压强度;TEA对掺合料的强度提升贡献优于TIPA,优化掺量约为0.054%。以较少硅灰与花岗岩石粉混合粉磨,并添加适当的助磨剂,可以制备出性能优良的复合掺合料,有利于大规模利用当地石粉,对缺乏传统掺合料地区的工程具有重要的现实意义。 展开更多

关键词 粉磨能耗 需水量比 流动度比 活性指数 助磨剂

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