基于分形维数确定高效减水剂饱和掺量

通过测试掺加高效减水剂的水泥絮凝颗粒粒度分布,分析了絮凝颗粒的分形特征,探讨分形维数(Df)与高效减水剂掺量间的关系.结果发现,当减水剂掺量达某范围,分形维数出现突变,突变处对应的减水剂掺量与净浆流动度测定减水剂饱和掺量吻合良好.因此可采用分形维数来确定高效减水剂在水泥净浆中的饱和掺量.     

粉煤灰-硅酸盐混合水泥粒度分布分形维数与其比表面积和抗压强度的关系

采用分形理论,研究了6种不同粒度分布的粉煤灰与相同粒度分布的硅酸盐水泥所组成的粉煤灰-硅酸盐混合水泥粒度分布的分形维数及其与比表面积、砂浆抗压强度的关系,以观察粉煤灰的物理作用。结果表明,随着粉煤灰粒度分布的变化,粉煤灰-硅酸盐混合水泥粒度分布分形维数和比表面积、砂浆抗压强度之间呈良好的线性正相关;粉煤灰粒度分布分形维数对砂浆后期强度的影响明显大于其对早期强度的影响。     

硅酸盐水泥的理化性能与分形维数研究

根据测得的硅酸盐水泥的粒度分布计算了样品的分形维数,对分形维数与水泥的物理化学性能间的关系进行了初步研究.结果表明,分形维数与比表面积间线性相关,与中位经和需水量间呈现逆变关系,与水泥的机械强度间良性相关.     

磨细铁尾矿粉粒度分布分形维数的研究

测试不同比表面积下铁尾矿粉的粒度分布,然后计算出铁尾矿粉粒度分布的分形维数,并研究分形维数对铁尾矿粉粒度分布特征值、比表面积、砂浆抗压强度和活性指数的影响。结果表明,随着铁尾矿粉粒度分布的变化,分形维数与比表面积、砂浆抗压强度和活性指数均呈现良好的线性正相关;铁尾矿粉的粒度分布分形维数对砂浆后期抗压强度的影响大于对砂浆早期抗压强度的影响。     

大庆原油加剂前后的蜡晶分形特性研究

针对蜡晶颗粒定性描述存在的不确定性问题,探讨了蜡晶形态的定量表征方法,提出基于蜡晶体积特征的粒度分布分形模型.以大庆南三联原油和林源原油为研究对象,采用流变学测试法与影像分析技术,测试它们加剂前后的析蜡过程及粘温特性;采用NcMiVnt图像分析软件,处理试样析蜡过程中的蜡晶形态图像,确定蜡晶粒度分布分形维数;进而分析温度与流动改进剂对原油蜡晶分形特性的影响.结果表明,基于蜡晶颗粒体积特征的分形模型可定量表征蜡晶形态;两种原油加剂前后的蜡晶分形维数随温度降低而增大,其析蜡量及蜡晶颗粒数量一般随之增加,宏观表现为原油低温流动性变差;两种原油加剂后的蜡晶分形维数明显增大,而蜡晶颗粒数量大幅减少,宏观上呈现出原油低温流动性提高.     

北京市PM10粒度分布分形维数特征

采用分形理论研究了北京市可吸入颗粒物（PM10）粒度分布的分形特征．采集了北京市不同功能区大气PM10样品,计算了各采样点PM10粒度分布的分形维数,分析了PM10粒度分布分形维数的变化与粒度分布的关系,讨论了采样时气象条件等因素对颗粒物粒度分布分形维数的影响．结果表明,北京市PM10粒度分布的分形维数在1．6446～2．6655之间,夏季PM10的粒度分布分形维数（2．6655）明显大于秋季（1．6446）,表明夏季PM10的粒度普遍较秋季的细．分形维数能够较好地表征颗粒物的粒度分布,可以用分形维数定量比较不同采样点、不同季节的粒度分布,颗粒物的不同粒度分布分形维数和采样时的局部环境及气象条件相吻合．     

不同粉磨方式矿粉颗粒特性的研究

用扫描电镜和激光粒度分析仪研究了球磨和立式磨生产的矿渣微粉的颗粒形貌和颗粒群分布.结果表明,小颗粒矿粉圆度好于大颗粒,球磨矿粉圆度比立式磨矿粉稍好.d50与比表面积有较好的相关性,2种产品均符合RRB分布,其中,立式磨矿粉粒度分布范围较窄.水泥粒度分布与Fuller曲线有较大差异,掺入矿粉可使水泥细颗粒部分向Fuller曲线靠近,但粗颗粒部分又进一步远离Fuller曲线.     

硅酸二钙球磨颗粒特征与水化活性的分形研究

采用激光粒度测量技术、扫描电镜和热导式微量热技术对β-C2S单矿物经高能球磨后的颗粒特征与水化活性进行了测试，运用分形理论对测试结果进行了分析。结果表明，分形维数与β-C2S磨矿的粒度分布、比表面积、中位径和水化速率等参数间存在良好的相关性，可以作为反映粉体物料颗粒特征的综合性参数。     

水泥加固土微观结构的分形

为了明确有机质对水泥加固土强度形成所产生的影响,采用水泥对不同有机质含量的软土进行加固,通过无侧限抗压试验测定达到养护期的水泥加固土的力学指标,对有机质含量与水泥土强度的关系进行分析,利用扫描电子显微镜采集不同试样的微观结构照片,并采用WD-5图像处理系统对土样的微观结构图像进行定量分析,提取各试样中土颗粒形态的分维数值,用颗粒分布的计盒维数来表征各试样的分形特征.结果表明:有机质含量越高,颗粒分布的分维数值越大,试样的团粒化程度越低,水泥加固土的强度越差.土中有机质对水泥加固软土的效果具有一定的影响,颗粒分布分形的计盒维数与水泥加固土的强度呈负相关性.     

静流场中赤铁矿絮凝体-气泡碰撞概率影响因素研究

为了探究赤铁矿絮凝体-气泡的碰撞过程,基于统计平均和颗粒自由沉降的思想,通过自行搭建的颗粒-气泡碰撞观测系统对不同絮凝体颗粒尺寸与气泡直径、絮凝体密度和分形维数之间的碰撞概率变化进行研究.结果表明:在气泡直径小于1.17mm范围内,絮凝体碰撞概率线性增强趋势明显,且随着絮凝体粒度的增大这种趋势有所放缓,絮凝体密度、分形维数则在气泡直径一定条件下,碰撞概率呈线性正相关关系.结合赤铁矿絮凝体-气泡碰撞概率变化规律和低雷诺数区的中间流流线方程,建立了基于静流场中絮凝体-气泡碰撞概率模型,减小气泡直径、增大絮凝体密度和分形维数对于提高碰撞概率具有重要促进作用.     

压汞测孔评价磷渣-水泥浆体材料孔隙分形特征的试验

用混沌分形理论结合压汞测孔技术,直接测试评价了磷渣-水泥浆体材料孔隙的显微结构特征,计算出了对应的分形维数,并对普通水泥浆体与掺磷渣的水泥浆体孔隙的分形特征进行了比较;同时探讨了孔体积分维数与孔隙率、孔表面积、孔分布及磷渣掺量的关系.研究表明,磷渣-水泥浆体的孔结构具有明显的分形特征,孔体积分形维数在2.4~2.8之间;掺磷渣的水泥浆体不仅具有粗孔细化的效果,而且孔隙的分形特征也有了明显的改善;在磷渣掺量大于30%时,其分维数、孔隙率与小于20 nm的微孔数有明显的突变性.     

Probing development of microstructure of early cement paste using 1H low-field NMR

Development of microstructure of early cement paste (0–6 h) was investigated with ¹H low-field NMR. It was found that T ₂ (transverse relaxation time) distributions of fresh cement paste were bimodal and two peaks were ‘long component’ and ‘short component’. Separation degree of two peaks was a sign of exchange of water within flocculation and outside flocculation. Factors such as water cement ratio, specific surface area and dosage of superplasticizer had influences on the separation degree: the separation degree increased with the water cement ratio; the separation degree of cement paste prepared with cement with a high specific surface area was zero; dosage of superplasticizer will decrease separation degree. Results also suggested that T ₂ distribution gradually moved to the left and T ₂ of long component and initial fluidity were linearly correlated.     

水泥基粉体颗粒群分形几何密集效应模型

目的用分形理论分析水泥及超细矿物粉体颗粒群的分形特征,建立水泥基粉体颗粒群分形几何密集效应模型.方法通过比较传统粉体最紧密堆积经典理论中的最大密度理想集配曲线,根据分形理论,推导粉体颗粒群密集效应模型,并与传统的Andreasen方程最紧密堆积模型比较.结果研究表明,当分形维数为2.515时,分形模型与传统的Andreasen方程中的U（Dp）=100（Dp/DpL）^1/2相符,当分形维数为2.697时,分形模型又与Andreasen方程中的U（Dp/DpL）=100（DpL）^1/3相吻合.结论水泥基粉体颗粒群分形几何密集效应模型是有效的,分形特征方程与Dinger-Funk方程结构是一致的,分形方程给出了指数的具体意义.传统Andreasen方程可以作为分形模型的特例.分形模型对进一步探索超细粉体对高性能混凝土材料密实效应的内在规律提供了重要的理论依据.     

Multi-level flocculation structures of fresh cement paste by confocal laser scanning microscope

Under saturation dosage of all kinds of SP, the free water amount was examined by centrifuge. The distribution of solution and flocculation microstructures in fresh cement paste was observed in three- dimensional space by confocal laser scanning microscope（CLSM）. Results indicate that SP can increase the free water amount by destroying the flocculated cement particle structure and different free water amount is released by different kinds of SP. The changes of the size of flocculation structures and the dispersion of solution were obviously detected with confocal laser scanning microscope： the size of flocculation structures was smaller and more dispersed in fresh cement paste with polycarboxylate superplasticizer, but the size of flocculation structures was bigger and cannot be dispersed uniformly in fresh cement paste with others SP. The multi- level flocculation structures theoretical model of fresh cement paste was then set up. The theory indicates that different kinds of SP with different dispersion strength will open the flocculation structures at different levels, which in turn present different water reducing rate.     

不同黏土对掺减水剂水泥净浆流动度影响

目的 研究4种不同黏土对掺聚羧酸减水剂及萘系减水剂水泥净浆流动度的影响规律并从黏土的吸附性能角度探究其影响机理.方法 采用水泥净浆流动度试验方法比较了4种黏土对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的影响,通过TOC总有机碳测试仪测定了4种黏土对聚羧酸减水剂的吸附量.结果 4种黏土对水泥净浆流动度的影响差异较大,其中钙基蒙脱土和钠基蒙脱土的掺量为2％时,掺聚羧酸减水剂水泥净浆已基本没有流动度,掺萘系减水剂的水泥净浆流动度也有所下降,但降幅稍小,而伊利土和高岭土对掺减水剂水泥净浆流动度无明显负面影响;钙基蒙脱土和钠基蒙脱土对聚羧酸减水剂的吸附量较大,伊利土、高岭土对聚羧酸减水剂的吸附能力和水泥相当.结论蒙脱土对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度负面影响极为严重,而伊利土和高岭土对掺减水剂水泥净浆基本没有负面影响.     

基于孔隙分形几何的生物质型煤固硫性能研究

鉴于以往对生物质型煤的固硫性能的研究多限于经典的脱硫剂硫化反应,应用压汞测孔法测量多种典型配比和两种典型孔隙系统的生物质型煤的孔隙特性。根据生物质型煤的孔径分布特征,建立孔隙分形结构模型,模拟相同分维的生物质型煤的孔隙率和比表面积;从孔隙分形结构的形核、生长的角度,探究生物质型煤的脱硫机理;进而得出生物质型煤分形结构存在的孔径范围,以及分维、均孔等分形几何参数与生物质质量分数的规律,最后,提出并解释了“人工分形体”概念,用以描述类似生物质型煤孔体系的孔结构。     

图像分形维数计算及其边缘提取

为提高遥感影像中地物边缘信息的提取精度,以离散分形布朗随机场（DFBR：DiscreteFractalBrownRandomfield）模型为依据,尝试设计并利用Matlab编程实现一种基于遥感影像单个像元的分形维数计算算法。该算法将影像的灰度空间映射成分形维数空间,然后在该空间进行变换和边缘检测。地物空间分布及其影纹结构边缘特征的差异,使计算分形维数所选窗口大小成为关键。选取研究区局部地段高空间分辨率遥感影像作为实验数据,通过计算不同窗口下像元分形维数,得到最佳边缘信息提取的计算窗口。实验结果表明,该算法在同类计算中更符合遥感数据的特点,提高了遥感影像地物边缘信息提取精度。     

功能调整材料对水泥浆体流动性影响

使用自行研制的H管分别研究了不同功能调整材料对水泥浆体流动性的影响,得到不同种类矿物掺合料和增稠剂对水泥浆体流动性改性规律:粉煤灰掺量的增加引起浆体流动性先增加后减小;矿粉掺量越大,浆体流动性越大;硅灰和增稠剂掺量越大,浆体流动性越差。H管对水泥浆体流动性变化十分敏感,可以准确快速评价不同功能调整材料对水泥浆体流动性影响。     

粉煤灰复合水泥浆体干燥收缩与孔结构关系的研究

采用氮吸附法研究了不同掺量粉煤灰对水泥浆体孔结构的影响,分析了干燥收缩与孔径分布、孔隙率、比表面积的关系。结果表明:粉煤灰的掺入使复合水泥浆体孔隙率、比表面积增加,细化样品孔结构的同时使较小毛细孔的比例减小,从而一定程度抑制了干燥收缩。