树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析

建立了热固性树脂基复合材料固化过程温度和热应力场分析的数学模型,采用有限元方法,进行了三维非稳态数值求解。通过与已有实验结果的比较,验证了数学模型和计算方法的正确性。获得了3234/T300层合板固化过程中内部温度及热应力分布,分析了保温时间、升温速率、铺层设计等对温度、内部热应力的影响。数值计算结果表明:预固化时间越长,层合板内温度梯度越小,热应力峰值越低;升温速率越大,层合板内温度梯度越大,热应力峰值越大;采用对称铺层可降低层合板内部温度梯度和热应力。     

高性能混凝土绝热温升影响因素的试验研究

通过混凝土绝热温升比对试验，探讨了初始温度、粉煤灰、水胶比等因素对混凝土绝热温升的影响。结果表明：混凝土拌和物的初始入模温度对早期的温升速率影响较明显，初始温度越高，温升速率越快，但对混凝土最终的绝热温升值影响很小；粉煤灰等量取代水泥可以使混凝土早期的温升速率减慢，放热峰值推迟出现，但对最终温升值影响很小；胶凝材料用量越多，其早期的温升速率越快，最终的温升值越高。     

相变储能材料溶胶-凝胶复合法研究

提出一种采用溶胶-凝胶法对相变储能材料进行复合的制备方法.在模拟环境中,重点研究了制备工艺各因素如陈化时间、陈化温度、相变材料用量、分散剂用量和超声波分散时间等对复合相变材料的影响.研究表明:当相变材料加入量为14 g、陈化温度为80℃、陈化时间为4 min、分散剂用量为1.5 g和超声波分散时间为10 min时,制备出的储能复合相变材料具有极好的热性能,达到了储能效果.     

非稳对流模式下混凝土箱梁内生热场与计算方法

针对高墩混凝土箱梁墩顶块水化热温度场分布状况,考虑风速的影响,建立了非稳定对流热传导模式,利用有限元程序对8种风况的混凝土箱梁水化热温度场进行分析,总结了非稳定对流模式下混凝土箱梁墩顶块水化热温度场的分布规律,利用MATLAB分布拟合温度峰值和温差峰值随风速变化的计算公式.研究结果表明:非稳定计算模式适合计算高墩混凝土箱梁墩顶块的水化热温度场;水化热温升效应明显、衰减缓慢、约48 h达到温度峰值;风速影响各个时间点的水化热温度数值,然对其变化趋势无影响,风速对温升影响小,对温度的衰减影响大;随着风速的增大,水化热温度衰减趋势逐渐降低,薄厚差异明显的结构温度衰减具有阶跃现象;当风速较大时,温度衰减变化幅度减小,有靠拢之趋势;风速对温差峰值的影响与风速对温度峰值的影响呈相反趋势;温差64 h左右达到峰值、其值约24℃;减小风速,有利于控制温差,旨在达到控制温度应力的目的.     

标准火灾下轴压型钢混凝土柱抗火性能研究

进行了1根标准火灾下轴压型钢混凝土柱的抗火性能试验.试验采用恒载升温的试验方法,炉温采用ISO834标准升温曲线.测量了试件内部的温度场和试件轴向位移随时间的变化曲线,了解了试件的破坏过程.试验结果表明:混凝土爆裂对截面温度场分布、构件变形和耐火极限有较大的影响;截面温度场分布基本对称,温度沿构件纵向分布略有差别;试件经历了初始膨胀变形阶段、材料随温度升高而降低导致的变形发展阶段和变形急剧增加的破坏阶段.     

自密实混凝土绝热温升速率试验研究

通过绝热温升试验研究入模温度和配合比参数,包括粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺、水胶(灰)比等对自密实混凝土绝热温升速率的影响.通过基于等效时间的绝热温升速率曲线特征,分析各配合比参数对温升速率特征值的影响.结果表明:(入模)温度对试验配合比绝热温升的影响可以用Arrhenius方程进行描述;水泥用量和水灰比对温升速率的影响最为显著;温升速率峰值与单方混凝土水泥用量存在较明显的正相关关系,且随着水灰比的增大明显降低;各配合比的诱导期时间、温升速率加速期持续时间相差不大,减速期持续时间相差较为悬殊;粉煤灰或矿渣替代水泥,导致温升速率峰值降低,减速期明显延长.     

水工碾压混凝土的抗裂性能

为了研究碾压混凝土的抗裂性能,分析了碾压混凝土弹性模量、极限拉伸、徐变、干缩、自生体积变形、温度变形等变形性能和胶凝材料的水化热、碾压混凝土的绝热温升、导温系数、导热系数和比热等热学性能.对国内外试验研究资料的整理分析后得出碾压混凝土具有比常态混凝土更优越的抗裂性能.提出理想化抗裂性能评价指标,其值越大,混凝土的抗裂性能就越好;临江电站混凝土的抗裂性能分析结果进一步验证了强度等级相当的碾压混凝土抗裂性能明显优于常态混凝土.     

新型Na2SO4·10H2O相变储能体系的制备

目的 为有效降低空调冷却水系统温度,制备出一种适用于空调冷却水池的相变储能体系.方法 在Na2SO4·10H2O中添加不同比例的添加剂进行测试,优选最佳配比;通过步冷曲线法测试相变材料的过冷度;应用DSC差示扫描量热法测试相变材料的相变温度和相变焓值.结果 通过优选测试,制备的以Na2SO4·10H2O为主体的相变储能体系,其熔点为26℃～28℃(峰值32℃),相变潜热值为134 J/g,满足作为空调冷却水冷源的使用要求.结论 新型相变储能体系改善了无机水合盐过冷度大和相液分离的问题,并降低了相变温度,相变温度范围适宜,相变潜热值较大.     

相变墙体与夜间通风改善轻质建筑室内热环境

将自制复合有机相变材料,与EPS保温材料相粘和,制作成轻质建筑用墙体材料,结合夜间通风技术,在重庆地区进行了含相变材料层和不含相变材料层轻质房间的室内热环境对比实验,以分析相变材料用量、相变温度及相变墙体结构等因素对相变墙体的蓄热、放热性能及对室内热环境的影响。实验结果表明：相变材料应用于轻质房间,能显著增强围护结构的热惰性,提高室内的热舒适性,采取夜间通风技术,可以有效地将日间蓄积的热量散至室外;含相变墙体材料房间与普通房间相比较,室内温度最高降低11℃左右,节能效果显著;室内平均温度符合《野营住房空间与环境参数限值》（GJB4306-2002）中6．2条规定的3级要求;相变材料用量及相变温度对室内温度的控制效果较为明显,采用不同的相变温度,并将相变墙体房间相变材料用量提高1倍,两轻质房间室内温差最大值从3℃增大至11℃左右;进行相变墙体结构设计时,采取不同相变温度的材料搭配使用可以大幅提高其使用效果。     

夜间通风相变复合墙体动态传热模拟

为研究由相交混凝土复合墙体构造的房间在夜间通风下的热环境,利用焓法建立结合夜间通风的相变混凝土复合墙体动态传热和房间传热数学物理模型,模拟研究北京地区夏季和过渡季应用该相变复合墙体动态传热和室内热环境的时变特性.对该相变复合墙体传热的影响因素,如相变温度、相变层厚度、通风次数、通风时间以及相变层和绝热层的位置等进行优化...     

A new kind of shape-stabilized phase change materials

Based on the lowest melting point and Schroeder’s theoretical calculation formula,nano- modified organic composite phase change materials(PCMs)were prepared.The phase transition temperature and the latent heat of the materials were 24℃and 172 J/g,respectively.A new shape-stabilized phase change materials were prepared,using high density polyethylene as supporting material.The PCM kept the shape when temperature was higher than melting point.Thus,it can directly contact with heat transfer media.The structure,morphology and thermal behavior of PCM were analyzed by FTIR,SEM and DSC.     

现浇大体积混凝土的裂缝控制技术

高层建筑基础大体积混凝土施工,一般使用低水化热的矿渣水泥,而本工程因混凝土设计标号高,必须使用高水化热的普通硅酸盐水泥．在本文,合理选用原材料,用ＵＥＡ外加剂代替相应水泥用量并调整配合比,对混凝土温度进行了估算,根据工程实际合理设置后浇带,不仅实现了温度控制的目标,也解决了高标号大体积混凝土使用普通硅酸盐水泥的裂缝控制技术问题．     

大体积混凝土配合比设计及工程应用

大体积混凝土工程中,混凝土配合比设计应以控制温度差为首要目标,充分利用控制水泥用量、掺加矿粉和粉煤灰、延长混凝土设计龄期、选用缓凝型高效减水剂等方法,降低水化热、延缓和削弱水化热峰值,减少混凝土温度差,避免混凝土温度裂缝的产生。     

UFA水泥基材料早期自干燥及自收缩研究

基于水泥石孔隙理论对超细粉煤灰（Ultra-fine fly ash，简称UFA）水泥基材料的早期自干燥效应进行了理论分析及试验研究。在此基础上，采用改进的混凝土自收缩试验装置对UFA混凝土的早期自收缩变形进行了测试。结果表明，相比于基准水泥石，UFA水泥石内部自干燥程度大大降低；且随着UFA的掺入，混凝土早期水化反应的有效水灰比增大，自收缩变形随之减小，进一步证明水泥基材料早期内部孔隙的自干燥效应与混凝土的早期自收缩变形具有较好的相关性。     

预冷流模式下混凝土箱梁水化热场时程分布与计算方法

推导了混凝土水化热预冷流复合降热方程,建立了混凝土水化热预冷流模式。采用大型空间有限元程序AN-SYS,对浇注箱梁墩顶块混凝土水化热场进行时程分析,分析了温度峰值和温差峰值的时程变化规律,提出了实用计算公式。结果表明:预冷流模式可明显降低浇注混凝土的水化热温度峰值和温差峰值,缩短最大温度峰值出现的时间,而不改变温差峰值发生的时间。实用计算公式简单明确。     

CaCl2·6H2O/EG复合相变材料的制备与性能研究

为了改善六水氯化钙的蓄放热性能,以六水氯化钙为相变材料（PCM）、膨胀石墨（EG）为载体、六水氯化锶为成核剂,采用物理吸附法制备六水氯化钙/膨胀石墨复合相变材料,研究复合相变材料的热物理特性. 采用步冷曲线法,研究复合相变材料的过冷度、蓄/放热性能和热循环稳定性;采用扫描电镜、差示扫描量热法、热流计导热仪,对复合相变材料的显微形貌、相变潜热、相变温度、比热容和导热系数进行测定. 结果表明：在六水氯化钙中添加质量分数为10%的膨胀石墨和质量分数为2%的六水氯化锶,复合相变材料的相变潜热为151.6 J/g,导热系数提升至3.328 W/(m·K),过冷度保持在2 °C以内. 相变材料的导热系数及过冷度得到显著改善.     

闸墩施工期温度应力仿真分析

考虑外界气温条件、水泥水化热、弹模、徐变等热力学和物理力学参数以及分层浇筑(利用生死单元实现分层浇筑)对闸墩温度应力的影响,利用ANSYS软件三维有限元法进行闸墩施工期的瞬态温度场和应力场仿真计算.结果表明:内外温差过大,内部温升温降太快是闸墩出现裂缝的主要原因,并提出了对拌合材料冷却,降低浇筑温度,采用优化的保温保湿养护方法,在混凝土内预埋冷却水管,选用低热水泥,使用减水剂等减小内外温差,减缓温升温降过程,以有效防止施工期表面裂缝的产生.     

Preparation and Mechanism Research of Hydrationheat-inhibiting Materials with Microcapsule Sustained-releasing Technology

Hydration-heat-inhibiting materials(HIM) with polysaccharide as core material was prepared using microcapsule sustained-releasing technology,through a centrifugal spray granulation process after melting together.The preparation process parameters of HIM were selected by the semi-adiabatic temperature rise test of cement paste.TAM air microcalorimeter was used to investigate the regulation performance of HIM on the hydration of cement.The influence of HIM on the microstructure of cement was investigated by XRD,SEM,and TG-DSC.The results showed that the most suitable wall material for HIM was polyethylene wax,the optimum polyethylene wax/polysaccharide mass ratio was 1,and the most effective particle size was 0.16-0.30 mm.Polysaccharide coated by polyethylene wax released slowly,and the peak heat release rate of cement could be reduced by 55.2% after continuous regulaion.The regulation period continued to 120 h.HIM mainly decreased the C_3S reaction rate,which resulted in a 39.2% peak value reduction of hydration heat release rate.However,HIM had little regulation on C_3A.The hydration heat release process of cement-based materials can be designed by adjusting the dosage of HIM.     

水泥粒径分布对混凝土绝热温升影响的模拟

为了模拟水泥粒径分布对混凝土绝热温升过程的影响,建立了一个基于水化深度的水化模型．该模型假定混凝土中水泥水化过程由水化深度控制,且水化深度随时间的发展与颗粒粒径无关;通过水泥等温放热曲线试验推导得出最大水化深度的存在;假定温度对水化过程的影响满足Arrhenius公式．通过混凝土绝热温升仪测定了3种不同初始温度下的绝热温升曲线,以此得到水化模型所需的基准水化速率曲线．最后将建立的水化模型用于模拟混凝土的绝热温升曲线,结果表明:基于水化深度的水化模型能够准确模拟水泥粒径分布和初始温度对混凝土绝热温升的影响．     

相变墙房间复合墙板性能优化研究

目的由于相变墙板特殊的传热性能及不同的外界条件，有必要对相变墙板性能进行优化，使得相变墙板在设计和使用性能上得到改善，方法通过计算基材和相变材料混合制得的相变墙板的当量导热系数、分析相变材料在相变墙板中相对密度与吸放热关系、利用拉式变换法给出板壁围护结构的传递矩阵．对相变墙房间的复合墙板性能进行优化研究．结果得到以石膏板为基材制得相变墙板的当量导热系数要大于以麦壳石膏板为基材的相变墙板的当量导热系数．从热流的角度分析，墙板厚度增加一倍在单位时间内单位面积通过墙板的传热量就会减少50％．结论选用导热系数大的基材有利于墙体中相变材料的蓄热和放热，及相变墙板的选择应尽量采用薄的、相变材料(PCM)相对密度大的墙板．同时为了获得对外扰较大的衰减和延迟应将相变墙板放在房间内表面．