饱和状态下干湿区水泥基材料水分子与氯离子扩散行为研究

随着水泥基材料的不断应用,其耐久性成为当下急需解决的问题,而大多数在受到海洋侵蚀下的水泥基材料,其耐久性能的下降往往与氯离子传递扩散有关.结合现有的国内外研究报告,阐述干湿交替对海洋环境水泥基材料基本性能的影响.     

循环荷载下染色标定砂土内部侵蚀试验研究

内部侵蚀是造成堤防、大坝、路基等诸多结构失稳的主要原因之一。现有对土体内部侵蚀特性的研究大多基于静态加载,且无法定量描述细颗粒迁移的相关规律。为此,采用自主研发的土体渗透试验装置,对2组不同级配的染色标定砂土开展循环荷载作用下的内部侵蚀试验,探究循环荷载下砂土内部侵蚀过程中的水力响应机制,并定量描述流失颗粒的粒径组成及成分来源。试验结果表明:循环荷载–水头作用下,在现有土体稳定性判别方法中表现为稳定土体的试样A仍发生了一定质量的颗粒流失,之后又会达到新的平衡状态;而表现为不稳定土体的试样B则会发生持续且显著的颗粒流失,渗透系数显著增加。随着外部水头的提升,流失颗粒平均粒径逐渐增大、且流失颗粒所来源于土层逐渐加深。循环荷载–水头作用下,砂土试样间产生上下波动的孔隙水压力,在各层位间形成振荡的水力梯度,从而影响土体内部稳定性。研究结果加深了对内部侵蚀特性的认识,为完善相关病害的发展机制研究提供理论与试验支撑。     

高炉炉缸圆周工作状态对侧壁炭砖寿命的影响

结合某厂1900m~3高炉,探析了高炉炉缸圆周工作状态对侧壁炭砖寿命的影响。认为,热风围管三岔口会造成圆周方向风口鼓风动能不均,这种不均导致了炉缸炭砖圆周侵蚀的不均,除最常见的铁口下方三角区之外,侵蚀最严重的往往集中于三岔口下方和对面的象脚处;渣铁由风口呈抛物线形向炉内喷射,纵向形成涡流,横向就近流向铁口,渣铁涡流与横流导致了炉缸象脚侵蚀,风口鼓风动能为纵向涡流提供了动力源;在铁口下方三角地带形成的高流速高热容区,导致了铁口下方三角区的侵蚀。     

钢包包衬侵蚀对内衬温度和钢水温降的影响

为了研究包衬侵蚀对钢水温降的影响规律,通过ANSYS有限元软件以及ParaMesh网格随移技术建立了考虑包衬侵蚀的钢包传热计算模型,研究并分析了包衬侵蚀对包衬及钢水温度的影响规律。结果表明,包衬侵蚀对包衬温度影响较大,在相邻两个修包周期内,包衬侵蚀造成渣线和包壁的包衬内部(工作层与永久层交界处)温差为14～114 K;包衬侵蚀导致包壳外表面温度升高,包壳向外散热增加,与此同时,包衬受侵蚀变薄,蓄热减少,两者同时作用导致包衬侵蚀对钢水温降影响不大,最高不超过1 K,在实际生产中可以适当地忽略钢包侵蚀对钢水温降的影响。     

硫酸盐腐蚀对混凝土微观结构特征的影响研究

为了研究硫酸盐溶液侵蚀作用对混凝土微观结构的损伤规律,对试样进行0次、10次、20次、30次和50次硫酸盐溶液的腐蚀试验,获取了试样外观破坏特征、质量变化曲线、矿物成分、微观形态以及核磁共振T2分布曲线与NMRI图像,在此基础上分析了混凝土腐蚀损伤的微观机理.研究结果表明,随着硫酸盐腐蚀次数的增加,混凝土的质量损失率呈幂指数函数上升规律,材料外观破坏程度逐渐增加;对混凝土微观结构进行SEM和XRD分析,发现硫酸盐腐蚀作用使得钙矾石晶体的含量随腐蚀次数增加而上升;由T2分布谱线的变化趋势表明硫酸盐腐蚀作用使得材料内部小孔隙、中孔隙逐渐扩张成相互连通裂隙;不同损伤程度的混凝土NMRI扫描图像与T2分布曲线变化规律较为同步,说明扫描结果较为准确地反应了试样内部结构;硫酸盐溶液的化学腐蚀与渗透力是导致混凝土微观结构损伤的内在机理.     

光伏废料制备Si3N4-SiC材料的抗氧化性和抗侵蚀性

将光伏废料经酸洗除杂后,与硅粉按85∶15的质量比配料,以聚乙二醇做结合剂,成型为10 mm×10 mm×20 mm的生坯后,在1380℃保温2 h氮化制成Si3N4-SiC材料,然后研究了该Si3N4-SiC材料的抗氧化性和抗侵蚀性。结果表明:1)制备的Si3N4-SiC材料在空气气氛中抗氧化性较好,主要是由于其氧化产物Si2N2O和SiO2填充气孔,促进烧结,提高了试样的致密度。2)在静态熔盐(Na3AlF6)中的抗侵蚀性能较好,主要是由于Na3AlF6渗入气孔中,使其显气孔率降低。3)在动态熔盐中的抗侵蚀性相对变差,主要是由于CO2气体的搅拌和对Si3N4、SiC的氧化二者共同作用的结果。     

坡面产沙规律及侵蚀泥沙颗粒组成特征的研究

利用人工模拟降雨试验,分析了坡面产流产沙规律及侵蚀泥沙颗粒的变化,探讨了产沙量与泥沙颗粒组成的变化特征。结果表明:(1)产流时间随坡度的增大而缩短,总产流量和总产沙量随坡度的增加而增加。(2)不同坡度下,产沙量随降雨历时的变化差异显著,坡度越大产沙量越大。(3)随着降雨历时的增加,侵蚀泥沙颗粒组成中黏粒和粉粒含量逐渐增多,砂粒含量逐渐减少。黏粒在前期增长的较快,砂粒在后期减少幅度较大,粉粒在各阶段较稳定的增加。     

碳酸性侵蚀与AAR作用下纳米混凝土的耐久性

地铁混凝土处于地下空间,容易受到地下水的碳酸性侵蚀；碱集料反应 (AAR)是一种严重的混凝土耐久性问题,既难以发现又难以修补,由两者共同作用引起的混凝土耐久性降低严重影响地铁隧道的正常使用.为研究纳米材料对地铁混凝土在碳酸性侵蚀和AAR共同作用下耐久性的影响,在普通混凝土中掺入适量纳米SiO₂和纳米Fe₂O₃,利用自行研制的碳酸性侵蚀试验箱进行试验,采用碳酸性侵蚀深度、膨胀率和声速作为测试指标来评价纳米混凝土在碳酸性侵蚀和AAR共同作用下的耐久性.试验结果表明:掺入纳米颗粒后,混凝土的膨胀率和侵蚀深度有了明显降低,而声速有了明显提升,说明纳米混凝土的耐久性优于普通混凝土；在182 d龄期时,掺量为2%的纳米SiO₂混凝土耐久性改善最明显,侵蚀深度和膨胀率最小,声速最大且声速下降幅度最小；其次是掺量为1%的纳米Fe₂O₃混凝土.由于纳米颗粒特殊的物理化学性质,改善了混凝土内部的微观结构和孔溶液的化学组成,使碳酸性侵蚀和碱集料反应共同作用下混凝土的耐久性得到了提高.     

离子侵蚀对再生混凝土多重界面区微观形貌影响

为了研究离子侵蚀对再生混凝土多重界面过渡区的影响,借助SEM和EDS,以Ca元素和Si元素为特征元素进行面扫描,实现了对骨料和砂浆基体的区分,发现了经NaCl溶液和Na2SO4溶液浸泡60 d后的再生混凝土界面过渡区趋于疏松;以S元素和Cl元素为示踪元素,观察到其在界面区的富集,证明了界面过渡区是离子侵蚀的主要通道;浸泡60 d后界面区显微硬度分别下降约70％和20％,界面过渡区宽度分别增加约50％和20％.研究实现了对离子侵蚀后再生混凝土界面过渡区位置和范围的界定,且表现出与显微硬度结果的一致性.