泡沫碳化硅的制备及应用

对"泡沫碳化硅基结构催化剂的设计、制备及应用关键技术"的研究过程及所取得的成果进行了综述,介绍了泡沫碳化硅的制备、性能、活性涂层涂覆、规整填料等多方面的工作,并将所得到的泡沫碳化硅结构催化剂在不同的化学反应中进行应用考察。与颗粒催化剂等传统的催化剂进行比较,泡沫碳化硅结构催化剂传热和传质能力强,结构可设计性高。     

聚脲涂覆钢板复合结构抗爆性能研究

为了研究聚脲涂覆钢板复合结构的抗爆性能，对其进行了不同涂层厚度和不同炸药量的爆炸加载试验。利用三维激光扫描仪对聚脲涂覆钢板复合结构试验前后的形貌进行扫描，得到复合结构的中心挠度变化特征；运用DH5960超动态应变仪对复合结构的应变以及冲击波超压特点进行分析，得到应变和冲击波比冲量随聚脲涂层厚度的变化规律。研究结果表明：在等厚度钢板、180 gTNT当量爆炸荷载下，聚脲涂层厚度在0～2.76 mm范围内增加时，挠度呈线性减小，应变峰值先增大后减小，靶后冲击波超压峰值先减小后增大，冲击波比冲量先增大后减小，并在涂层厚度为1.70 mm时达到最大值。因此选择合适的聚脲涂层厚度能有效提高复合结构的抗爆性能。     

泡沫掺量对泡沫混凝土孔结构及铅离子吸附性的影响

以P·O42.5硅酸盐水泥为主要原材料,采用压缩空气发泡方式制备了泡沫混凝土,通过立体显微镜观察并表征不同泡沫掺量下泡沫混凝土孔结构,基于不同孔结构研究了泡沫混凝土对Pb2+的吸附作用.研究结果表明,当泡沫掺量为3.77％～ 5.28％时,随泡沫掺量增加气孔的圆度逐渐增大,平均弦长和气孔间距系数均随泡沫掺量增加而逐渐增大,小于0.2 mm的孔含量逐渐减少,0.2～2 mm的孔含量增加,2～4 mm的孔含量显著增加.泡沫混凝土对Pb2+的吸附在动力学上符合准二级动力学模型,等温吸附符合Langmuir吸附等温式,以化学吸附为主.泡沫混凝土对Pb2+的吸附容量高,吸附速率较快,可广泛应用于含Pb2+废水的处理.     

聚脲涂层对储油罐耐冲击性影响的研究

为避免储油罐发生意外碰撞造成巨大损失，考察了新型聚脲防护涂层对油罐车储油罐破坏变形的防护作用。通过储油罐耐冲击实验，分析了不同涂覆方式对聚脲复合涂层耐冲击性的影响，最后通过 LS-DYNA有限元模拟进行验证。结果表明：相比无涂层防护，聚脲涂层对储油罐具有良好的耐冲击防护效果，涂覆聚脲试样比无涂层试样最大变形位移减少了 18. 3 mm。在相同涂层厚度情况下， 2 mm Q190m和 2 mm Q413m聚脲复合涂层耐冲击效果最优，适合作为储油罐的防护涂层。     

混凝土抗爆加固研究进展综述

爆炸冲击对结构造成严重的破坏,结构抗爆研究显得尤为重要,本文对不同种抗爆材料对近年来混凝土构件抗爆加固措施及性能研究进展进行了综述,并针对现有研究的不足,提出了下一步研究方向,包括考虑不同材料与混凝土之间微观界面粘结性能数值模拟以及组合新材料的动态力学性能研究.     

多排陶粒混凝土复合砌块结构优化设计分析

随着我国建筑节能工作的全面推进和不断深化,促进了新型墙体材料的研究和应用.参考相关规范,选取砌块主规格:长×宽×高=390 mm×240 mm×190 mm,根据空心砌块不同孔排数、交错程度和孔洞率,设计12种内部结构不同的空心砌块.通过有限元软件ABAQUS和加权求和法对混凝土自保温空心砌块进行结构优化设计,将优化后的砌块结构浇制成陶粒混凝土空心砌块,空心砌块孔洞由正交试验优化后的泡沫混凝土填充,定量分析不同配比条件下各种材料对泡沫混凝土热工和力学性能影响程度的大小,得到最优配比:水灰比41％,粉煤灰20％,碳酸锂0.16％,聚羧酸减水剂0.075％,微硅粉含量4％和硬质酸钙0.2％,泡沫混凝土的导热系数和抗压强度分别为0.0602 W/(m·K)和5.2 MPa.结合有限元数值模拟和试验研究,制得优化后的陶粒混凝土复合砌块,平均传热系数▉KC3=0.61 W/(m2·K),平均抗压强度10.11 MPa,强度等级达到MU10,同时满足节能65％的要求.     

水性氟碳涂料对混凝土防护作用的研究

混凝土表面涂覆处理可以提高其结构的耐久性。以水性氟碳树脂涂料、硅丙乳液涂料为涂覆材料,通过测试混凝土的吸水率和抗氯离子渗透性能,研究不同的底漆、面漆对混凝土防护性能的影响,并研究了涂料黏度和厚度对涂层性能的影响,表征涂层在混凝土界面的结合情况。研究结果表明：水性硅丙乳液为底漆、水性氟碳树脂乳液为面漆的涂刷方式可以有效地提高混凝土的抗氯离子渗透性能,降低混凝土的吸水率;厚度对涂层防护性能的影响较大,黏度对涂料渗透性影响较大。     

矿渣基轻质泡沫混凝土的增强研究

以碱激发矿渣为主要胶凝组分,利用物理发泡技术制备了矿渣聚合物泡沫混凝土.通过XRD表征了不同基体组成对泡沫混凝土物相组成的影响;通过Image-Pro Plus表征了不同基体组成对泡沫混凝土气孔结构的影响.综合分析了不同基体组成对矿渣聚合物泡沫混凝土基体强度以及气孔结构的影响,重点研究了低密度矿渣基泡沫混凝土的强度优化.研究表明未掺加泡沫的地质聚合物基体强度作为矿渣聚合物泡沫混凝土的强度基数,而孔结构则代表了随着泡沫掺加矿渣聚合物泡沫混凝土保留其基体强度的能力,对于低密度的泡沫混凝土,提高其保留基体强度的能力为强度优化的根本出发点.基于以上理论对矿渣聚合物泡沫混凝土掺加粉煤灰进行孔结构优化,掺加水泥进行基体增强的强度分步优化,使1800 mL泡沫掺量(干密度400 kg/m3)的矿渣基泡沫混凝土强度增加103%,使其强度由1.43 MPa提高至2.91 MPa.     

CFRP加固含初始裂纹的RC梁的抗爆性能研究

碳纤维复合材料(CFRP)加固建筑结构是一种新兴的加固技术。国内外鲜有CFRP加固含初始裂纹的结构构件(如RC梁)的抗爆性能的研究报道。基于大型非线性动力学分析软件LS-DYNA,从加固层数和加固宽度两方面对CFRP局部全包裹加固含初始裂纹RC梁(裂纹梁)的抗爆性能进行非线性有限元数值分析。研究表明,采用CFRP对裂纹梁的裂纹处进行局部全包裹加固可提高裂纹梁的整体刚度,减小其在爆炸荷载作用下的损伤和变形程度。当CFRP的加固层数为4层、加固宽度为300mm时,可有效提高裂纹梁的抗爆性能。该研究成果对建筑结构抗爆设计和抗爆加固研究具有一定的指导意义。     

基于显微硬度分析的粉煤灰混凝土碳化性能研究

本文基于显微硬度分析研究了粉煤灰混凝土的碳化性能.粉煤灰混凝土在加速碳化环境中碳化7 d和28 d后,将混凝土试样破型为50 mm的薄片后在新鲜断面上喷涂酚酞溶液测试混凝土碳化深度.从混凝土试样的边缘切取70 mm×50 mm×5 mm的切面进行抛光,以300 μm为步长在切面上沿着碳化深度的方向测试显微硬度值.通过压汞试验分析碳化前后混凝土的孔结构变化.研究表明显微硬度分析是一种客观精确地研究混凝土碳化的方法,它从一个新的角度定量化研究加速碳化过程中混凝土内部微观孔结构的变化规律.     

聚脲基体复合材料抗爆耐冲击性能研究进展

随着聚脲基体复合材料在结构防护领域的大量应用,其抗爆耐冲击性能获得广泛研究。本文基于聚脲基体复合材料在结构防护领域的研究现状,介绍了聚脲材料作为高聚物弹性体的抗爆性能,综述了聚脲-纤维复合材料的研究进展,阐述了聚脲材料抗冲击性能机理。指出聚脲作为高聚物弹性体对防护结构具有较好的抗冲击防护效果,可与纤维组成高强度、高弹性模量和可吸收爆炸冲击能量的复合材料,在防护结构抗爆炸毁伤领域具有可观前景。     

铁尾砂泡沫混凝土抗冻融性能及可靠性分析

为研究铁尾砂泡沫混凝土抗冻融性能，制备了5组目标密度为900 kg/m³的泡沫混凝土，在硫酸盐环境下冻融循环后，对比分析不同铁尾砂掺量泡沫混凝土的质量损失、强度损失、孔隙面积率和微观结构。以质量损失和强度损失为衡量指标，评选最优配合比，基于Wiener退化过程进行可靠度分析并预测剩余寿命。结果表明：在硫酸盐冻融循环过程中，泡沫混凝土表面损伤，内部孔隙连通形成裂缝，各试件质量呈先增加后减少的趋势；抗压强度和孔隙面积率持续下降，细粒径铁尾砂的掺入有效缓解了泡沫混凝土的损伤。其中，20%(质量分数)铁尾砂掺量的泡沫混凝土抗冻融能力最强，试件经过约300次冻融循环后失效。本研究可为泡沫混凝土在冻土地区的应用提供思路。     

聚脲涂层防爆罐抗爆性能研究

运用 ANSYS/LS-DYNA有限元软件对无涂层防爆罐、涂覆黏弹性阻尼涂层（ Q413m）的防爆罐及涂覆聚脲涂层（ MS-1）的防爆罐进行了小当量三硝基甲苯（ TNT）下的爆炸数值模拟,分析了 Q413m及 MS-1涂层对罐体变形的防护效果及能量的影响,并探讨了上述涂层的耗能机理。结果表明：相较于无涂层防爆罐,涂覆 Q413m防爆罐及涂覆 MS-1防爆罐的最大径向位移较小,破坏程度较低,涂覆 Q413m防爆罐和涂覆 MS-1防爆罐的内能及动能均有所降低。此外,无涂层防爆罐、涂覆 Q413m防爆罐及涂覆 MS-1防爆罐的动能转化率分别为 92. 1%、90. 3%、89. 6%,涂层通过吸收和耗散能量提高结构的抗爆能力。     

混凝土结构的长效涂层防护

混凝土是一种普遍应用的建筑材料。不同的混凝土,成分有所不同。如何防护混凝土结构,既要考虑其成分,也要对外界腐蚀环境做出通盘考虑。要提高其耐久性,良好的涂层涂覆是很有效的方法。相对其他体系,水性氟碳体系在中等腐蚀条件大气区是可以胜任长效防护工作的。     

粉煤灰对泡沫混凝土气孔结构及抗压强度的影响

结合压汞法和图像分析技术Image-Pro plus等测试手段,对泡沫混凝土气孔结构进行表征,研究了不同粉煤灰对泡沫混凝土抗压强度和孔结构的影响.分析了不同粉煤灰制备的泡沫混凝土孔结构与抗压强度的关系,进而得出粉煤灰对泡沫混凝土的作用机理.研究结果表明:粉煤灰作用于泡沫混凝土主要是对泡沫混凝土孔结构的改善从而影响泡沫混凝土的抗压强度.二级粉煤灰经过机械粉磨之后,虽然其火山灰胶凝活性得到提升但由于其形态效应被破坏,对泡沫混凝土的孔结构的优化作用不及一级粉煤灰,使泡沫混凝土的和易性降低.磨细二级粉煤灰在泡沫混凝土中的掺量应低于20％,一级粉煤灰的合适掺量为40％.     

石墨烯/有机复合乳液对混凝土渗透性的影响

为研究石墨烯/有机复合乳液对混凝土渗透性能的影响,借助试验测试了不同涂层种类、涂覆遍数和不同水胶比在不同龄期下对混凝土渗透性能的影响.研究结果表明:涂覆表面涂层的试件在各龄期的电通量值均低于对比试件,对比试件在龄期28 d和56 d时,其渗透等级为"低";而混凝土试件涂覆石墨烯/氯丁胶乳乳液涂层和RGOB涂层后,其渗透等级降为"很低";涂层对水胶比小的混凝土试件有更好的防护效果,抗氯离子侵蚀能力更强;试件养护28 d、56 d和90 d,涂覆2层石墨烯/氯丁胶乳乳液与未涂覆试件相比其电通量分别减少了28.97％、34.57％和43.07％,涂覆2层石墨烯/聚丙烯酸酯乳液与未涂覆试件相比其电通量分别减少了22.18％、19.02％和25.80％,从经济性和渗透效果来看,石墨烯/氯丁胶乳乳液涂覆1遍即可,而石墨烯/聚丙烯酸酯乳液须涂覆2遍.     

多模LEFP成型机理与侵彻威力研究

为研究多模3种毁伤元的成型特点和侵彻威力,建立了多点起爆LEFP数值模拟模型,用LS-DYNA软件模拟了一端起爆、中心起爆和两端同时起爆3种起爆方式下LEFP成型过程。利用威力试验,测试了3种起爆方式下靶板的切口形态和侵彻深度,讨论了3种毁伤元在不同炸高下侵彻能力的差异。数值模拟结果表明,一端和中心起爆侵彻体呈线性,在大炸高下易飞散;两端同时起爆时,根据爆轰波对撞理论,两个爆轰波对撞产生超压,形成高速侵彻体,在大炸高下仍具有较强的毁伤威力。同时根据3种基本毁伤元成型特点,可在装药上设置多个起爆点,通过控制起爆点数量、位置和时序形成不同数量、速度和飞散方向的高速EFP毁伤元。实验结果表明,侵彻深度符合数值模拟的侵彻体形成规律。     

泡沫铝-钢纤维混凝土静态压缩性能试验研究

为研究静态荷载作用下的泡沫铝-钢纤维混凝土复合结构抗压性能,利用万能试验机分别对泡沫铝孔径为3~6 mm、6~9 mm、9~12 mm,钢纤维掺量(体积分数)为0%、0.5%、1.0%、1.5%的泡沫铝-钢纤维混凝土复合层试件进行压缩性能试验和拌合物性能分析,根据试验数据分析泡沫铝的孔径效应对泡沫铝-钢纤维混凝土复合结构压缩性能的影响规律。结果表明:钢纤维混凝土立方体抗压强度随着钢纤维掺量的增加逐渐增大,当钢纤维掺量为1.5%时,与素混凝土相比,其立方体抗压强度约提高22.6%;泡沫铝-钢纤维混凝土复合结构抗压强度相比较钢纤维混凝土提高约5.3%~8.2%,并且泡沫铝-钢纤维混凝土复合结构的静态压缩应力-应变曲线上会出现一段平台区,且平台区会随着泡沫铝孔径的增加而逐渐变长。     

异丁基三乙氧基硅烷复合乳液对泡沫混凝土防水性能的影响

用溶胶合成法制备了 4种异丁基三乙氧基硅烷复合乳液（ IBTS乳液、 GO/IBTS复合乳液、 TEOS/IBTS复合乳液和 GO/TEOS/IBTS复合乳液）,并在泡沫混凝土表面进行防水处理,通过毛细吸水、渗透深度、 SEM、EDS等方法研究了复合乳液对泡沫混凝土防水性能的影响。结果表明： 4种复合乳液均具有良好的防水效果,当单次涂覆时,毛细吸水系数分别减少了 84. 35%（GO/TEO/IBTS复合乳液）、 79. 47%（GO/IBTS复合乳液）、67. 80%（TEOS/IBTS复合乳液）和 65. 00%（IBTS乳液）; IBTS乳液在泡沫混凝土内部形成的防水层最厚,达到 16. 05 mm,TEOS/IBTS复合乳液形成的防水层最薄,但也达到了 13. 99 mm;SEM、EDS微观试验发现复合乳液改变了泡沫混凝土的微观形貌。     

复合材料板抗侵彻能力优化研究

,本文针对目前应用较多的多层建筑防护材料不同组合顺序构成的复合材料板进行数值模拟研究。通过对侵彻过程图和侵彻靶板的初始-剩余速度的拟合图分析得出,在弹体侵彻速度500~950m/s范围时,钢/泡沫铝/钢的复合靶板组合方式的结构抗侵彻能力最强;在950~1500m/s范围时,钢板/陶瓷+泡沫铝/钢板组合方式的结构抗侵彻能力最强。研究的结果为复合层防护结构材料和组合方式的进一步研究提供了参考。