建筑垃圾复合粉体材料对混凝土抗冻性能的影响

借助DSC-TG、扫描电镜和压汞实验,并结合混凝土宏观性能实验,研究了建筑垃圾复合粉体材料对C30混凝土力学强度及抗冻性能的影响机理。结果表明:建筑垃圾复合粉体材料掺量为30%时,C30混凝土强度及抗冻性能最优;中低盐溶液浓度时,试件更容易发生盐冻腐蚀破坏。建筑垃圾复合粉体材料由于其填充效应及火山灰效应减少了取向性较强的Ca(OH)_2含量,生成性能较优、微观结构较为致密的低碱度水化硅酸钙凝胶,使得混凝土内部较为致密,孔结构和孔级配趋向合理,宏观上表现为混凝土强度及抗冻性能的提高。     

稠油化学驱微观机理及数学描述研究

乳化液在孔隙介质中的流动过程是一个复杂的随机游走过程，不同直径的液滴在大小不同的孔隙中滞留和聚并，又通过大小不同的喉道破裂和分散。采用微观物理化学流体力学方法，根据描述乳化液液滴直径的数学公式，分析了液滴直径与毛管数及渗透率的数学关系及乳化现象发生的条件。将不同尺寸液滴在多孔介质中的分布与毛管数联系起来，并结合孔隙喉道分布，计算出乳化液液滴尺寸分布概率曲线。对乳化液滴的破裂与分散进行了初步分析。研究表明，降低界面张力、提高毛管数可改善稠油油藏开发效果。图2参10     

上覆粗粒土层对堤基管涌破坏的细观机制研究

为了系统研究上覆粗粒土层对堤基管涌破坏的微观机制,采用PFC3D并结合"休止角标定法"对模型进行标定,快速、准确地建立了材料宏观参数与颗粒细观参数间联系,有效地模拟了粗粒土渗透变形的发展过程,获得了渗透变形的微观参数和运移规律。结果表明:上覆粗粒土层中细料含量为10%、20%时,在水压力作用下细颗粒在骨架颗粒间运动并发生流失,表现为管涌型破坏,且上覆粗粒土层中细料含量越少,细砂层越易破坏;当细料含量为30%时,管涌口附近土体发生流土型破坏,而后上覆粗粒土骨架颗粒与细砂层颗粒同步流失并逐步向上游发展,表现为管涌型破坏,整体颗粒流失呈现为过渡性渗透破坏;上覆粗粒土层为管涌型土时,上覆粗粒土骨架颗粒在水头压力作用下会发生快速沉降,上覆粗粒土层为过渡性土时,上覆粗粒土层初始没有发生下沉,在上覆土层发生流土破坏后,才逐渐开始下沉,且上覆粗粒土的沉降量随着上覆粗粒土骨架颗粒中细料含量的减少而增加。本研究在方法上可为三维颗粒流数值模拟中细观参数的标定提供一定参考,并揭示了上覆土层细颗粒含量对渗透变形的影响及颗粒微观运移规律。     

Analysis micro-mechanism of burrs formation in the case of nanometric cutting process using numerical simulation method

Burrs (exit failure), being one of the important factors influencing the final precision of workpiece, have been widely studied. Today, with the development of manufac- turing technology, the depth of cut falls into the range of nanometer or sub- nanometer, there may be some different disciplines dominating the burrs genera- tion process. Molecular dynamics (MD) method, which is different from continuous mechanics, plays an important role in describing microscopic world. Take the ex- ample of single crystal copper, this paper carries out MD analysis micro-mecha- nism of burrs generation process. The results show that the burrs geometry de- pends on the type of workpiece (ductile or brittle). The depth of cut is decreased in the case of positive burrs generation process while the depth of cut is increased in case of negative burrs generation process.     

纳米颗粒对井壁混凝土耐久性能的影响

为了改善矿山井壁混凝土的耐久性能,利用2种纳米颗粒作为外掺材料制备混凝土试件,并开展强度、耐磨性和干缩性试验。结果表明,纳米材料在提高井壁混凝土抗压和抗弯强度的同时,也改善了耐磨性能和干缩性能;双掺NS和NC颗粒的含量为3%和2%的水工混凝土具有最优的耐冲磨性能,耐磨测试的磨损量仅为0.64 kg/m^2,比参照组磨损量降低了85%;与普通水泥砂浆相比,双掺2%NS和3%NC的水泥砂浆干缩率提高了128%,此配比为改性的最优组合;从改性前后的混凝土微观形貌发现纳米颗粒的填充效应和火山灰反应是混凝土耐磨性能提升的主要原因,黏结作用和表面反应是干缩性能提高的主要原因。     

空位掺杂(La(0.7-x)Y0.3)2/3Ca1/3MnO3的结构及其微观机制研究

利用标准的固相反应法在1 200℃烧结了(La(0.7-x)Y0.3)2/3Ca1/3MnO3(x=0,0.02,0.04,0.08,0.10)样品,冷却后,取出部分在1 350℃进行再烧结.利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其晶体结构及表面微观结构进行了研究.X射线衍射测量分析表明样品均为单相,单胞仍然具有正交对称性结构(空间群为Pnm a).通过扫描电镜研究表明,当化合物x=0.04时,(La(0.7-x)Y0.3)2/3Ca1/3MnO3的表面形貌表现为致密度最好.样品在1 350℃再烧结条件下,当x≤0.04时,可以大大降低样品的晶粒大小和孔隙;但当x>0.04时,再烧结对样品的晶体结构和表面微观结构影响不大.     

改性氯氧镁水泥砂石混凝土强度的试验研究

基于不同的MgO/MgCl2 、H2O/MgCl2物质的量比,试验中混合不同量的氧化镁、砂子、石子、抗水剂以及三种传统矿物掺合料拌制氯氧镁水泥混凝土,并测定其早期(7～28 d)和后期(28 ～ 128 d)抗压强度.试验证明,添加不同矿物掺合科(硅灰,矿粉,粉煤灰)镁水泥强度发展趋势相同但强度发展程度不同,其中以粉煤灰混凝土强度最高.由于复合抗水剂的存在,早期吸潮返卤被抑制,强度发展良好.后期混凝土强度发生下降,随着养护进行,强度又恢复发展.通过微观手段(X射线衍射、扫描电镜和能谱图)发现,含有粉煤灰的镁水泥混凝土样品微观结构存在致密凝胶相.     

粉砂质泥岩遇水损伤规律及化学改性研究

为了研究粉砂质泥岩遇水损伤规律和提高其耐崩解性,利用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光共聚焦显微镜、扫描电镜、润湿角测量仪和电子万能试验机等,表征了试样的成分、微观形貌、润湿角、单轴抗压强度和膨胀率等特征.结果表明:改性前试样表面裂纹的宽度随浸水时间的增加而迅速增大,经过10分钟崩解成碎屑,改性后试样浸水2d表面无明显变化;改性后试样的润湿角由3.9°增为122.2°;经过改性,试样的膨胀率明显减小,大小仅为改性前的37％～44％;改性后泥岩的单轴抗压强度增加了10％～65％.硅酸盐粘土矿物遇水膨胀是粉砂质泥岩内部产生损伤的主要原因.有机硅改性剂与粉砂质泥岩发生缩聚反应,岩粒表面形成非极性的憎水膜,泥岩的憎水性增强;泥岩内部颗粒间的胶结程度改善,单轴抗压强度明显提高.     

不同环境条件下纳米铝对硝基甲烷快速反应的影响

在入射激波作用下,采用单色光谱测试系统研究了真空条件下纳米铝对硝基甲烷快速反应的影响,对快速反应过程中的主要产物的出现时间和辐射强度进行了测量.研究发现,添加纳米铝(1g)后,硝基甲烷(1mL)点火延迟时间提前了60%,辐射强度增强了30%～100%;激波速度和反应温度分别提高了1.4倍和2.2倍.结果表明,纳米铝明显加速了硝基甲烷快速反应过程,并使其爆炸效率大大提高.为了探索纳米铝催化硝基甲烷快速反应的反应机理,在实验段分别充入O_2(2×10~(-3)MPa)、H_2O(4×10~(-3)MPa)和CO_2(6×10~(-3)MPa)气体,研究了不同环境条件下纳米铝对硝基甲烷快速反应的影响.发现对于硝基甲烷爆炸效能的增强,O2的效果最为明显,其次为H_2O,CO_2的效果最差.回收反应后的实验样品,并进行XRD检测,检测结果证实了单色光谱观察到的现象.此研究将对探索新型燃料空气炸药(FAE)的爆炸机理提供新的实验数据.     

偏高岭土对模拟商混站强碱性废泥基人造石强度的影响

为实现商混站强碱性废泥的资源化利用,以实验室模拟的商混站强碱性废泥为对象进行人造石制备研究,探究了偏高岭土掺量及水灰比对人造石强度的影响规律及机理,并借助XRD和SEM分析了人造石的物相组成及微观形貌。结果表明:添加偏高岭土可以显著提高人造石的固结强度,当偏高岭土掺量为6%(质量分数)时抗压强度增幅最大,相对于对照组,14 d、28 d强度增长率分别为18.2%、20.3%;随着水灰比的增加,人造石抗压强度呈先增大后减小的趋势,14 d、28 d的抗压强度分别在水灰比为0.44、0.46时达到最大,分别为44 MPa、46 MPa。