物理化学教学中安全工程教育的融合与内化实例*

如何强化安全工程教育是化学化工类专业高等教育的一个重要课题。通过对蒸汽锅炉爆炸、火灾爆燃事故以及锈蚀危害等3个实例的详细讲述,指出在物理化学的教学中,若适时融入相关的安全工程教育,可以使学生深刻理解安全事故发生及防范所依赖的物理化学原理,从而起到安全意识的内化作用。教学中现代教育技术的引入可以增强这一效果。     

软化桁架模型理论在钢筋煤矸石砼低剪力墙中的应用

本文通过对六榀试验钢筋煤矸石砼低剪力墙的分析研究，提出了煤矸石砼软化应力－应变曲线，并结合桁架模型理论，对其受力全过程进行了分析，结果表明，考虑其横向应变后的计算结果与试验结果吻合较好，最后，建议了一个钢筋煤矸石砼低剪力墙抗剪强度实用计算公式。     

基于超声波换能器的钢筋机械损伤与锈蚀损伤检测及其对比研究

超声导波检测技术有检测耗时少、覆盖范围大等优点.为检测钢筋混凝土结构中钢筋损伤,采用超声波换能器研究不同深度和位置的机械损伤对超声导波传播的影响,建立损伤程度与导波特征关系.通过反射系数C定量分析损伤程度,并结合损伤反射回波判断损伤位置.在钢筋点锈蚀以及均匀锈蚀损伤检测中,锈蚀程度达到最大时,L波实际波速分别为4 738.1 m·s^-1和5 069.7 m·s^-1,以此区分锈蚀损伤与机械损伤,最后基于小波变换的时频分析判断损伤状况.研究成果可为钢筋损伤检测研究提供参考.     

自然环境条件下轮轨接触黏着特性研究进展

轮轨黏着是铁路运输中的关键基础性科学问题之一,而轮轨接触界面良好的黏着状态是列车安全和高品质运行的根本保障. 轮轨系统作为1个开放的系统,受到各种自然环境因素的影响,如湿度、温度、水、风沙甚至铁氧化物,而所有的这些环境因素都会影响轮轨接触界面的黏着状态和损伤行为. 本文中综述了水、湿度、温度和风沙等自然环境因素对轮轨黏着特性影响规律的研究进展,分析了自然环境因素下轮轨界面铁氧化物特征,重点探讨了自然环境因素对铁氧化物形成的影响及其对轮轨接触黏着特性的影响规律和作用机理,并提出了轮轨黏着的未来研究方向.      

宾汉姆体的缓凝砂浆在单螺杆挤出机中的流动

在实验的基础上，研究了宾汉姆体的缓凝砂浆在单螺杆挤出机中的流动；运用流变学理论， 建立了缓凝砂浆螺旋输送物理模型；对缓凝砂浆螺旋输送与包裹机构的工作机理进行了分析 与研究，得出了缓凝砂浆连续输送的条件，螺杆转速必须大于临界转速. 实验发现：宾汉姆 体的缓凝砂浆在螺旋输送与包裹机构中当螺杆转速在78$\sim$240\,r/min范 围内可实现连续输送和包裹.     

光纤光栅锈蚀传感器在不同湿度下的特性研究

钢结构的锈蚀监测对于钢结构安全的早期预警非常重要.本文提出了一种制备布喇格光纤光栅锈蚀传感器的方法,并研究了该传感器在不同湿度环境下的传感规律.结合磁控溅射和电镀的方法在光栅侧表面制备了Fe-C合金传感膜;利用扫描电子显微镜观察其侧表面形貌;检测在相对湿度60%和99%下中心波长的变化,进而分析该光纤光栅探头在不同湿度...     

苯并三唑对水泥砂浆中钢筋的阻锈作用

应用腐蚀电位(E_corr)、极化电阻(R_p)和砂浆保护层电阻率(ρ_c)研究了苯并三唑(BTA)对钢筋电极腐蚀电化学行为的影响. 通过电化学阻抗谱(EIS)、循环极化(CP)和循环伏安(CV)结果对比了BTA与NaNO₂ (SN)对钢筋电极在未处理、预锈蚀和内掺氯盐3种状态下3.5% (w)氯盐浸泡360 d后的阻锈效率. 利用环境扫描电镜(ESEM)与能谱分析(EDS)解释了BTA对水泥基材料中钢筋的阻锈机理. 结果表明: 3种状态下BTA均能明显降低砂浆中钢筋的均匀腐蚀速率, 且其阻锈效率高于SN. 在未处理与预锈状态下, BTA抑制点蚀的能力稍弱于SN; 但在内掺氯盐的状态下, BTA表现出了较大的点蚀阻力. BTA除了能在钢筋表面形成复杂的保护膜, 从而有效抑制氯盐的破钝化作用. ESEM/EDS结果表明BTA还能与砂浆基体形成较多富钙C-S-H凝胶, 可能优化了钢筋/砂浆界面区的孔结构, 形成更致密的微观结构, 显著延缓了氯盐向钢筋表面的传输进程, 较好地保护了钢筋. 适量的BTA对砂浆360 d的基本力学性能无明显影响.     

一种监测钢筋腐蚀的光纤光栅传感器的研究

钢筋腐蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性劣化的最重要因素之一。钢筋腐蚀将导致钢筋体积大大增加,混凝土保护层开裂、剥落,结构承载力下降,甚至倒塌。基于光纤布拉格光栅应变传感器的原理,根据钢筋腐蚀体积膨胀,提出了一种新的钢筋腐蚀光纤光栅传感器及温度补偿方法。传感器构造是在两根紧靠的钢筋中心附近粘贴光纤光栅,由于钢筋腐蚀体积膨胀,钢筋直径增加将转变成布拉格光纤光栅的应变,从而实现对钢筋腐蚀程度及速率的监测。传感器的监测原理是设置一个钢筋腐蚀光纤光栅传感器来监测由于钢筋腐蚀和温度变化引起的光栅应变,同时单独设置一个不锈钢光纤光栅传感器来测量温度引起的光栅应变。这两个光纤光栅传感器的应变监测,可分离出钢筋由于腐蚀所引起的体积变化。在混凝土结构中埋入封装的传感器,通过监测光纤光栅波长的漂移可以直接测量钢筋腐蚀程度,而且不受腐蚀因素的影响,可用于混凝土结构中钢筋腐蚀的早期监测。最后通过实验标定了钢筋腐蚀率与光栅波长位移的关系。     

锌铝层状双金属氢氧化物焙烧物对钢筋的缓蚀作用研究

在空气气氛下合成了锌铝层状双金属氢氧化物(Zn-Al LDHs)和焙烧物(Zn-Al CLDHs),扫描电镜结果表明,所制得的双金属氢氧化物具有明显的层状结构. 文中研究了Zn-Al CLDHs 对钢筋的腐蚀保护效果,Zn-Al CLDHs固体在NaCl 溶液中浸泡处理3 h 后,钢筋的腐蚀速率显著降低. 实验证明,Zn-Al CLDHs 在结构重组过程中可吸收溶液中的Cl^-,同时释放出OH^-,改善腐蚀环境,有效抑制钢筋的腐蚀.     

氯离子对模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响

应用动电位扫描法研究钢筋在模拟混凝土孔隙液中的腐蚀电化学行为以及氯离子的影响作用,并根据阳极极化曲线的变化揭示钢筋表面钝化膜的击穿电位及其变化规律,得出当溶液pH值分别为12.50和12.00时,由氯离子侵蚀引起的钢筋局部腐蚀,其钝化膜击穿电位突降的浓度临界值.