FRP管约束超高性能混凝土的试验及理论研究

纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,FRP)管环向约束超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)结构是一种性能优越的新型组合结构形式.对4个无约束对比试件,4种FRP种类、3个纤维布缠绕层数共计36个约束试件进行了轴心受压试验,分析了FRP种类和纤维布层数对约束UHPC试件轴压性能的影响规律.结果显示:FRP约束能够有效提高UHPC试件的强度和极限应变;膨胀比率在加载初期约等于未约束UHPC的泊松比,当FRP充分发挥作用后膨胀比率趋于定值,但大于普通混凝土;峰值应变受约束刚度和FRP管断裂应变的影响较大.将实测应力-应变曲线与目前有代表性的FRP约束混凝土本构模型进行了比较,提出了一种新的FRP管约束UHPC应力-应变关系模型,结果表明新模型能更精确地预测约束试件的极限状态和应力-应变关系.     

固体废弃物的使用对水泥生产中大气重金属污染物排放的影响

大气颗粒物污染是京津冀地区重要的环境问题之一,但有关大气颗粒物重金属污染及其来源等关注较少。本文围绕水泥生产中的重金属残留及来源之一——固体废弃物作为原料使用对重金属污染物的贡献进行了概述,以期为河北省水泥产业大气污染控制提供有益借鉴。     

综合性化学实验的线上线下混合式教学——以水泥分析为例

水泥熟料分析是一个经典的综合性实验,涉及重量分析和配位滴定分析的很多原理及操作。为了有效开展实验教学、缩短课堂讲解时间、客观评价学生实验数据及结果,我们开展了线上线下混合式教学,引导学生课前自主学习,训练学生综合和创新实验技能。这一改革提高了实验教学质量,取得了较好的教学效果。     

油井水泥石脆性降低的途径及其作用机理

针对国内油田薄油层井、小间隙井和侧钻井固井后射孔及后续增产措施造成的水泥环脆裂(即二次窜流)问题,为了降低水泥石的脆性,正确评价不同材料对水泥石韧性或弹性的影响,对掺有胶乳、橡胶粉和PVA纤维水泥石的抗折强度、抗压强度、抗冲击功和弹性模量等力学性能进行了研究,并对3种材料的作用机理进行了剖析.研究结果表明,与净浆水泥石相比,掺有胶乳和橡胶粉水泥石的弹性模量分别降低了69%～76%和49%～60%,掺有PVA纤维水泥石的抗冲击功和抗折强度分别提高了9%～89%和16%～37%.胶乳、橡胶粉与水泥水化产物的有效铰接和桥联作用显著提高了水泥石的弹性,PVA纤维的有效阻裂作用显著提高了水泥石的韧性.     

粉喷桩复合地基的抗震性能和在实际工程中的应用

结合工程实例和现场检测数据,分析水泥粉喷桩复合地基的施工工艺、加固机理及桩间土水平约束程度对抗震性能的影响,认为粉喷桩可以有条件地用于有抗震设防要求的地基上加固。     

Catalytic performance of cement clinker supported nickel catalyst in glycerol dry reforming

The paper reports the development of cement clinker-supported nickel （with metal loadings of 5 wt%, 10 wt%, 15 wt% and 20 wt%） catalysts for glycerol dry （CO2） reforming reaction. XRF results showed that CaO constituted 62.0% of cement clinker. The physicochemical characterization of the catalysts revealed 32-folds increment of BET surface area （SBET） with the addition of nickel metal into the cement clinker, which was also corroborated by FESEM images. Significantly, XRD results suggested different types of Ni oxides formation with Ni loading, whilst Ca3SiO5 and Ca2Al0.67Mn0.33FeO5 were the main crystallite species for pure cement clinker. Temperature-programmed reduction analysis yielded three domains of H2 reduction peaks, viz. centered at approximately 750 K referred to as type-Ⅰ peaks, another peaks at 820 K denoted as type-Ⅱ peaks and the highest reduction peaks, type-Ⅲ recorded at above 1000 K. 20 wt% Ni was found to be the best loading with the highest XG and H2 yield, whilst the lowest methanation activity. Syngas with lower H2/CO ratios （0.6 to 1.5） were readily produced from glycerol dry reforming at CO2-to-Glycerol feed ratio （CGR） of unity. Nonetheless, carbon deposit comprised of whisker type （Cv） and graphitic-like type （Cc） species were found to be in majority on 20 wt%Ni/CC catalysts.     

熟料烧结回转窑传热传质数值模型

建立了窑长为90m的氧化铝熟料回转窑的传热传质数学模型.采用化学动力学方法研究了烧结反应吸、放热对窑内温度分布的影响,提出了氧化铝与碳酸钠的反应为窑内熟料烧结反应结束的标志.结果表明,熟料反应约在距离窑头85 m处完全结束,各反应速率随温度的升高而增大,喷煤量的增加对预热、烧结带的影响大于其他各带区.     

水泥基复合材料湿度扩散特性细观数值模拟研究

运用Weibull统计分布方法描述材料的非均匀性,并结合质量扩散与统计分布理论建立了水泥基复合材料湿度扩散的细观数值模型.对水泥基复合材料内湿度变化规律的数值模拟研究表明：砂浆的湿度场不仅受温度的影响,还受到湿度本身的影响,湿度和温度的升高对湿度的扩散具有加速作用.砂浆的细观非均匀性对湿度扩散影响显著.试样的均匀程度越低,其内包含的孔隙就越多,这有利于湿度的扩散;反之,如果试样的均匀程度越高,则越不利于湿度的扩散.砂浆试样的宏观有效湿度扩散系数随Weibull分布函数中均质度系数的增加呈负指数衰减趋势.在混凝土中,骨料颗粒占有较高的体积分数,而其湿度扩散性能却较低,这在一定程度上降低了混凝土的宏观湿度扩散性能.研究结果表明,混凝土的湿度扩散系数随其骨料含量增加基本呈线性递减变化关系.     

通乡水泥混凝土路面施工中应注意的几个问题探析

随着国家加大农村基础设施的投入,甘肃农村公路建设有了突飞猛进的发展,路面结构类型也从以往的沥青路面向多型式路面类型转换。水泥混凝土路面因取材广泛,施工方便简单且其抗压、抗弯、抗磨损及稳定性好,使用寿命长,在通乡公路建设中得到了广泛的应用。水泥混凝土路面施工时的质量控制是保证其使用寿命的重要因素。就水泥混凝土路面施工中除一些重点环节如拌和、摊铺等需要注意外,还对一些通常被忽略的环节即质量控制问题进行探讨。     

工程水泥基复合材料自愈合过程与产物

借助环境扫描电镜(ESEM)对纤维表面以及15,30,50μm不同宽度裂缝自愈合产物的生长过程进行了连续观察,结合EDS(energy dispersive spectroscopy)、TEM(transmission electron microscopy,透射电镜)、XRD(X-raydiffraction)及FTIR(fourier transform infrared spectroscopy)等先进研究手段,对工程水泥基复合材料(ECC)裂缝自愈合产物的化学特性进行了分析.结果表明,体系中水泥基材料的进一步水化及C-S-H凝胶和CaCO3晶体的生成是裂缝自愈合的主要原因.宽度15μm裂缝的自愈合产物主要为C-S-H凝胶;宽度30μm裂缝的自愈合产物主要为C-S-H凝胶和CaCO3;观察周期内,宽度50μm形成的自愈合产物量无法填满裂缝.从微观层次上看,宽度30μm以下的裂缝几乎都能完全自愈合.同时,ECC材料中的PVA(聚乙烯醇)纤维有亲水特性,为自愈合产物的形成提供了成核点,有助于ECC材料自愈合产物的形成和生长.