高含泥人工砂不同清洗方式对混凝土性能影响研究

依托于滇中引水工程,研究了清水清洗和六偏磷酸钠清洗高含泥人工砂对MB值和混凝土性能的影响,对比了不同方式的技术经济性。结果表明:与清水清洗相比,采用六偏磷酸钠溶液清洗,MB值下降更明显,同时可避免石粉大量流失,混凝土的力学性能和变形性能更佳。具体而言,采用清水清洗人工砂,MB值从1.4 g/kg下降至0.85 g/kg,石粉含量从21.8%降低至10.3%。采用六偏磷酸钠溶液清洗人工砂,MB值从1.4 g/kg下降至0.45 g/kg,石粉含量从21.8%降低至16.8%;保持混凝土拌和物状态相同的条件下,采用六偏磷酸钠溶液清洗人工砂,混凝土用水量下降了40 kg/m^(3),28 d龄期混凝土抗压强度、劈拉强度和极限拉伸值分别提高11.7%、23.1%和24.1%,60 d龄期混凝土干缩率降低106×10^(-6),混凝土原材料成本降低了23.3元/m^(3)。

PVA纤维、减缩剂和轻烧氧化镁对水工衬砌混凝土性能影响对比研究

依托于滇中引水工程,研究了掺入聚乙烯醇纤维(PVA纤维)、减缩剂和轻烧氧化镁对衬砌混凝土性能的影响。结果表明:掺入0.9 kg/m^(3)PVA纤维和1.5%减缩剂对混凝土坍落度影响不显著,掺入5%轻烧氧化镁后,混凝土拌和物坍落度下降了36.8%;掺入0.9 kg/m^(3)PVA纤维、1.5%减缩剂和5%轻烧氧化镁后,混凝土7 d、28 d龄期的抗压强度和劈拉强度差异不明显;掺入1.5%减缩剂和5%轻烧氧化镁对混凝土7 d、28 d龄期的极限拉伸值影响不显著,但掺入0.9 kg/m^(3)的PVA纤维后,混凝土28 d龄期的极限拉伸值提高了18×10-6;掺入0.9 kg/m^(3)的PVA纤维对混凝土120 d龄期内的干缩率影响不显著,掺入减缩剂和轻烧氧化镁后,混凝土120 d龄期的干缩率分别降低了100×10-6和33×10-6;掺入PVA纤维、减缩剂和轻烧氧化镁后,混凝土裂缝降低率分别为44.1%、31.9%和25.0%,可以有效减少裂缝的产生。

5~31.5 mm和5~40 mm粗骨料粒径对水工混凝土性能影响研究

依托引江济淮工程,研究了5~31.5 mm和5~40 mm两种粗骨料粒径对混凝土工作性能、力学性能和变形性能的影响。结果显示:采用5~31.5 mm粗骨料粒径的混凝土用水量比采用5~40 mm粗骨料粒径制备的混凝土高3~4 kg/m^(3),但混凝土拌合物性能整体上无明显差异;与5~40 mm骨料制备混凝土相比,采用5~31.5 mm骨料制备C25和C30混凝土90 d龄期的抗压强度分别提高了1.8 MPa和1.1 MPa,劈拉强度分别提高了0.17 MPa和0.28 MPa,极限拉伸值分别提高了6×10^(-6)和5×10^(-6),混凝土的弹性模量差异较小;与5~40 mm骨料制备混凝土相比,采用5~31.5 mm骨料制备C25和C30混凝土90 d龄期的干缩分别增大22×10^(-6)和15×10^(-6),360 d龄期的自生体积变形增大3×10^(-6)和4×10^(-6)。结果表明:采用5~31.5 mm粗骨料粒径的混凝土用水量和胶材用量略有增大,致使混凝土的力学性能和变形性能增大,能够满足粗骨料粒径为5~40 mm的水工混凝土力学性能要求,有效解决了水利工程建设中粗骨料获取来源不足的现实问题,但应关注变形性能增大可能导致混凝土开裂的问题。

铝硅合金微胶囊的制备与热学性能研究

以不同硅含量的铝硅合金微粉为原料,采用加压水蒸气腐蚀结合高温焙烧方法,制备了铝硅合金微胶囊,研究了硅含量和焙烧温度对微胶囊微观结构和热学性能的影响,并探讨了微胶囊壳层的形成机制。结果表明,亚共晶铝硅(Al-10Si)和共晶铝硅(Al-12Si)合金形成Al-Si@Al 2O 3微胶囊的焙烧温度为1100℃;过共晶铝硅(Al-30Si)合金形成Al-Si@Al 2O 3-AlOOH微胶囊焙烧温度为800℃;随着硅含量的增加,铝硅合金原料及所制微胶囊的储热密度均逐渐降低;另外,3种不同硅含量微胶囊的相变潜热保持率均大于65%,经50次热循环后,亚共晶和共晶铝硅合金微胶囊相变潜热保持率大于91%,过共晶铝硅合金微胶囊相变潜热保持率为86.4%。由此可见,采用加压水蒸气腐蚀结合高温焙烧法所制得的亚共晶铝硅(Al-10Si)合金微胶囊相变潜热值高,热循环稳定性好,更适宜作为工业用高温相变储热材料。

相变蓄热蜂窝体传热行为数值模拟研究

高温空气燃烧技术通过回收烟气余热降低燃料消耗而得到了广泛应用,换向时间对燃烧特性有重要影响,并与蓄热体结构和材料种类有关。本文建立了含金属类相变蓄热复合蜂窝体蓄/放热模型,考虑材料热物性随温度变化和热辐射,对蜂窝体的蓄/放热过程进行数值模拟,研究了相变材料和换向时间对空气预热温度、能量回收率的影响。计算结果表明,换向时间为120s时,含相变材料的蜂窝体比普通蜂窝体的空气预热温度高39.52 K;从放热开始到结束,含相变材料的蜂窝体的空气预热温度下降幅度约为普通蜂窝体的1/2;使用含相变材料的蜂窝体将换向时间从60 s有效延长至120 s时,空气预热温度高于换向时间未延长的普通蜂窝体,并且保持较高的能量回收率。

原位生成多尺度增强相提高Al_(2)O_(3)-SiC-C浇注料的性能

为了提高铁水预处理用耐火材料的物理性能和抗渣侵蚀性,在Al_(2)O_(3)-SiC-C耐火浇注料中引入不同含量的复合金属微粉(CMP),研究了其对Al_(2)O_(3)-SiC-C耐火浇注料显微结构、物理性能和抗渣侵蚀性能的影响。结果表明:CMP的加入能够促进试样中形成片状晶体、棒状纤维、细丝状纤维和晶须等多尺度增强相;随着CMP的加入,试样的常温抗折强度和耐压强度提高,当CMP加入量为6%(质量分数)时,浇注料的高温抗折强度提高了231%,热震水冷5次后试样的抗折强度保持率达到23%,比空白样提高了77%,抗渣侵蚀面积减小了37.2%。