检索结果-内蒙古大学图书馆

土木工程学报 2025年第1期58卷 12-21页

作者：郭磊张忆庆田文峰华北水利水电大学水利学院河南郑州450045 河南水利投资集团有限公司河南郑州450002 华北水利水电大学河南省水环境模拟与治理重点实验室河南郑州450002 林州豫能抽水蓄能有限公司河南林州456500

为缓解水泥生产和污泥等固废处理带来的环境退化和资源浪费问题,该文以硅灰、粉煤灰、矿渣和玻璃粉4种固废为研究对象,与污泥构成二元、三元胶凝材料替代体系,通过改变体系内固废种类及掺加比例,共替代20%的水泥,设计12个配合比。从抗... 详细信息

为缓解水泥生产和污泥等固废处理带来的环境退化和资源浪费问题,该文以硅灰、粉煤灰、矿渣和玻璃粉4种固废为研究对象,与污泥构成二元、三元胶凝材料替代体系,通过改变体系内固废种类及掺加比例,共替代20%的水泥,设计12个配合比。从抗压强度、表观密度和吸水率3个方面进行宏观分析,利用核磁共振显微检测、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射法(XRD)三种方式进行微观结构分析,探究二元、三元胶凝材料替代体系的力学性能。试验结果表明:三元胶凝材料替代体系的力学性能远优于二元胶凝材料替代体系。污泥-硅灰-粉煤灰替代体系替代效果最优,抗压强度相较于对照组A1和A2分别提高4.2%和12.5%,这是因为硅灰和粉煤灰混合对污泥有更好的激发作用使其参与水化反应,生成较多钙矾石(AFt)和C-S-H凝胶体等水化产物,使微观物相和孔隙结构均得到提升。研究可为污泥等固废的资源化利用提供参考。

关键词：污泥多元胶凝体系力学性能微观结构

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纤维改性再生骨料透水混凝土力学性能透水性和耐磨性研究

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农业工程学报 2019年第2期35卷 153-160页

作者：郭磊刘思源陈守开汪伦焰薛志龙华北水利水电大学水利学院郑州450045 河南省水环境治理与生态修复院士工作站郑州450002 河南省水环境模拟与治理重点实验室郑州450002

再生骨料透水混凝土是利用再生骨料制备透水混凝土,具备再生混凝土和透水混凝土的功能优势,但导致强度、耐磨性变差,故该文进行再生骨料透水混凝土改性研究。将聚丙烯纤维和碳纤维以不同的体积分数(其中聚丙烯纤维掺量分别为0.3%、0.6%... 详细信息

再生骨料透水混凝土是利用再生骨料制备透水混凝土,具备再生混凝土和透水混凝土的功能优势,但导致强度、耐磨性变差,故该文进行再生骨料透水混凝土改性研究。将聚丙烯纤维和碳纤维以不同的体积分数(其中聚丙烯纤维掺量分别为0.3%、0.6%、0.9%、1.2%,碳纤维掺量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)掺入再生透水混凝土中,采用WAW-1000电液伺服万能试验机测定力学强度,自制透水装置测定透水系数,洛杉矶磨耗试验机测定耐磨性,获取不同种类和掺量纤维对透水性、力学性能和耐磨性的影响。试验结果表明,聚丙烯纤维和碳纤维的掺入对混凝土的孔隙率和透水系数影响不大,但可提高强度和耐磨性。随着纤维掺量的增加,抗压强度和劈裂抗拉强度呈先增大后减少的趋势;质量损失率也先减少后增大趋势。经优化分析可知聚丙烯纤维最优掺量为0.6%,碳纤维最优掺量为0.4%。该成果可为纤维改性混凝土以及再生骨料透水混凝土的推广应用提供参考。

关键词：混凝土纤维再生骨料透水混凝土力学性能耐磨性能

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硅藻土/玉米秸秆木质陶瓷制备及其对废水中四环素吸附动力学

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农业工程学报 2019年第3期35卷 204-210页

作者：高如琴刘迪谷一鸣朱德宝李国亭华北水利水电大学环境与市政工程学院郑州450046 河南省水环境模拟与治理重点实验室郑州450046

为资源化利用农业废弃物,探求玉米秸秆的高效综合利用。以玉米秸秆和酚醛树脂为主要原料,通过硅藻土改性,制备了硅藻土/玉米秸秆木质陶瓷。结合SEM、XRD、FI-TR、压汞法现代测试手段对样品的结构及性能进行了表征。以四环素为目标污染物... 详细信息

为资源化利用农业废弃物,探求玉米秸秆的高效综合利用。以玉米秸秆和酚醛树脂为主要原料,通过硅藻土改性,制备了硅藻土/玉米秸秆木质陶瓷。结合SEM、XRD、FI-TR、压汞法现代测试手段对样品的结构及性能进行了表征。以四环素为目标污染物,研究了样品对四环素的吸附等温线和吸附动力学。结果表明:经硅藻土改性的木质陶瓷内部含有大量孔洞,以非晶质为主,含有少量石英晶相和结晶石墨。木质陶瓷的孔径范围主要在1 000～3 800 nm,孔隙率约为48.6%,比表面积达到7.83 m2/g。由相关系数R2可知,Langmiur等温吸附模型比Frendlich模型更好地描述了木质陶瓷对四环素(0.999>0.975)的吸附过程;pH值为3、5、7、9条件下,以木质陶瓷对初始浓度为5 mg/L的四环素溶液进行吸附。动力学模型拟合结果表明,准二级动力学模型参数R2>0.98,能够更好地拟合材料对四环素的吸附过程。该研究实现了废弃材料的深度利用和对四环素废水的有效处理,为玉米秸秆的利用提供了新的途径。

关键词：秸秆抗生素动力学参数木质陶瓷硅藻土四环素动力学模型

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基于预拌浓浆法的再生骨料混凝土性能试验研究

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建筑材料学报 2017年第6期20卷 950-955页

作者：郭磊薛志龙陈守开常承艳华北水利水电大学水利学院河南郑州450045 河南省水环境治理与生态修复院士工作站河南郑州450002 河南省水环境模拟与治理重点实验室河南郑州450002

通过机理分析及试验验证,提出了一种能提高再生骨料混凝土性能的预拌浓浆法,并分别采用该方法和传统拌制工艺,对比研究了再生骨料混凝土28d抗压强度的统计分布规律.结果表明:与传统拌制工艺相比,预拌浓浆法能使再生骨料混凝土28d抗压强... 详细信息

通过机理分析及试验验证,提出了一种能提高再生骨料混凝土性能的预拌浓浆法,并分别采用该方法和传统拌制工艺,对比研究了再生骨料混凝土28d抗压强度的统计分布规律.结果表明:与传统拌制工艺相比,预拌浓浆法能使再生骨料混凝土28d抗压强度提高8%~19%;同时,预拌浓浆法能够在不改变配合比的条件下,使再生骨料混凝土抗冻性明显改善.

关键词：再生骨料混凝土预拌浓浆正态分布强度抗冻性

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数值模拟骨料颗粒形状和级配对再生混凝土力学性能的影响

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材料导报 2022年第15期36卷 61-67页

作者：郭利霞李松钟凌郭磊汪伦焰张芳芳华北水利水电大学水利学院郑州450046 河南水谷研究院郑州450046 河南省水环境模拟与治理重点实验室郑州450002

再生混凝土是一种复杂的多相复合材料,骨料是其主要组分,起骨架和支撑作用,对再生混凝土性能影响较大。本工作采用理论分析、试验和数值模拟手段,基于分形理论,建立考虑骨料级配和形状的特征模型,分析再生骨料特性,并在此基础上设计不... 详细信息

再生混凝土是一种复杂的多相复合材料,骨料是其主要组分,起骨架和支撑作用,对再生混凝土性能影响较大。本工作采用理论分析、试验和数值模拟手段,基于分形理论,建立考虑骨料级配和形状的特征模型,分析再生骨料特性,并在此基础上设计不同骨料特征的单轴压缩模拟试验,模拟再生混凝土的破坏过程,结果表明:(1)随着再生粗骨料级配越接近最大密实度曲线,其级配的分形维数越大,再生混凝土的峰值应力和弹性模量也随之增大;(2)骨料颗粒形状越规则圆滑,其骨料形状特征值越小,再生混凝土的峰值应力和弹性模量越大;(3)再生混凝土骨料级配设计过程中,需使得骨料级配密实,并对简单破碎的再生混凝土骨料全部进行整形处理。上述研究可为再生骨料的资源化利用和工程设计提供理论依据。

关键词：再生混凝土颗粒整形分形理论力学性能

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再生骨料替代率对混凝土单轴压缩力学性能的影响

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应用基础与工程科学学报 2022年第3期30卷 764-775页

作者：陈守开白卫峰郑永杰管俊峰李汶昊华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 河南省水环境模拟与治理重点实验室河南郑州450045 河南省水环境治理与生态修复院士工作站河南郑州450002 中国建筑第七工程局有限公司河南郑州450004

针对设计水灰比为0.66的再生骨料混凝土开展单轴压缩试验,获得5种骨料替代率对应应力-应变全曲线,以此研究替代率对再生混凝土强度和变形性能的影响.结合统计损伤理论,考虑材料细观非均质性,探讨骨料替代率对再生混凝土细观损伤演化机... 详细信息

针对设计水灰比为0.66的再生骨料混凝土开展单轴压缩试验,获得5种骨料替代率对应应力-应变全曲线,以此研究替代率对再生混凝土强度和变形性能的影响.结合统计损伤理论,考虑材料细观非均质性,探讨骨料替代率对再生混凝土细观损伤演化机制的影响.结果表明,再生骨料替代率对混凝土宏观应力-应变行为影响显著,随着替代率的增大,峰值应力先减小后增大,峰值应变单调增长;整个变形过程呈现出分布式损伤和局部破坏两阶段特征.利用统计损伤模型能够定量分析出再生混凝土细观损伤演化过程,考虑断裂和屈服两类损伤模式.随着再生骨料替代率的增大,表征细观损伤非均质演化过程的特征参数呈现出明显规律性的变化,与内部化学物理机理、宏观非线性应力-应变行为之间表现出良好的一致性.屈服损伤模式在整个过程中起到关键的作用.

关键词：再生骨料混凝土替代率单轴压缩统计损伤理论细观损伤机制应力-应变曲线局部破坏

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再生骨料掺量对透水混凝土性能的影响

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应用基础与工程科学学报 2018年第1期26卷 98-108页

作者：陈守开常承艳郭磊薛志龙华北水利水电大学水利学院河南郑州450045 河南省水环境模拟与治理重点实验室河南郑州450002 河南省水环境治理与生态修复院士工作站河南郑州450002 水资源高效利用与保障工程河南省协同创新中心河南郑州450002

再生透水混凝土是一种环保型、节材型建筑材料,符合我国当前循环经济与环境保护的发展需求,但目前其性能的研究尚不充分,推广应用还受限制.采用以废弃预制混凝土梁构件为再生骨料来源,通过破碎、筛分获得再生粗骨料,配制再生骨料透水混... 详细信息

再生透水混凝土是一种环保型、节材型建筑材料,符合我国当前循环经济与环境保护的发展需求,但目前其性能的研究尚不充分,推广应用还受限制.采用以废弃预制混凝土梁构件为再生骨料来源,通过破碎、筛分获得再生粗骨料,配制再生骨料透水混凝土,以取代率及粒级为变化参数,设计了5组配合比.通过试验,获取再生粗骨料的物理性能指标及再生透水混凝土的抗压强度、劈拉强度、孔隙率、透水系数等性能指标,分析了再生骨料透水混凝土的强度、孔隙率及透水之间的关联关系.结果表明,再生粗骨料24h吸水率比天然骨料高约11倍;再生骨料透水混凝土的孔隙率为14.2%~20.44%,透水系数为0.19~0.46cm,且透水系数随着孔隙率的增加而提高;掺入再生粗骨料的透水混凝土抗压强度随着取代率的增加而提高,替代率为30%时,提高幅度最大;采用双粒级骨料,可提高抗压强度35.4%,但透水性能随之下降.

关键词：再生骨料透水混凝土强度透水性

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碱激发制革污泥再生混凝土力学性能及微观特性

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华北水利水电大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈守开于泽一卢鹏别亚静华北水利水电大学水利学院河南省水环境模拟与治理重点实验室

随着工业化的快速发展，制革污泥的处理与再利用问题日益凸显。以制革污泥和粉煤灰取代部分水泥制备碱激发制革污泥-粉煤灰复合水泥基再生混凝土可以有效解决这一问题。为此，设计了6种不同碱当量的碱激发制革污泥-粉煤灰复合水泥基再... 详细信息

随着工业化的快速发展，制革污泥的处理与再利用问题日益凸显。以制革污泥和粉煤灰取代部分水泥制备碱激发制革污泥-粉煤灰复合水泥基再生混凝土可以有效解决这一问题。为此，设计了6种不同碱当量的碱激发制革污泥-粉煤灰复合水泥基再生混凝土，并通过强度试验以及核磁共振、X衍射物相分析、扫描电镜等方法，研究了碱激发对制革污泥-粉煤灰复合水泥基再生混凝土力学性能及其微观结构的影响机制。结果表明：随着碱当量的提升，碱激发制革污泥-粉煤灰复合水泥基再生混凝土强度呈先上升后降低的趋势。当碱当量为9%时，水化反应最为充分，抗压强度和劈拉强度达到最大值(分别为26.47MPa，1.98MPa)，且孔隙率和大孔占比最小(分别为1.19%，24.15%)，微孔占比最大(为47.51%)。这些可以为制革污泥的资源化利用提供参考。

关键词：制革污泥碱激发再生混凝土力学性能微观结构

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基于XGBoost算法的胶凝砂砾石劈拉强度预测分析

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建筑材料学报 2023年第4期26卷 378-382,388页

作者：郭磊李泽宣田青青郭利霞高航华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 河南省水环境模拟与治理重点实验室河南郑州450002 中国水利水电科学研究院北京100038

将水泥质量浓度、砂率、水胶比和粉煤灰质量浓度设为输入变量,28 d劈拉强度设为输出变量,用极端梯度提升树(XGBoost)算法对胶凝砂砾石(CSG)的劈拉强度进行预测,并与随机森林(RF)算法的预测结果进行对比,以决策系数(R^(2))、均方根误差(R... 详细信息

将水泥质量浓度、砂率、水胶比和粉煤灰质量浓度设为输入变量,28 d劈拉强度设为输出变量,用极端梯度提升树(XGBoost)算法对胶凝砂砾石(CSG)的劈拉强度进行预测,并与随机森林(RF)算法的预测结果进行对比,以决策系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均百分比误差(MAPE)作为评估标准对2种算法进行对比分析.结果表明:XGBoost算法的R2为0.968 1,具有高度的预测准确性;相比表现良好的RF算法,XGBoost算法测试集的RMSE和MAE均降低了0.003, MAPE降低了0.32%,表明XGBoost算法能够对CSG劈拉强度进行更为精准的预测.

关键词：极端梯度提升树算法随机森林算法强度预测胶凝砂砾石劈拉强度

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CaO增强复合胶凝材料的性能

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材料研究学报 2022年第4期36卷 278-286页

作者：郭磊王泽坤郭利霞陈平平汪伦焰李明儒王卫凯华北水利水电大学郑州450046 河南水谷研究院郑州450046 河南省水环境模拟与治理重点实验室郑州450002 河南水投舆源水生态有限公司平舆463400

使用重金属污泥制备免烧砖。使用CaO钙源优化配置复合胶凝材料的组分,并调控胶凝浆体中的水化产物和未水化相。先基于免烧砖原料的配合比计算复合胶凝体系的钙硅比(Ca/Si)并控制其值为0.8~1.2,设计添加CaO的免烧砖实验方案。使用核磁共... 详细信息

使用重金属污泥制备免烧砖。使用CaO钙源优化配置复合胶凝材料的组分,并调控胶凝浆体中的水化产物和未水化相。先基于免烧砖原料的配合比计算复合胶凝体系的钙硅比(Ca/Si)并控制其值为0.8~1.2,设计添加CaO的免烧砖实验方案。使用核磁共振(NMR)、透射电镜-能谱等手段和PCAS分析软件,研究了CaO使高硅复合胶凝材料性能提高的机理。结果表明:随着高硅胶凝体系Ca/Si比在0.8~1.2范围内的提高,免烧砖的力学性能先提高后降低,Ca/Si比的最佳值为1.0,CaO也有一个最佳调控值。随着Ca/Si比的提高7 d试样的吸水率先降低后提高,28 d试样的吸水率线性降低。随着Ca/Si比的提高,试样中平面孔径大于200μm的孔隙率递减,分形维数先减小后增大;对于孔径小于200μm的孔结构,随着Ca/Si比的提高孔径为200~200μm的孔减少,孔径小于200 nm的孔增多,孔的体积呈减小的趋势。复合胶凝体系能抑制污泥免烧砖70%以上的重金属浸出量。

关键词：复合材料免烧砖钙硅比污泥力学性能

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