检索结果-内蒙古大学图书馆

复合材料学报 2022年第12期39卷 5958-5965页

作者：朱德举镇鑫楼湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

借鉴硬骨鱼鳞片的多级结构,采用软硬复合防护理念,本文提出了一种新型双层式柔性防护装具。该仿生防护装具的上层采用周期性叠加的复合鳞片构建鳞片层,下层采用多层超高分子量聚乙烯(UHMWPE)无纺布作为垫层。根据GJB 4300A-2012标准Ⅲ... 详细信息

借鉴硬骨鱼鳞片的多级结构,采用软硬复合防护理念,本文提出了一种新型双层式柔性防护装具。该仿生防护装具的上层采用周期性叠加的复合鳞片构建鳞片层,下层采用多层超高分子量聚乙烯(UHMWPE)无纺布作为垫层。根据GJB 4300A-2012标准Ⅲ级要求,对防护装具进行弹道测试和有限元仿真,验证了防护装具的抗穿甲燃烧弹性能和有限元模型的可靠性。结果表明:复合鳞片的陶瓷层厚度是影响防护装具抗侵彻性能的主要因素之一,在总厚度不变的情况下,复合鳞片的层厚比为2∶1时满足防护要求,倾斜复合鳞片对子弹的钝化作用及子弹的横向偏转,叠加鳞片的整体协同能量耗散及UHMWPE垫层的能量分散作用都是决定仿生装具防护能力的重要作用机制。

关键词：复合鳞片仿生穿甲燃烧弹有限元模型弹道测试超高分子量聚乙烯(UHMWPE)

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仿犰狳鳞片结构的躯干柔性防护装具抗穿甲燃烧弹侵彻性能

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第12期50卷 147-154页

作者：朱德举王丹湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 山东天意高科技有限公司山东济宁272000

根据犰狳外骨皮盔甲的结构形态,设计了由SiC陶瓷和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成的双层结构的仿生复合鳞片和新型柔性防护装具.该柔性防护装具由上层鳞片层与下层垫层组成,其中鳞片层由周期性排列复合鳞片构成,垫层为UHMWPE纤维层.采用M... 详细信息

根据犰狳外骨皮盔甲的结构形态,设计了由SiC陶瓷和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成的双层结构的仿生复合鳞片和新型柔性防护装具.该柔性防护装具由上层鳞片层与下层垫层组成,其中鳞片层由周期性排列复合鳞片构成,垫层为UHMWPE纤维层.采用MTS C43电子式万能试验机对防护装具进行了柔性测试,并依据《军用防弹衣安全技术性能要求》(GJB 4300A―2012)标准Ⅲ级弹道防护性能要求对其进行了弹道测试.分析了复合鳞片的厚度比、垫层数量、穿甲燃烧弹侵彻区域等因素对防护装具防护性能的影响,以及防护装具在集中荷载作用下刚度的变化过程.结果表明:该新型柔性防护装具具备良好的防护性能,不同侵彻区域对破坏范围具有显著影响;在集中荷载作用下垫层限制了鳞片层的弯曲变形,降低了整体柔性.

关键词：仿生复合鳞片柔性弹道测试侵彻

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聚羧酸系高效减水剂:结构设计、应用技术与展望

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硅酸盐学报 2025年第3期53卷 574-585页

作者：张岳肖宇翀马陈宇 Johann Plank 雷蕾史才军西安高技术研究所西安710025 湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 慕尼黑工业大学 TUM自然科学学院德国Garching 85748

当前全球混凝土行业正致力于推动降碳、节能与减排,这一趋势加速了低碳胶凝材料的广泛应用。随着低碳胶凝材料技术的不断进步,开发适用于低熟料或无熟料胶凝体系的聚羧酸系减水剂(PCE)变得尤为重要。基于此,本文首先概述了PCE的分类、... 详细信息

当前全球混凝土行业正致力于推动降碳、节能与减排,这一趋势加速了低碳胶凝材料的广泛应用。随着低碳胶凝材料技术的不断进步,开发适用于低熟料或无熟料胶凝体系的聚羧酸系减水剂(PCE)变得尤为重要。基于此,本文首先概述了PCE的分类、结构设计原理、合成方法及性能特点,探讨了PCE的最新应用进展与技术创新,特别强调了PCE在低碳掺合料胶凝体系中面临的应用挑战。最后,本文展望了PCE的技术前景及其在实现混凝土行业低碳转型中的重点发展方向。

关键词：聚羧酸系减水剂低碳掺合料胶凝体系分子设计工作性能

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二氧化碳养护硅酸钙矿物的强度和微观结构

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硅酸盐学报 2025年第2期53卷 380-395页

作者：肖智强张健胡翔史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 湖南省绿色与先进土木工程材料国际创新合作中心长沙410082 建筑安全与节能教育部重点实验室长沙410082

硅酸钙矿物的碳化是CO_(2)养护水泥混凝土材料及低钙胶凝材料的理论基础,其碳化程度和碳化产物是影响碳化基体强度和微观结构的关键因素。本工作研究了CO_(2)养护波特兰水泥、β-C_(2)S、γ-C_(2)S、C_(3)S_(2)和CS的强度和微观结构,并... 详细信息

硅酸钙矿物的碳化是CO_(2)养护水泥混凝土材料及低钙胶凝材料的理论基础,其碳化程度和碳化产物是影响碳化基体强度和微观结构的关键因素。本工作研究了CO_(2)养护波特兰水泥、β-C_(2)S、γ-C_(2)S、C_(3)S_(2)和CS的强度和微观结构,并分析了CO_(2)养护硅酸钙矿物结构和性能与碳化过程的对应关系。结果表明,经过压制成型(25 MPa压力)和3 d CO_(2)养护[99.9%CO_(2),0.3 MPa,(20±2)℃,相对湿度RH(60±5)%],β-C_(2)S和γ-C_(2)S砂浆试样抗压强度达到50 MPa,其次为水泥和C_(3)S_(2),而碳化CS试样强度仅为11.6 MPa。γ-C_(2)S、C_(3)S_(2)和CS的碳化程度高达60%,β-C_(2)S为50.3%,水泥碳化程度仅29.7%。γ-C_(2)S、C_(3)S_(2)和CS碳化形成的硅胶聚合度较高,且与碳酸钙存在明显分界;而碳化水泥颗粒外层硅胶与碳酸钙相互交织。CO_(2)养护硅酸钙矿物的抗压强度与CO_(2)吸收量和孔隙率呈线性关系。随着Ca/Si摩尔比的升高,CS、C_(3)S_(2)和γ-C_(2)S矿物的CO_(2)吸收量增加、孔隙率降低,抗压强度升高。水泥与β-C_(2)S由于水化和碳化的共同作用,基体孔隙率较低,抗压强度较高。此外,方解石晶粒尺寸,无定形碳酸钙含量以及碳酸钙与硅胶的界面性能等也会影响碳化硅酸钙矿物的抗压强度和微观结构演变。

关键词：二氧化碳养护硅酸钙矿物碳化产物微观结构抗压强度

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含粗骨料超高性能混凝土弯拉强度尺寸效应

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硅酸盐学报 2022年第2期50卷 438-444页

作者：苏捷史才军鲁飞扬方志湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 湖南大学土木工程学院长沙410082

制备不同粗骨料含量、水胶比、钢纤维含量的超高性能混凝土(UHPC)棱柱体试件,分析了粗骨料含量、水胶比和钢纤维体积掺量等对UHPC弯拉强度及尺寸效应的影响。结果表明:含粗骨料UHPC的弯拉强度随水胶比和粗骨料含量的提高呈下降趋势。随... 详细信息

制备不同粗骨料含量、水胶比、钢纤维含量的超高性能混凝土(UHPC)棱柱体试件,分析了粗骨料含量、水胶比和钢纤维体积掺量等对UHPC弯拉强度及尺寸效应的影响。结果表明:含粗骨料UHPC的弯拉强度随水胶比和粗骨料含量的提高呈下降趋势。随粗骨料含量的提高,UHPC弯拉强度尺寸效应趋于显著。含粗骨料UHPC弯拉强度尺寸效应随水胶比的提高而逐渐减弱。建议了含粗骨料UHPC弯拉强度尺寸换算系数,提出了尺寸效应律参数计算公式,可预测含粗骨料UHPC的弯拉强度。

关键词：超高性能混凝土粗骨料弯拉强度尺寸效应水胶比钢纤维

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CLDH对矿渣基地聚合物微观结构和性能的影响

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硅酸盐学报 2023年第9期51卷 2138-2152页

作者：周正宁张祖华邓毓琳胡捷余其俊史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 同济大学材料科学与工程学院先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

地聚合物因其节能减排、性能优异而广受关注。本工作提出了地聚合物相调控的概念,并在矿渣基地聚合物体系中,使用煅烧层状双氢氧化物(CLDHs),研究其对微观结构和性能的影响。同步辐射高能XRD及PDF计算、TEM等表征结果揭示了CLDH的再水... 详细信息

地聚合物因其节能减排、性能优异而广受关注。本工作提出了地聚合物相调控的概念,并在矿渣基地聚合物体系中,使用煅烧层状双氢氧化物(CLDHs),研究其对微观结构和性能的影响。同步辐射高能XRD及PDF计算、TEM等表征结果揭示了CLDH的再水化反应,在微观结构上提高了晶胶比和凝胶的短程有序性。在宏观性能上,掺入CLDH的地聚合物力学性能和保水性得到提高,自收缩和干燥收缩显著降低。掺用CLDH作为改善地聚合物微观结构的一种技术方法,有助于解决地聚合物的性能缺陷问题,为制备高性能地聚合物提供了一个新思路。

关键词：相调控煅烧层状双氢氧化物地聚合物微观结构收缩晶胶比

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化学-高温-机械复合活化金尾矿及机理分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第9期50卷 79-87页

作者：邓鹏钟昊郭帅成湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 建筑安全与节能教育部重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 绿色高性能土木工程材料及应用技术湖南省重点实验(湖南大学) 湖南长沙410082

尾矿制备辅助胶凝材料是实现尾矿产业化资源利用和减少建筑业碳排放的重要途径.主要探究了不同活化方法下金尾矿的活性机理和水化特性.采用高温活化、机械活化和化学-高温-机械复合活化等方法激发金尾矿的活性,探究不同活化方式对金尾... 详细信息

尾矿制备辅助胶凝材料是实现尾矿产业化资源利用和减少建筑业碳排放的重要途径.主要探究了不同活化方法下金尾矿的活性机理和水化特性.采用高温活化、机械活化和化学-高温-机械复合活化等方法激发金尾矿的活性,探究不同活化方式对金尾矿活性的影响.测定标准稠度用水量和凝结时间,分析不同金尾矿掺量对复合胶凝材料物理性能的影响.通过XRD分析、SEM分析和火山灰试验研究了金尾矿的活化机理和水化特性.结果表明:化学-高温-机械复合活化效果>高温-机械复合活化>机械活化>高温活化.在化学-高温-机械复合活化下,较原金尾矿28 d抗压强度比(58.25%),治化后的金尾矿强度提高到74.98%.高温活化和机械活化会使得金尾矿的主要矿物相结晶度降低,但火山灰活性较低.CaO的存在有助于进一步降低结晶度,并在水化反应过程中,其提供的碱性环境,会产生活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3),加速Ca(OH)_(2)与活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3)反应,C—S—H凝胶和铝酸盐水合物含量增多,结构更加致密,抗压强度得到提升.

关键词：建筑材料砂浆金尾矿复合活化活性指数

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计算机模拟在水泥水化及微观结构演化研究的应用进展

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硅酸盐学报 2022年第2期50卷 533-543页

作者：李凯赵雯史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

水泥水化是十分复杂的物理与化学反应过程,这一过程直接决定了硬化水泥浆体的微观结构和宏观性能。传统的实验方法普遍存在耗时费力、成本高等不足。利用计算机模拟来阐明水泥水化和微结构演变机制已成为当前的研究热点。首先介绍了水... 详细信息

水泥水化是十分复杂的物理与化学反应过程,这一过程直接决定了硬化水泥浆体的微观结构和宏观性能。传统的实验方法普遍存在耗时费力、成本高等不足。利用计算机模拟来阐明水泥水化和微结构演变机制已成为当前的研究热点。首先介绍了水泥水化模型的发展演变过程,并对比分析了不同模型的优缺点。然后,结合水泥水化模拟的最新研究进展,着重介绍了非球形水泥颗粒的水化模型、水化硅酸钙凝胶纳米尺度的研究现状。最后,基于相关模型的应用情况,探讨了矿物掺合料对水泥浆体水化过程和微观结构的影响,并对水泥基材料的宏观性能(如介质传输、氯离子扩散和微裂纹扩展)进行了预测。

关键词：计算机模拟水泥基材料非球形颗粒水化硅酸钙

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基于部分反弹格子Boltzmann方法研究砂浆水渗透性能

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硅酸盐学报 2022年第10期50卷 2701-2711页

作者：李凯许立杨璐璐史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 湖南省绿色先进土木工程材料国际科技创新合作基地长沙410082

为了揭示砂浆的水分传输机制,构建了细骨料-界面过渡区-水泥浆体的砂浆三相模型,采用部分反弹格子Boltzmann方法模拟了水分在砂浆内部的传输过程,研究了骨料体积分数、界面过渡区厚度及孔隙结构对砂浆水分渗透系数的影响。结果表明:当... 详细信息

为了揭示砂浆的水分传输机制,构建了细骨料-界面过渡区-水泥浆体的砂浆三相模型,采用部分反弹格子Boltzmann方法模拟了水分在砂浆内部的传输过程,研究了骨料体积分数、界面过渡区厚度及孔隙结构对砂浆水分渗透系数的影响。结果表明:当界面过渡区厚度较小、孔隙率较低时,砂浆的水分渗透系数随骨料含量的增大而降低且始终低于水泥浆体的水分渗透系数;当界面过渡区厚度增至150μm或有效孔隙率超过水泥基体2倍时,砂浆的水分渗透系数会接近甚至超过水泥浆体的水分渗透系数。界面过渡区效应、骨料稀释作用以及迂曲传输路径的相互竞争是产生上述现象的根本原因。

关键词：砂浆界面过渡区格子Boltzmann方法水分渗透系数

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考虑内部缺陷的FRP拉索力学行为仿真分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第1期49卷 85-93页

作者：朱德举沈琰李晟郭帅成湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

通过扫描电子显微镜观测了纤维增强树脂基复合材料(FRP)拉索的内部原始缺陷形态与结构,基于Python-ABAQUS建立了含孔洞缺陷的微观模型来分析拉索的多尺度力学行为.结果表明:孔隙率与孔洞长径比是影响纤维丝等效弹性模量的主要因素,在相... 详细信息

通过扫描电子显微镜观测了纤维增强树脂基复合材料(FRP)拉索的内部原始缺陷形态与结构,基于Python-ABAQUS建立了含孔洞缺陷的微观模型来分析拉索的多尺度力学行为.结果表明:孔隙率与孔洞长径比是影响纤维丝等效弹性模量的主要因素,在相同孔隙率和孔洞体积下,等效弹性模量随孔洞横截面积减小而增大.由于孔洞分布位置的随机性,数值模拟得到的纤维丝等效弹性模量比Mori-Tanaka理论计算值偏高.当纤维丝内部的孔洞的长径比小于1时,孔洞分布位置对等效弹性模量的影响最大.基于纤维束的随机破坏本构关系,采用用户自定义子程序建立了宏观尺度拉索和单筋的多尺度有限元模型,探究了微观和细观尺度的缺陷对宏观性能的影响.最后,采用不同Weibull参数与含内部缺陷的纤维束力学参数,发现FRP单筋和拉索模型的仿真结果与试验结果比较相符.

关键词： FRP拉索内部缺陷力学行为有限元分析

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