1 河南大学土木建筑学院，河南 开封 475004绿色建筑材料国家重点实验室，北京 100024安徽省建设领域碳达峰碳中和战略研究院，合肥 230601
2 河南大学土木建筑学院，河南 开封 475004绿色建筑材料国家重点实验室，北京 100024
3 河南大学土木建筑学院，河南 开封 475004绿色建筑材料国家重点实验室，北京 100024，
采用物理发泡法以再生微粉和矿渣为主要原料，NaOH溶液为碱激发剂，制备了泡沫保温材料，通过测试泡沫的失活过程与浆体的流变特性，并结合硬化后试件的物理力学性能，探讨了碱激发剂掺量、CaCl2·6H2O掺量以及预制泡沫掺量对泡沫保温材料性能的影响，并借助图像分析法与X射线衍射分析了其微观结构及反应机理。结果表明：试样的抗压强度随碱激发剂掺量的增加先增大后减小，并在碱掺量为5%时达到最大值，但碱掺量对孔隙率与干密度的影响较小。CaCl2·6H2O的加入显著缩短了浆体的凝结时间，使得浆体与预制泡沫达到较好的匹配状态，可有效细化孔隙并提高试件的抗压强度与热惰性。改变泡沫掺量可有效调控材料的密度等级，随着泡沫掺量的增加，孔隙分布逐渐粗化，抗压强度及导热系数不断下降。矿渣与再生微粉的活性皆可被有效激发，两者可起到协调补充的作用，达到协同利用固废的效果。
再生微粉 矿渣 碱激发 泡沫保温材料 recycled powder ground granulated blast furnace slag alkali-activate foam insulation material
1 河南大学土木建筑学院,开封 475004
2 绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024
3 安徽省建筑领域碳达峰碳中和战略研究院,合肥 230601
固体废弃物的再生利用除了向更广的维度扩展,还需要向高附加值的深度进行延伸。泡沫陶瓷的科学制备与广泛应用使得大量消纳固体废弃物的同时能够充分发挥固体废弃物的潜在价值,因而受到了国内外学者的极大关注。本文详细介绍了泡沫陶瓷的组分作用及发泡原理,深入分析了其热变过程及微观机制,总结归纳了不同因素的影响效应,最后阐述了泡沫陶瓷发展面临的挑战,并对需进一步研究的方向提出了建议,旨在为泡沫陶瓷的高效利用与深入研究提供借鉴与参考。
泡沫陶瓷 固体废弃物 组分作用 发泡原理 热变过程 foam ceramics solid waste component effect foaming principle thermal transformation process
1 河南大学土木建筑学院,开封 475004
2 河南轻工职业学院,郑州 450008
3 河南大学开封市工程修复与材料循环工程技术研究中心,开封 475004
为评价磁铁尾矿砂在水泥碱性环境中的化学稳定性,研究了磁铁尾矿砂对饱和Ca(OH)2溶液pH值、砂浆棒膨胀率及钢筋锈蚀率的影响。结果表明,粒径为2.500和1.250 mm的磁铁尾矿砂在早期时对饱和Ca(OH)2溶液pH值降低作用较为明显,随龄期延长,粒径小于1.250 mm的磁铁尾矿砂对溶液pH值的降低作用变得愈加显著。不同粒径的磁铁尾矿砂取代部分天然砂时,引起的砂浆棒膨胀情况有所不同,其中粒径为0.630和0.315 mm的磁铁尾矿砂对砂浆棒体积变形的影响更为显著,而且在较长龄期后,含有0.630 mm磁铁尾矿砂的砂浆棒膨胀率最大。在Ca(OH)2和NaCl混合溶液中,磁铁尾矿砂较钢筋更易发生反应,可减缓钢筋锈蚀。
磁铁尾矿砂 化学稳定性 快速砂浆棒法 体积膨胀 钢筋锈蚀 magnetite tailing chemical stability accelerated mortar bar method volume expansion reinforcement corrosion
1 河南大学土木建筑学院, 开封 475004
2 绿色建筑材料国家重点实验室, 北京 100024
3 安徽省建设领域碳达峰碳中和战略研究院, 合肥 230601
为研究化学激发、热处理及两者耦合作用对再生微粉的活化效果, 本文采用抗压强度测试、X射线衍射测试、红外光谱测试等对再生微粉的力学性能、矿物组成、反应产物类型进行了研究。结果表明, 化学激发能够提供碱性环境及可反应的离子, 高温煅烧能够改变原有物质的矿物结构, 两种方式均可使再生微粉具备再水化胶凝的能力。高温热活化后, 再生微粉的硅铝体结构发生重组或破坏, 矿物中的基团在化学激发时更易溶出, 参与反应形成胶凝产物, 此时再生微粉的3、28 d抗压强度分别达到27.0、48.6 MPa, 与原试件相比, 强度值分别提高了10.3倍与5.8倍, 耦合作用使再生微粉具有更高的活性及强度。
废弃混凝土 再生微粉 化学激发 热处理 耦合作用 waste concrete recycled powder chemical excitation heat treatment coupling effect
1 河南大学土木建筑学院, 开封 475004
2 绿色建筑材料国家重点实验室, 北京 100024
3 安徽省建设领域碳达峰碳中和战略研究院, 合肥 230601
采用湿泡沫拌合法以再生微粉(RP)为主要原料制备了泡沫保温材料, 通过测量泡沫的稳定时间、浆体的流动特性与凝结过程, 结合试件的抗压强度、干密度、孔隙率以及导热系数等指标, 探讨了浆体组成对泡沫存活状态的影响规律以及RP的最大掺量。结果表明: 泡沫的稳定性与浆体的黏度、凝结过程存在适宜的匹配状态, 当水固比为0.80、浆体黏度为1.7 Pa·s左右、终凝时间小于30 min时, 预制泡沫具有较好的存活状态; RP的最大掺量可达70%, 所制备泡沫保温材料的抗压强度为1.15 MPa, 导热系数为0.118 W/(m·K), 符合JG/T 266—2011泡沫混凝土标准A06等级要求。
再生微粉 泡沫保温材料 废弃混凝土 孔径分布 抗压强度 导热系数 recycled powder foam insulation material waste concrete pore size distribution compressive strength thermal conductivity
强激光与粒子束
2022, 34(12): 125002
1 河南大学土木建筑学院，开封 475004
2 绿色建筑材料国家重点实验室，北京 100024
火山灰质材料的高效、合理利用是实现混凝土环境友好与高性能的重要途径，而科学、准确评价火山灰质材料的活性发挥程度则是提高其综合应用效果的关键之一。通过对国内外文献的研读分析，概述了化学试验法、物理试验法、微观结构分析法与动力学模型法等火山灰质材料的主要活性评价方法，并对各种评价方法的理论依据及适用特点进行了讨论分析，最后探讨了当前火山灰质材料活性评价方法存在的不足之处，旨在为火山灰质材料的高效利用与深入研究提供借鉴与参考。
火山灰 活性评价 化学试验法 物理试验法 微观结构分析法 动力学模型法 pozzolan activity evaluation chemical test method physical test method microstructural analysis method kinetic model method
1 河南大学开封市工程修复与材料循环工程技术研究中心, 开封 475004
2 绿色建筑材料国家重点实验室, 北京 100024
建筑工业化的不断推进需要混凝土的强度尽早、尽快形成。相较于传统的蒸汽或蒸压养护, 在水泥基材料中加入一定的成核剂, 除了能够有效促进水化、加速凝结外, 还有助于改善界面结构和提高耐久性, 因而被广泛用于实际工程中, 受到了国内外学者的极大关注。本文对比归纳了无机盐类成核剂、有机物类成核剂、纳米成核剂和复合成核剂的成核作用机理, 详细分析了成核行为的热力学与动力学特性, 概括总结了成核效应的影响因素以及对水泥基材料性能的综合影响。最后探讨了成核剂发展面临的挑战, 并对需进一步研究的可能方向提出了建议, 旨在为水泥基材料成核剂的高效利用与深入研究提供借鉴与参考。
水泥基材料 成核剂 作用机理 热力学 动力学 成核速率 cement-based material nucleating agent mechanism thermodynamics kinetics nucleation rate
重庆三峡学院 电子与信息工程学院, 重庆 404100
针对海岛间通信系统存在建设成本高和传输信号需要中继放大等问题, 文章采用曼彻斯特编解码设计了一种新型自由空间光(FSO)通信系统, 支持100 km海底光缆(采用G.654普通单模光纤)级联1 km FSO无线链路实现10 Gbit/s光信号的收发和传输。文章采用仿真实验测试了无线光信号在晴天、雨天和雾天中传输前后的时域波形、光谱、眼图和误码率(BER)等指标。研究结果表明, 光信号接收机灵敏度在背对背系统中为-18.92 dBm; 光信号接收机在晴天、雨天和雾天, 经100 km海底光缆级联1 km FSO信道传输信号时的灵敏度分别为-17.72、-16.66和-11.16 dBm。相关结果证明,应用曼彻斯特码的海岛间FSO通信系统在未来海域信息传输领域具有重要的潜在应用价值。
自由空间光通信 曼彻斯特码 海岛 光谱 误码率 FSO communication Manchester code island optical spectrum BER
