武汉科技大学，省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081
浇注料具有能耗低、工艺简单、便于机械化施工等优点，是耐火材料行业绿色发展的重要组成部分之一。但含水浇注料在温度梯度导致的热应力和水蒸气导致的内部压力共同作用下，在干燥升温过程中易发生结构损伤乃至爆裂破坏，从而缩短构件寿命并造成经济、资源损失。本工作从浇注料防爆裂的角度出发，就爆裂发生的基本机理、典型结合体系的微观结构与抗爆裂性能、防爆手段、测试手段、数值模拟等方面分别进行论述，并提出了相关发展展望。
浇注料爆裂 爆裂机理 结合体系 防爆手段 干燥测试 干燥模型 explosive spalling of castables explosive spalling mechanism bonding systems anti-spalling means drying tests drying models
1 河北省道路结构与材料工程技术研究中心,石家庄 050091
2 河北交规院瑞志交通技术咨询有限公司，石家庄 050091
3 中交建冀交高速公路投资发展有限公司，石家庄 050000
以氯盐为主要成分的除冰盐会导致混凝土发生盐冻破坏，而钙铝类水滑石(CAHL)可以对氯离子进行吸附固化。为研究CAHL对混凝土抗盐冻性能的影响，在C30混凝土中分别掺加胶凝材料质量0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的CAHL，测试不同CAHL含量对混凝土抗压强度、电通量、盐冻剥落质量、自由氯离子浓度的影响。结果表明：当CAHL掺量≤1.5%时，随着掺量的增加，混凝土的抗压强度逐渐增大，而电通量逐渐降低，说明合适的CAHL掺量可以提高混凝土的致密性；随CAHL掺量的增加，Friedel’s盐的衍射峰逐渐增强，说明CAHL可以较好地固化氯离子；CAHL通过提高混凝土致密性和固化氯离子有效降低了盐冻条件下混凝土中的自由氯离子含量；与空白样相比，CAHL掺量为1.5%时的混凝土经28次单面盐冻剥落后质量损失下降22.9%。
混凝土 类水滑石 氯离子 抗盐冻性能 氯离子固化 盐冻剥落 concrete hydrotalcite chloride ion salt-frost resistance chloride ion solidification salt-frost spalling
为了探索环形激光诱导冲击波的传播规律及其对层裂的影响, 采用ABAQUS软件对环形激光光束冲击成形的过程进行了理论分析和模拟仿真。通过定义节点路径的方法, 得到了环形激光光束诱导冲击波在板料中厚度方向的传播规律, 指出了在一定条件下厚度方向应力波拉应力最大值的出现时间和位置, 从应力波的角度探索了环形激光光束冲击成形下薄板层裂的规律。结果表明, 其层裂易发生位置位于激光冲击区域内, 而非像实心激光一样在板料中心。这一结果为激光冲击成形的研究提供了一条新的思路。
激光技术 环形激光 冲击波 应力波 传播 层裂 laser technique ring laser shock wave stress wave propagation spalling
为了得到工艺参量对层裂的影响, 运用有限元模拟的方法, 采用最大拉应力瞬时断裂准则来判断板料是否发生层裂, 并对各参量对层裂的影响进行了分析; 进行了激光冲击成形试验, 用电子扫描显微镜对冲击后的试样进行观察, 并运用应力波传播分析了层裂的产生、发展、形成。结果表明, 层裂易发生在激光冲击区域内, 其次是在光斑边缘处, 而在冲击区域外不可能发生层裂; 脉冲宽度、峰值压力和板料厚度对层裂发生的位置影响较大, 而光斑直径对层裂发生的位置几乎没有影响。这对激光冲击成形的发展具有指导意义。
激光技术 层裂 有限元 激光冲击波 3003H16铝合金 laser technique spalling finite element laser shock wave 3003H16 aluminium alloy
