助磨剂影响矿物浮选的作用机理及研究进展 被引量：4

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作者 白鹏飞 杨聪仁 +5 位作者 马昆林 丁亚蓉 詹启贤 孟庆胤 陈荣健 范佳志 《材料导报》 北大核心 2025年第3期96-102,共7页

磨矿-浮选是一个复杂的物理化学反应体系,矿粒的表面性质和矿浆性质直接决定了矿物浮选的效果。为了提高磨矿效率、节能降耗,常在磨矿过程中添加具有助磨效果的化学试剂,但是助磨剂的掺入改变了矿物的表面性质和矿浆性质,对后续的浮选... 磨矿-浮选是一个复杂的物理化学反应体系,矿粒的表面性质和矿浆性质直接决定了矿物浮选的效果。为了提高磨矿效率、节能降耗,常在磨矿过程中添加具有助磨效果的化学试剂,但是助磨剂的掺入改变了矿物的表面性质和矿浆性质,对后续的浮选过程会产生不同的影响。助磨剂会对矿物的粒度、表面性质(晶体结构、表面形貌、表面电位和表面能等)和矿浆性质(黏度和pH值等)产生重要影响;从浮选动力学的角度来讲,助磨剂对上述因素的影响最终会导致矿粒在气泡表面上的碰撞与粘附概率发生变化,其作用机理有待进一步深入研究。本文基于已有文献资料,梳理了助磨剂影响矿物浮选和浮选动力学的主要作用机制及最新研究进展,以期为助磨剂在磨矿中的应用和浮选工艺的改进提供研究基础。 展开更多

关键词 浮选 助磨剂 浮选动力学 作用机理

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基于主成分分析的物理整形对再生粗骨料形貌特征影响的研究 被引量：2

2

作者 申景涛 黄新宇 +3 位作者 马昆林 谢友均 龙广成 胡明文 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1112-1120,共9页

物理整形是再生粗骨料强化的重要方法之一。为了综合评价物理整形对再生粗骨料形态特征的影响,为再生粗骨料的制备及高品质利用提供研究基础,研究了物理整形对再生粗骨料物理性能的影响。通过集料图像测量系统(AIMS)采集不同整形时间的... 物理整形是再生粗骨料强化的重要方法之一。为了综合评价物理整形对再生粗骨料形态特征的影响,为再生粗骨料的制备及高品质利用提供研究基础,研究了物理整形对再生粗骨料物理性能的影响。通过集料图像测量系统(AIMS)采集不同整形时间的再生粗骨料典型形态特征参数,基于主成分分析方法将圆度、球度、细长度和扁平度组合成了整体形态因子,将棱角度、粗糙度和分形维数组合成表面形态因子,分析整形对再生粗骨料的形态特征的影响。研究结果表明:物理整形显著降低了再生粗骨料的空隙率、吸水率和压碎指标,改善了再生粗骨料性能。随着物理整形时间增加,再生粗骨料的整体形态因子增大,而表面形态因子先降低后增大。再生粗骨料的整体形态因子增大,则粗骨料的整体形状趋于球形,粗骨料的堆积密实程度越好,整体形态因子的增大是堆积空隙率降低的主要原因;表面形态因子降低,则粗骨料表面形态越规则。物理整形使再生粗骨料的整体形态较天然粗骨料更近似于球形,但不能使再生粗骨料表面形态比天然粗骨料更规则,且随整形时间延长,再生粗骨料可能发生二次破碎使颗粒表面更不规则,从而造成表面形态因子增大。通过物理整形强化再生粗骨料时,可根据粗骨料表面形态因子的变化来合理控制整形时间。 展开更多

关键词 再生粗骨料 物理整形 形态特征 主成分分析

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温度荷载下充填层性能对CRTS Ⅲ型板式轨道塑性损伤的影响

3

作者 项阳 杨怀志 +4 位作者 于连山 张国红 王勇 马昆林 揣贾林鸿 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期590-601,共12页

自密实混凝土(self-compacting concrete, SCC)浇筑的充填层是CRTS Ⅲ型板式轨道的核心部件,在较大正温度梯度荷载下,充填层易出现塑性损伤,从而导致轨道结构产生病害。为探究充填层性能对板式轨道塑性损伤的影响,分别制作了高、中、低... 自密实混凝土(self-compacting concrete, SCC)浇筑的充填层是CRTS Ⅲ型板式轨道的核心部件,在较大正温度梯度荷载下,充填层易出现塑性损伤,从而导致轨道结构产生病害。为探究充填层性能对板式轨道塑性损伤的影响,分别制作了高、中、低3组弹性模量的SCC试件,测试并拟合了每组SCC本构曲线,推导了CDP参数,导入ABAQUS软件对应建立了不同充填层性能的轨道结构塑性损伤有限元模型,计算了不同温度荷载下,轨道结构的应力、位移及塑性损伤变化情况,分析了充填层力学性能对板式轨道塑性损伤的影响。研究结果表明:在大温度梯度荷载工况下,充填层更易发生塑性损伤且损伤发展速度较快,该工况下充填层主要发生受拉损伤,损伤位置从充填层凸台上方最先出现;随着温度上升,板角也出现损伤,凸台上方的损伤向整个充填层扩展。在整体升温与温度梯度组合荷载下,轨道结构温度变化相对均匀,采用低弹性模量的充填层,可以显著延迟充填层塑性损伤的发生时间,有效降低损伤发展速度,使充填层以受压损伤为主,损伤位置主要从板角出现且仅在板角区域发展。因此,在极端气候地区应监测轨道结构温度,同时降低充填层弹性模量从而减轻轨道结构损伤,并可将塑性损伤控制在板角区域,利于轨道的检修及养护。 展开更多

关键词 CRTSⅢ型板式轨道 充填层 塑性损伤 荷载效应

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再生微粉性能激活研究及应用进展 被引量：9

4

作者 马昆林 孟维琦 +4 位作者 申景涛 胡明文 王晓杰 龙广成 曾晓辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期96-108,共13页

再生微粉是以混凝土、砖瓦等为主要成分的建筑垃圾制备再生骨料过程中产生的粒径小于75μm的颗粒,其主要化学组成与粉煤灰类似,具有一定的潜在活性。将再生微粉作为掺合料使用,可减少对原材料的需求,减轻对环境的污染,实现资源的循环利... 再生微粉是以混凝土、砖瓦等为主要成分的建筑垃圾制备再生骨料过程中产生的粒径小于75μm的颗粒,其主要化学组成与粉煤灰类似,具有一定的潜在活性。将再生微粉作为掺合料使用,可减少对原材料的需求,减轻对环境的污染,实现资源的循环利用。再生微粉具有组成复杂、需水量大、活性指数低等特点,直接作为掺合料使用不利于砂浆或混凝土的性能,但再生微粉中SiO_(2)、CaO和Al_(2)O_(3)含量均较高,具有较好的活性潜质,经过适当的技术处理后可以有效激发其活性,提高利用效率。目前再生微粉主要激活方式有物理激活、化学激活和热激活。热激活可以燃尽再生微粉中的有机物杂质,改变部分物质组成,从而激发其活性;物理激活通过机械力增大了再生微粉的比表面积,从而提高了再生微粉活性;化学激活主要通过加入碱性激发剂等提供碱性环境或提供可参与反应的离子,从而促进水化程度提高再生微粉活性。相关学者对再生微粉的活性激发方法及其在砂浆和混凝土中的应用进行了深入研究,这对再生微粉的应用具有积极作用。本文基于已有文献资料,对再生微粉的物理性能、化学组成、激活方式、激活机理及应用现状进行了综合评述,分析了目前再生微粉研究存在的问题并展望了其应用前景,以期为再生微粉的高品质利用提供研究基础。 展开更多

关键词 建筑垃圾 再生微粉 激活方式 作用机理 应用现状

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粗骨料形态特征表征参数及其与混凝土性能关系的研究进展 被引量：12

5

作者 张雪芹 马昆林 +4 位作者 龙广成 曾晓辉 唐卓 谢友均 刘宝举 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期114-125,共12页

粗骨料在混凝土中起骨架作用,是制备混凝土的重要原材料。粗骨料的形态特征直接影响混凝土中骨料间的堆积状态、排列方式、接触形式以及粗骨料与水泥砂浆的粘结性能,从而对混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能造成显著影响。近年来,... 粗骨料在混凝土中起骨架作用,是制备混凝土的重要原材料。粗骨料的形态特征直接影响混凝土中骨料间的堆积状态、排列方式、接触形式以及粗骨料与水泥砂浆的粘结性能,从而对混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能造成显著影响。近年来,随着天然砂石资源逐渐稀缺,再生粗骨料和珊瑚粗骨料等绿色环保骨料逐渐用于混凝土中,但不同种类粗骨料之间的形态特征往往差异较大。因此建立粗骨料的形态特征表征体系以及明确其与混凝土性能之间的关系,有助于实现粗骨料的高品质利用以及混凝土配合比的优化及性能提升。本文基于粗骨料的形状、棱角和表面质地等形态特征,系统总结了粗骨料形态特征的表征参数及参数测量方法,对目前所采用的粗骨料形态特征的数值分析、重构方法及其适用范围进行了分析,最后讨论了粗骨料形态特征参数与混凝土性能之间的定量关系,并基于以上分析,提出了需要进一步研究的内容。 展开更多

关键词 粗骨料 形态特征 表征参数 混凝土

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自密实混凝土性能劣化对CRTS Ⅲ型板式轨道荷载效应的影响 被引量：3

6

作者 项阳 马昆林 +3 位作者 董荣珍 曾晓辉 龙广成 谢友均 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期555-567,共13页

充填层是CRTS Ⅲ型板式轨道的核心部件,由于板式轨道是典型的“三明治”结构,充填层易受环境的影响而出现性能劣化,从而对轨道结构不利。为探究充填层自密实混凝土性能劣化对板式轨道荷载效应的影响,采用ABAQUS软件并结合已有的充填层... 充填层是CRTS Ⅲ型板式轨道的核心部件,由于板式轨道是典型的“三明治”结构,充填层易受环境的影响而出现性能劣化,从而对轨道结构不利。为探究充填层自密实混凝土性能劣化对板式轨道荷载效应的影响,采用ABAQUS软件并结合已有的充填层混凝土损伤研究结果,建立充填层整体损伤工况和更接近实际使用情况的充填层梯度损伤工况的轨道结构有限元模型,计算轨道结构在不同工况的列车荷载和温度荷载下,轨道板、充填层和底座板的应力与位移变化情况,分析充填层疲劳损伤对轨道结构整体性能的影响。结果表明,充填层混凝土的整体损伤将导致充填层刚度显著下降,在列车和温度荷载下,轨道板和充填层组成的复合板易出现各方向的位移,使轨道结构出现局部磨耗增加和轨道不平顺等现象;充填层受荷时各向应力均大幅减小,轨道板的总体应力上升且易出现应力集中,底座板应力相较于其上部结构受充填层性能变化的影响较小。充填层出现四周梯度损伤时,不同荷载作用下,从损伤区至未损伤区应力和位移表现为连续变化,未出现明显的应力集中和应力突变;不同荷载作用下,轨道结构出现损伤的区域应力明显下降,但未发生损伤的板中部区域应力上升,加速了板中部区域的动载疲劳效应,间接增加了轨道结构的疲劳损伤。 展开更多

关键词 CRTSⅢ型板式轨道 充填层 损伤 荷载效应

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助磨剂对磨矿的影响及其应用进展 被引量：2

7

作者 丁亚蓉 杨聪仁 +5 位作者 范佳志 王旭 马昆林 董荣珍 白鹏飞 詹启贤 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4030-4042,共13页

磨矿是一个高能耗作业,其能耗占矿物加工总能耗的30%~70%,因此,降低磨矿过程中的能耗、提高磨矿效率是增大矿物加工效益的关键,而添加助磨剂是解决该问题的有效手段之一。介质填充率、磨矿浓度、矿浆黏度及矿石本身性质等因素影响磨矿效... 磨矿是一个高能耗作业,其能耗占矿物加工总能耗的30%~70%,因此,降低磨矿过程中的能耗、提高磨矿效率是增大矿物加工效益的关键,而添加助磨剂是解决该问题的有效手段之一。介质填充率、磨矿浓度、矿浆黏度及矿石本身性质等因素影响磨矿效率,可以使用能量消耗评价磨矿效率。磨矿过程分2个阶段:第一阶段,磨矿效率高但下降快,矿石颗粒上裂纹数逐渐减少;第二阶段,磨矿效率平稳但低,且粒度越小,表面晶格缺陷越少,越难磨剥。助磨剂通过物理化学作用吸附于矿物颗粒表面,即通过静电力等发生物理吸附,通过助磨剂分子与矿石颗粒表面形成氢键、配位键等发生化学吸附,影响矿物颗粒的表面性质,改变矿浆黏度,影响磨矿动力学参数。在助磨剂吸附作用下,矿物颗粒表面类似于存在润滑介质,使结构层间容易滑移,减少了磨矿过程中颗粒的“团聚”,增加了颗粒分散性,降低了表面自由能,改善了矿浆流变性,缩短了达到合适选别矿物粒度的磨矿作业时间,从而显著提高了磨矿效率,减少了能耗和钢球消耗,降低了生产成本。本文总结国内外有关助磨剂对磨矿影响的最新研究成果、不同种类助磨剂的助磨原理,对比分析助磨剂对磨矿效率的影响机制,探讨助磨剂对磨矿动力学的影响特点,以期为助磨剂在磨矿中的使用提供参考。 展开更多

关键词 助磨剂 磨矿动力学 作用机理 磨矿效率

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粗骨料形态特征差异及其与堆积空隙率关系的研究 被引量：2

8

作者 李长志 周新斌 +3 位作者 魏世恭 马昆林 于连山 邹卫东 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期127-135,共9页

粗骨料形态特征直接影响了其堆积状态,从而影响混凝土性能。为了更准确地描述骨料形态,量化特征差异,揭示骨料形态特征与空隙率的关系,本研究采用数字图像技术分析计算了粗骨料形态参数,结合二维与三维形态特征对粗骨料形态进行了准确... 粗骨料形态特征直接影响了其堆积状态,从而影响混凝土性能。为了更准确地描述骨料形态,量化特征差异,揭示骨料形态特征与空隙率的关系,本研究采用数字图像技术分析计算了粗骨料形态参数,结合二维与三维形态特征对粗骨料形态进行了准确的评价与分类,同时采用主成分分析(PCA)方法去除了形态特征之间的重叠性,探明了多个形态特征对空隙率的综合影响。结果表明,利用棱角度(An)、圆度(Rd)、球度(Sp)能够很好地区分粗骨料形态差异。结合扁平度(FR)与伸长率(ER)可将粗骨料进一步细分为类球状、盘状、条状、针片状四种粒形。PCA分析表明粗骨料形态特征参数与空隙率具有显著的相关性,且紧密堆积削弱了形态特征对空隙率的影响程度。Sp、An是影响空隙率的关键形态特征,粗骨料空隙率随Sp增大或An减小而减小,在粗骨料生产和选型时应重点控制。 展开更多

关键词 粗骨料 形态特征 空隙率 T检验 主成分分析

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不同活化方式对钼尾矿粉性能的影响

9

作者 陈荣健 孟维琦 +4 位作者 范佳志 杨鹰 马昆林 宋一平 杜彦昕 《混凝土与水泥制品》 2024年第2期100-103,共4页

研究了不同活化方式(物理活化、物理-热复合活化、热-物理复合活化、物理-化学复合活化)对钼尾矿粉粒度、细度、比表面积、活性的影响,探究了活化钼尾矿粉的掺量(0~30%)对胶砂抗折、抗压强度的影响,并进行了SEM分析。结果表明:与未活化... 研究了不同活化方式(物理活化、物理-热复合活化、热-物理复合活化、物理-化学复合活化)对钼尾矿粉粒度、细度、比表面积、活性的影响,探究了活化钼尾矿粉的掺量(0~30%)对胶砂抗折、抗压强度的影响,并进行了SEM分析。结果表明:与未活化钼尾矿粉相比,几种活化钼尾矿粉的细度和比表面积显著增大,粒径显著减小,且均主要分布在10~100μm之间;几种活化钼尾矿粉的7 d、28 d活性指数均相差不大,且分别不低于70%、60%;与基准组相比,掺活化钼尾矿粉试件的7 d、28 d抗折、抗压强度均降低,内部结构相对疏松,且存在孔洞和微裂缝。 展开更多

关键词 钼尾矿粉 物理活化 复合活化 活性指数

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不同养护温度下蒸养混凝土的冲击性能 被引量：28

10

作者 谢友均 王猛 +1 位作者 马昆林 龙广成 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期521-528,536,共9页

为掌握蒸养混凝土的冲击性能及养护温度对其影响规律,以高速铁路典型预制构件用C60蒸养混凝土为研究对象,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验方法,对比研究了不同养护温度下蒸养混凝土在不同应变率下的破坏形态、应力-应变关系以及应变... 为掌握蒸养混凝土的冲击性能及养护温度对其影响规律,以高速铁路典型预制构件用C60蒸养混凝土为研究对象,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验方法,对比研究了不同养护温度下蒸养混凝土在不同应变率下的破坏形态、应力-应变关系以及应变率效应,提出了表征蒸养混凝土破碎程度的评价指标——颗粒细度模数,分析了养护温度对蒸养混凝土冲击性能的影响规律.结果表明:随着应变率的增加,各养护温度下的蒸养混凝土峰值应力均增大,峰值应变则降低,颗粒细度模数减小,破碎程度明显增加;随着养护温度的升高,各应变率下蒸养混凝土的峰值应力降低,表现出更强的应变率效应;所建立的考虑应变率的蒸养混凝土本构模型拟合结果与试验结果吻合良好;较高养护温度导致混凝土内部缺陷增多,从而使得其冲击性能与常温养护混凝土有所差异. 展开更多

关键词 蒸养混凝土 冲击性能 分离式霍普金森压杆 应力-应变关系 本构模型

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荷载-冻融耦合作用下充填层自密实混凝土的耐久性及损伤模型 被引量：34

11

作者 龙广成 杨振雄 +2 位作者 白朝能 马昆林 谢友均 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期855-864,共10页

为掌握处于冻融服役环境条件下充填层自密实混凝土(SCC)的耐久性,设计了轴压荷载-冻融耦合作用模拟试验,对比研究了SCC在冻融循环作用、荷载-冻融循环耦合作用下的质量、峰值应力、峰值应变等参数随冻融循环次数的变化规律;结合统计损... 为掌握处于冻融服役环境条件下充填层自密实混凝土(SCC)的耐久性,设计了轴压荷载-冻融耦合作用模拟试验,对比研究了SCC在冻融循环作用、荷载-冻融循环耦合作用下的质量、峰值应力、峰值应变等参数随冻融循环次数的变化规律;结合统计损伤理论,建立了相应的损伤本构模型,讨论了损伤变量与冻融循环作用次数的变化关系。结果表明:相较于单一冻融作用,1/3应力水平的轴压荷载与冻融循环耦合作用下的充填层自密实混凝土劣化速率更大,此时难以抵抗300次冻融循环作用,掺适量聚丙烯纤维或橡胶粉可较好改善其在荷载-冻融循环耦合作用下的耐久性。所建立的损伤本构模型可较好地描述荷载-冻融耦合作用后混凝土应力-应变关系,其损伤变量与冻融次数具有良好相关性。 展开更多

关键词 充填层自密实混凝土 荷载-冻融循环耦合作用 冻融循环 耐久性 本构模型

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考虑冻融作用的混凝土单轴压缩损伤本构模型 被引量：29

12

作者 龙广成 刘赫 +1 位作者 马昆林 谢友均 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1884-1892,共9页

为研究冻融循环作用后混凝土的应力-应变行为及其在冻融作用后的持荷性能,对比研究同为C40强度等级的普通混凝土(NC)与自密实混凝土(SCC)经受冻融作用后的单轴压缩应力-应变关系,并进一步基于应变等价性假说和统计损伤理论建立冻融循环... 为研究冻融循环作用后混凝土的应力-应变行为及其在冻融作用后的持荷性能,对比研究同为C40强度等级的普通混凝土(NC)与自密实混凝土(SCC)经受冻融作用后的单轴压缩应力-应变关系,并进一步基于应变等价性假说和统计损伤理论建立冻融循环作用后混凝土单轴压缩损伤本构模型,探讨相应损伤变量随冻融循环作用次数和单轴压缩应变发展的演变特性。研究结果表明:所建立的损伤本构模型可较好地描述冻融循环作用后NC和SCC在单轴压缩荷载下的应力-应变关系;在单轴压缩过程中,冻融循环产生的微裂纹闭合导致损伤变量增长速率下降;NC与SCC的冻融损伤变量随冻融次数变化的规律均可用指数函数进行预测;掺入膨胀剂和黏度改性材料可以有效降低SCC的冻融损伤速率。 展开更多

关键词 冻融循环 应力.应变曲线 单轴压缩损伤本构模型 自密实混凝土

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砖混再生粗骨料及其在混凝土中的研究与应用进展 被引量：13

13

作者 马昆林 刘建 +4 位作者 申景涛 胡明文 王晓杰 龙广成 曾晓辉 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第18期115-126,共12页

随着我国城市化进程的加速以及人们居住水平的不断改善,20世纪60年代至80年代建设的大量砖混结构建筑物面临拆除,这些砖混结构物拆除后经破碎加工而成的粗骨料中含有大量碎砖、碎瓦和低强度的混凝土,简称砖混再生粗骨料(Mixed recycled ... 随着我国城市化进程的加速以及人们居住水平的不断改善,20世纪60年代至80年代建设的大量砖混结构建筑物面临拆除,这些砖混结构物拆除后经破碎加工而成的粗骨料中含有大量碎砖、碎瓦和低强度的混凝土,简称砖混再生粗骨料(Mixed recycled coarse aggregate,MRCA)。MRCA的高值利用是建筑固废资源化利用的研究热点。MRCA具有吸水性高、压碎指标高、空隙率高以及密度低“三高一低”的物理特性。MRCA具有较大的棱角度、表面粗糙度和分形维数,较小的圆度等颗粒形态特征。MRCA混凝土破坏主要由低强度的碎砖骨料破坏及再生粗骨料与水泥砂浆界面过渡区粘结破坏导致。采用物理和化学方法对MRCA进行强化,并通过适合的配合比设计方法和制备技术可以改善MRCA混凝土性能。再生砖骨料占比是影响MRCA混凝土工作性能、力学强度及耐久性的重要参数之一。相关学者研究了再生砖骨料含量对MRCA混凝土工作性能、力学强度及耐久性能的影响规律,并基于应力应变关系和再生砖骨料的含量提出了MRCA混凝土损伤本构关系模型,探讨了MRCA混凝土的损伤演变规律。另一些学者测试了MRCA混凝土制备的梁、板和柱等构件的受力性能和服役安全性能,探讨了MRCA混凝土应用于实际工程结构的可行性。本文基于已有文献资料,对MRCA的物理力学特性、分级分类、骨料强化以及MRCA混凝土在配合比设计、工作性能、力学强度、耐久性能及构件性能等方面进行了综合评述,分析了目前MRCA研究存在的问题并展望其应用前景,以期为MRCA的进一步利用提供研究基础。 展开更多

关键词 建筑垃圾 砖混再生粗骨料 骨料分级 工作性能 力学强度

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动荷载-水-冻融共同作用下混凝土宏观裂缝扩展与演变的研究进展 被引量：7

14

作者 马昆林 王中志 +2 位作者 龙广成 谢友均 曾晓辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第19期19091-19098,共8页

混凝土是土木工程建设的重要材料。由于设计、施工、服役环境及其材料自身等原因,混凝土在投入使用时就存在部分非结构裂缝。工程实践发现,在长期动荷载作用下,混凝土裂缝会在长度、宽度和深度方向出现扩展和演变,而动荷载和环境共同作... 混凝土是土木工程建设的重要材料。由于设计、施工、服役环境及其材料自身等原因,混凝土在投入使用时就存在部分非结构裂缝。工程实践发现,在长期动荷载作用下,混凝土裂缝会在长度、宽度和深度方向出现扩展和演变,而动荷载和环境共同作用将会加快裂缝的扩展,加速混凝土材料的劣化,导致混凝土力学和耐久性能降低,严重影响其结构安全。动荷载的长期作用将导致混凝土裂缝尖端附近的应力场和位移场出现复杂的变化,从而引起应力集中和应变能释放,当裂缝尖端应力强度因子大于材料断裂韧度时,裂缝将发生失稳扩展。动荷载对裂缝中的水产生动水压,动水压作用下水对裂缝内壁产生反复冲刷和溶蚀,导致裂缝内壁的集料和水化产物流失,从而加速了裂缝的扩展。低温冻融过程中,水在裂缝内壁反复结冰溶解,在裂缝内产生了冻胀应力,而动荷载作用使裂缝发生的体积变化增大了冻胀应力,同时冻融对裂缝内壁的集料和水化产物产生了剥蚀作用,加速了混凝土裂缝的扩展。动载-水-冻融共同作用对混凝土宏观裂缝的扩展演化更加复杂,目前尚无系统研究。本文归纳了目前对混凝土宏观裂缝在动载-水-冻融共同作用下扩展演变研究的最新进展,梳理了动荷载作用下水和冻融对裂缝扩展演化的加速机制、裂缝扩展与演化的计算方法和有效预测模型,并提出了该研究方向需要进一步解决的问题,以期为进一步掌握混凝土结构的长期服役性能、完善混凝土结构损伤理论及养护维修技术奠定基础。 展开更多

关键词 混凝土 宏观裂缝 动荷载-水-冻融耦合 裂缝扩展 冲刷溶蚀 冻胀剥蚀

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高温低湿下砂浆力学性能及微结构的变化 被引量：9

15

作者 马昆林 韩晓昆 +2 位作者 龙广成 谢友均 曾晓辉 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期392-401,共10页

为初步掌握高温低湿环境下水泥基材料力学性能改善的技术方法,测试不同养护条件下,组成参数不同的砂浆力学性能变化,并采用SEM,XRD以及TG等方法测试砂浆微结构的变化。研究结果表明:相比标准养护,高温低湿养护导致砂浆力学性能大幅度降... 为初步掌握高温低湿环境下水泥基材料力学性能改善的技术方法,测试不同养护条件下,组成参数不同的砂浆力学性能变化,并采用SEM,XRD以及TG等方法测试砂浆微结构的变化。研究结果表明:相比标准养护,高温低湿养护导致砂浆力学性能大幅度降低。与直接高温低湿养护比较,高温低湿下初期的短期覆膜养护能显著提高砂浆强度。粉煤灰掺量25%的砂浆在高温低湿下早期覆膜1 d养护后,28 d抗压和抗折强度均大于标养试件。掺入聚丙烯纤维和内养护材料可以改善高温低湿下砂浆的力学性能,但需要结合适合的早期养护制度。高温促进了水泥早期水化,但所生成的水化产物不能及时扩散,堆积在未反应的水泥颗粒表面,造成水化产物不均匀,阻碍了进一步水化反应,水分在低湿下蒸发,水化速率迅速降低甚至停止,内部结构疏松,孔隙率增大,强度严重降低。 展开更多

关键词 高地温 高温低湿 砂浆 力学性能 微观结构

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蒸养混凝土轨道板劣化机理研究 被引量：11

16

作者 马昆林 龙广成 谢友均 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期116-121,共6页

采用现场调查、取样试验(电镜、能谱、X-衍射以及压汞)分析等方法对某城际铁路少数蒸养混凝土轨道板在使用中出现早期劣化的原因进行研究。结果表明:蒸汽养护对所研究的轨道板混凝土造成了一定的蒸养热伤损,热伤损导致轨道板表层混凝土... 采用现场调查、取样试验(电镜、能谱、X-衍射以及压汞)分析等方法对某城际铁路少数蒸养混凝土轨道板在使用中出现早期劣化的原因进行研究。结果表明:蒸汽养护对所研究的轨道板混凝土造成了一定的蒸养热伤损,热伤损导致轨道板表层混凝土结构疏松,孔隙率明显大于内部混凝土,且表层混凝土微裂缝增多。混凝土内部膨胀性产物主要为碱-硅酸凝胶和钙矾石。高速列车的长期动荷载作用加快了轨道板混凝土中微裂纹的变化发展,使更多的环境水渗入混凝土内部。混凝土内部骨料碱-硅酸凝胶吸水膨胀反应(ASR)和延迟钙矾石形成(DEF)的共同作用是轨道板开裂的主要原因。 展开更多

关键词 蒸养混凝土 轨道板 蒸养热伤损 延迟钙矾石反应 碱-硅酸反应

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骨料强化方法对再生混凝土多界面过渡区微观结构的影响 被引量：8

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作者 马昆林 刘建 +4 位作者 申景涛 刘宝举 谢友均 胡明文 王晓杰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3809-3819,共11页

为研究骨料强化方法对再生混凝土中界面过渡区微观结构的影响,采用显微硬度和背散射图像测试的方法,研究骨料整形,硅酸钠溶液浸泡,水泥-粉煤灰、水泥-矿渣和水泥-硅灰裹浆等骨料强化方法对再生混凝土中的旧骨料-新浆体、旧骨料-旧浆体... 为研究骨料强化方法对再生混凝土中界面过渡区微观结构的影响,采用显微硬度和背散射图像测试的方法,研究骨料整形,硅酸钠溶液浸泡,水泥-粉煤灰、水泥-矿渣和水泥-硅灰裹浆等骨料强化方法对再生混凝土中的旧骨料-新浆体、旧骨料-旧浆体和新浆体-旧浆体之间的3种界面过渡区的显微硬度、界面宽度以及微观形貌的影响。研究结果表明:骨料强化能够提高界面过渡区的显微硬度,降低界面过渡区的宽度,从而改善界面过渡区;骨料整形去除了再生骨料表面的旧浆体,增大了旧骨料与新浆体的接触面积;硅酸钠溶液浸泡通过水玻璃及其水解产物与旧浆体中水化产物之间的化学反应,提高了界面过渡区的密实度;火山灰材料的火山灰效应和填充效应填充了界面过渡区中的孔隙,提高了界面过渡区的密实度。相比于未处理组,水泥-硅灰组旧骨料-新浆体、旧骨料-旧浆体和新浆体-旧浆体界面过渡区的显微硬度平均值分别增大了38.7%,63.1%和52.6%,宽度分别减少了40%,46.2%和45.5%。背散射分析表明,骨料强化后再生混凝土界面中的未水化水泥颗粒和孔隙减少,界面过渡区的宽度较低,界面过渡区变密实。研究成果可为再生骨料强化方法的优选,以及再生混凝土性能的提高起到积极的作用。 展开更多

关键词 再生骨料强化 再生混凝土 界面过渡区 显微硬度

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板式轨道充填层SCC疲劳损伤本构模型 被引量：9

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作者 马昆林 万镇昂 +1 位作者 龙广成 谢友均 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期139-145,共7页

采用基于Helmholtz自由能推导的混凝土损伤本构方程,结合弹性模量损伤因子和残余应变影响因子,构建了CRTSⅢ型板式轨道充填层自密实混凝土(Self-compacting Concrete,SCC)疲劳损伤本构模型,并采用MTS疲劳试验机测试了典型服役环境下充填... 采用基于Helmholtz自由能推导的混凝土损伤本构方程,结合弹性模量损伤因子和残余应变影响因子,构建了CRTSⅢ型板式轨道充填层自密实混凝土(Self-compacting Concrete,SCC)疲劳损伤本构模型,并采用MTS疲劳试验机测试了典型服役环境下充填层SCC的受压疲劳性能,探讨了动荷载、水+动荷载、酸溶液+动荷载等复杂环境对SCC疲劳损伤的影响。结果表明,基于Helmholtz自由能推导的充填层SCC疲劳损伤本构模型拟合结果与试验测试结果的相关系数大于0.97,能够较好表征疲劳荷载作用下充填层SCC的损伤变化。相对于未受疲劳荷载的试件,应力水平为0.35的疲劳荷载作用200万次后,动荷载、水+动荷载、酸溶液+动荷载作用下充填层SCC极限抗压强度分别降低了6.97%、11.19%和25.21%,峰值应变分别增大了7.52%、9.97%和13.51%,静弹性模量降低了38.3%、40.8%和42.5%。环境与动荷载共同作用进一步加速了充填层SCC的劣化。 展开更多

关键词 无砟轨道 充填层自密实混凝土 疲劳损伤 本构模型 Helmholtz自由能

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砖混再生粗骨料混凝土损伤本构关系 被引量：16

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作者 马昆林 黄新宇 +2 位作者 胡明文 彭琳娜 张鑫全 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期131-141,共11页

为了研究取代率和配合比设计方法对砖混再生粗骨料混凝土力学性能的影响,采用应变等价性原理并基于Weibull函数分布建立了砖混再生粗骨料混凝土损伤本构模型,并结合分布参数与取代率的函数关系,修正了损伤本构模型,探讨了损伤变量和损... 为了研究取代率和配合比设计方法对砖混再生粗骨料混凝土力学性能的影响,采用应变等价性原理并基于Weibull函数分布建立了砖混再生粗骨料混凝土损伤本构模型,并结合分布参数与取代率的函数关系,修正了损伤本构模型,探讨了损伤变量和损伤变量发展速率与应变的关系.结果表明:本构模型曲线与试验曲线的相关性较高,模型参数a,b与取代率之间满足二次函数关系,分别反映了峰值应力、峰值应变和混凝土的脆性;砖混再生粗骨料混凝土的总损伤D由初始损伤DR和荷载损伤DC组成,掺入砖混再生粗骨料对混凝土造成了初始损伤,总损伤变量随应变增加呈S型单调递增,损伤变量发展速率呈先增大后减少的趋势;砖混再生粗骨料混凝土的配合比设计方法对其损伤程度和损伤变量发展速率有一定影响. 展开更多

关键词 砖混再生粗骨料 配合比设计方法 WEIBULL分布 损伤本构关系 损伤变量

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砖混再生粗骨料混凝土力学性能及工程应用研究 被引量：19

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作者 马昆林 黄新宇 +5 位作者 胡明文 彭琳娜 徐剑 张鑫全 莫建红 曾乐 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2020年第8期2600-2607,共8页

采用城市砖混结构拆除建筑垃圾加工制成的再生粗骨料,用不同配合比设计方法制备了砖混再生粗骨料混凝土,研究了砖混再生粗骨料对混凝土工作性、抗压强度、弹性模量、峰值应力、峰值应变以及应力应变关系的影响。结果表明,相比较天然骨... 采用城市砖混结构拆除建筑垃圾加工制成的再生粗骨料,用不同配合比设计方法制备了砖混再生粗骨料混凝土,研究了砖混再生粗骨料对混凝土工作性、抗压强度、弹性模量、峰值应力、峰值应变以及应力应变关系的影响。结果表明,相比较天然骨料和废弃混凝土制备的再生骨料,砖混再生骨料空隙率大,吸水率大,压碎指标高。使用附加用水量配合比方法制备的砖混再生粗骨料混凝土在力学性能上低于标准配合比方法制备的砖混再生粗骨料混凝土,但工作性能较好。随着砖混再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土的力学性能呈现不同程度的降低。当取代率为100%时,使用标准配合比和附加用水量方法制备的再生混凝土28 d抗压强度分别降低了26.1%和11.9%,弹性模量分别降低了23.9%和22.9%,峰值应力分别降低了13.0%和21.9%,峰值应变分别增大了25.3%和14.9%。工程实践表明,采用砖混再生粗骨料配制的再生混凝土可以满足中低强度等级泵送混凝土的性能要求。 展开更多

关键词 建筑垃圾 砖混再生粗骨料 力学性能 工程应用

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