【摘 要】
：
磷酸镁水泥（Magnesium phosphate cement,MPC）是一种磷酸盐与重烧氧化镁通过酸碱反应形成化学粘结的新型胶凝材料,具有快硬早强、粘结性能好、体积稳定性好、耐久性优异等性能特点,在高速公路、机场跑道的快速修复、军事工程的抢修抢建、核废料的固化、3D打印等领域有着广阔的应用前景。然而,由于MPC材料水化历程复杂,影响因素众多,现有研究尚未提出统一、准确的配合比设计准则。在已有文
论文部分内容阅读
磷酸镁水泥（Magnesium phosphate cement,MPC）是一种磷酸盐与重烧氧化镁通过酸碱反应形成化学粘结的新型胶凝材料,具有快硬早强、粘结性能好、体积稳定性好、耐久性优异等性能特点,在高速公路、机场跑道的快速修复、军事工程的抢修抢建、核废料的固化、3D打印等领域有着广阔的应用前景。然而,由于MPC材料水化历程复杂,影响因素众多,现有研究尚未提出统一、准确的配合比设计准则。在已有文献中,多集中于少数影响因素的作用以及单一性能提升的研究,缺乏多个影响因素相互作用下的机理研究和多性能的共同提升,这从根本上限制了MPC材料综合性能的提升。此外,复杂的修补工程对MPC材料提出了更高的要求。为解决上述问题,本文引入计算优化法,在工作性能和力学性能共同提升的目标下,科学准确地建立了响应面数学预测模型,探明了镁磷比（M/P）、水胶比（w/b）、硼镁比（B/M）等关键因素对早期性能的影响机制,高效指导MPC材料的设计;同时,基于修补工程应用要求,利用上述数学模型,设计性能优异的MPC材料,并在地铁预制管片的立面修补等工程中进行了应用,为MPC材料立面修补应用提供技术指导。此外,为进一步提升MPC材料早期性能的预测精度,本文探讨了基于反向传播（Back propagation,BP）神经网络建立早期抗压强度和5因素预测模型的可行性,以期为MPC材料制备技术的智能化发展提供理论基础。具体研究内容如下:（1）基于响应面法对MPC材料进行配合比设计优化,建立了3因素（M/P、w/b、B/M）与早期性能（凝结时间和3h抗压强度）之间的数学预测模型,通过方差分析以及回归系数计算对模型进行了相关检验,结果表明,预测模型具有良好的拟合度,及较高的预测精度;同时,w/b是对凝结时间和早期抗压强度发展影响最大的变量,即w/b是影响MPC材料早期性能的最关键因素;除此之外,M/P和w/b存在相互耦合作用,M/P的最优值取决于w/b的大小,w/b越小,最优M/P越大。（2）根据立面快速修补等工程的要求,利用响应面法（Response surface method,RSM）建立的MPC早期性能预测模型,求解出适合修补的配合比,并对优化的配合比开展了综合性能研究以及微观性能表征。结果表明,优化后的配合比具有优异的力学性能、粘结性能和耐水性能,微观结构更为密实;且初步揭示了MPC材料耐水性能与其配合比密切相关。（3）将优化后的MPC材料成功应用于地铁预制管片的立面修补工程,并提出相对应的现场修补施工措施。修补效果表明,优化后的MPC材料有着更好的粘结效果,以及规范的施工流程可以更迅速完成修补且修补的质量十分优异。（4）为了进一步探究影响因素更多,预测精度更高,更智能的优化模型,本研究基于BP神经网络建立了早期抗压强度与5因素之间的非线性预测模型,模型回归分析结果表明,BP神经网络能够快速建立隐式预测模型,且在测试集上具有较好的预测效果,即模型具有良好的泛化能力,从而显示了人工神经网络在MPC材料多因素的配合比设计中的可行性。
其他文献
熔模铸造作为一种近净成形的技术被广泛运用,可以用来铸造精度等级高且结构复杂的零部件,几乎不受材料种类的限制。熔模铸件组结构复杂,模头和铸件通过铸件浇冒口连接,传统的熔模铸件组浇冒口去除方式是采用手动下压式砂轮切割机,然而在切割过程中存在劳动强度大,无安全防护措施,烟尘大,未实现自动化和生产效率低等缺点,影响行业发展。为了解决上述问题,根据作业现场环境特点和机械性能指标,设计并开发了一种新型铸件组浇
透明电极是指具有良好光电性能（透光率和导电性）的薄膜电极,其在触摸屏、薄膜太阳能电池（OSCs）、OLED、透明显示等方面具有广泛应用。目前工业中主要使用铟锡氧化物（ITO）透明电极,但是ITO成本高,并且不易弯曲,不能用于柔性透明电极。基于金属（银）网格的透明电极与ITO相比,不仅光电性能良好,同时还兼备柔韧性强、价格低廉等突出优点。然而,如何实现高分辨率（高透光率）金属银网格的低成本批量化制造
氯离子渗透并诱导混凝土中钢筋锈蚀是引起海洋钢筋混凝土结构耐久性降低的重要原因,电化学除氯技术是一种能够有效去除混凝土内氯离子、钢筋性能恢复的保护方法。考虑到传统不锈钢网、钛网阳极材料难以铺设、易锈蚀、成本高等问题,本文首先开发了聚合物改性导电修补砂浆,以聚合物改性导电修补砂浆作为电化学除氯的阳极材料,研究电化学除氯的有效性以及电化学参数、混凝土类型、钢筋布置方式等对电化学除氯效率的定量影响规律,提
流体在界面的铺展普遍存在于自然界和工业界,是应用数学、地球物理学、工程学和生物医学工程等众多领域的研究重点之一。其中,液体表面的流体铺展在许多工程领域和生物过程中具有广泛的应用前景,流体铺展形成的薄膜尺度范围很广泛,涉及大尺度下的天体运动、大陆冰盖动力学、熔岩流动、海上溢油处理和涂层流动,以及小尺度下的液态金属变形、强化处理、表面涂覆、药物输送、泪液流动和表面活性剂替代疗法等。此外,现代新兴的微流
实际工程中的钢筋混凝土梁基本都是在荷载、环境等两种或多种因素耦合作用下工作的,但目前国内外学者的研究主要针对于荷载作用下的机械损伤或环境侵蚀下的钢筋锈蚀损伤等单一因素影响下的损伤梁及CFRP加固损伤梁抗弯性能研究,这与实际结构的外部受力状态并不相符。因此,研究耦合损伤梁及CFRP加固耦合损伤梁的抗弯性能具有重要的现实意义。本文在试验研究和已有的理论公式基础之上,对荷载与环境耦合作用下的损伤梁及CF
目前,越来越多的机场建立于冻土区之上,在冻融循环影响和动力荷载作用下,导致冻土区机场跑道短时间内出现大量病害,从而影响机场的正常使用。本文将依托于新疆某机场跑道工程,对机场跑道道面破坏形式进行统计,分析冻胀原因,从而提出解决病害的方法,并为后期冻土区机场跑道设计和评价标准提供参考。通过对研究现状的了解,发现评价冻土区机场跑道的指标主要两方面:一是道面结构的变形特性,二是跑道地基变形特性。本文通过建
随着我国“碳中和”战略的实施,提高煤炭利用率,降低碳排放已经成为我国需求侧改革的重要方向,目前国内集中供热产业与欧美发达国家相比仍有诸多不足,主要体现在分户热计量技术与热计量方式上。本课题依托电子传感器技术与通信技术,从数据采集、远程通信、管理分析搭建物联网架构体系,构建了一套智慧供热系统用户侧监测系统,并根据用户需求设计了用户侧监测系统软件平台,基于洛阳市某热力公司的历史运行数据,对供热系统的热
聚脲（PUA）是由异氰酸酯组分和氨基化合物组分反应生成的弹性体材料。PUA具有优异的理化性能,在国防军工项目、桥梁混凝土防护、和建筑物防水中得到了广泛应用。但是PUA属于易燃材料,燃烧过程中会释放烟雾及有毒气体,威胁人类的生命安全,且在燃烧过程中会产生融滴,导致火焰扩散。过渡金属由于良好的催化功能受到关注,向PUA中加入过渡金属类的阻燃剂,一方面可以催化氧化燃烧过程中释放的CO,减少了PUA产生的
近年来,高空作业车已被广泛应用于一些高空操作领域,例如,建筑、园林、消防、造船、机场等。对于高空作业车而言,一个最基本的安全性能指标,就是稳定性。在作业过程中的高空作业车因失去稳定性而发生危险的事故比比皆是,这样不仅对作业车本身造成严重损坏,对工作人员的生命也造成了巨大的威胁。因此,对于高空作业车来说,最首要的任务就是解决它的稳定性问题。本文对某公司研制的一款直臂式高空作业车的稳定性进行了研究分析
YS型钢板带厂作为国有企业,由于长期的管理体制机制落后造成与市场脱节。近几年在激烈的市场竞争中出现了经营绩效差、生产成本较高、人员流失严重等现状,随着亏损的持续和扩大,企业生存和发展受到严重影响,体制机制改革迫在眉睫。为了推动企业体制机制改革,将市场机制引入到企业内部,对国内外内部市场运行进行深入研究,契合企业实际现状,抓住科学性和合理性原则,对YS型钢板带厂生产系统的应用进行深入研究得到如下结论