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期刊信息/Journal information
硅酸盐通报
中国硅酸盐学会 中材人工晶体研究院
硅酸盐通报

中国硅酸盐学会 中材人工晶体研究院

闫法强

月刊

1001-1625

gsyt123@126.com

010-65492968/4890/2963

100018

北京市朝阳区东坝红松园1号中材人工晶体研究院733信箱

硅酸盐通报/Journal Bulletin of the Chinese Ceramic SocietyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要内容包括：具有创造性的研究论文和阶段性研究通报，并以快讯的形式简短、迅速地报道有关方面的重要成果；国内外有关无机非金属材料的某一领域或某一专题的现状与进展的总结和评述；传播基础知识，探讨和介绍交叉学科和边沿学科，交流生产技术经验和企业管理经验，以促进科研成果的开发、利用，并转化为现实生产力的文章；报道学术动态及学会的活动情况和科技信息。
正式出版
收录年代

    偏高岭土改性轻烧氧化镁基磷酸镁水泥的3D打印性能

    李楠钟建军邓永杰梁云...
    1663-1672页
    查看更多>>摘要：本文采用自主研发的混搅挤功能一体化建筑3D打印设备,实现了轻烧氧化镁基磷酸镁水泥材料的3D打印,探究了不同掺量偏高岭土(MK)对3D打印轻烧氧化镁基磷酸镁水泥性能的影响规律,并结合XRD与SEM试验进一步分析MK掺量对3D打印轻烧氧化镁基磷酸镁水泥水化产物及晶体形貌的影响.结果表明:3D打印轻烧氧化镁基磷酸镁水泥的凝结时间与力学性能均随着MK掺量的增加呈先上升后下降的趋势;当MK取代氧化镁与磷酸二氢钾质量的4％～6％时,MK的加入有效改善了轻烧氧化镁基磷酸镁水泥浆体的打印性能,此时的轻烧氧化镁基磷酸镁水泥具有良好的挤出性能、建造性能与力学性能,能够满足3D打印应用要求;MK的加入不会改变轻烧氧化镁基磷酸镁水泥水化产物晶体的组成,但会产生大量无定形的非晶体水化产物,进一步填充水化产物与颗粒间的空隙,改善结构密实程度.

    轻烧氧化镁偏高岭土磷酸镁水泥3D打印打印性能力学性能

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    粉煤灰对粉末3D打印磷酸镁水泥基材料耐水性能的影响

    刘晓江李之建
    1673-1682页
    查看更多>>摘要：磷酸镁水泥基材料具有快硬早强的特点,适用于水泥基粉末3D打印技术.为解决粉末3D打印磷酸镁水泥耐水性能差的问题,本文开展了粉末3D打印磷酸镁水泥基材料耐水性能优化研究,研究了镁磷比对材料耐水性能的影响,优选了镁磷比(摩尔比,下同),探究了粉煤灰掺入对粉末3D打印磷酸镁水泥基材料打印性能和耐水性能的影响规律,并结合微观表征手段揭示了粉煤灰对材料耐水性能改善机理.结果表明:粉末3D打印磷酸镁水泥基材料在水养护条件下的抗压强度降低;随着镁磷比的增加,材料耐水性能相应提高;添加粉煤灰可有效提高粉床密度和打印精度,增加材料的水化产物生成量,使微观结构更加致密,提高其耐水性能;材料浸水28 d后掺入20％(质量分数)粉煤灰可使材料的抗压强度最大提高89.00％,这为改善粉末3D打印磷酸镁水泥基材料的耐水性能及拓展水泥基粉末3D打印技术的应用提供了有力支撑.

    磷酸镁水泥粉末3D打印技术耐水性能力学性能粉煤灰

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    凹凸棒土对3D打印水泥基材料工作性能及抗压强度的影响

    吴春群韩康栗登辉杨华山...
    1683-1693页
    查看更多>>摘要：高掺量粉煤灰应用于3D打印混凝土中存在建造性和抗压强度等性能降低的问题,为了改善这一问题,本文将凹凸棒土(ATP)作为掺合料,研究了凹凸棒土掺量(0％、1％、2％和3％,质量分数)对高掺量粉煤灰3D打印水泥基材料工作性能及抗压强度的影响.结果表明,ATP吸附了浆体中大量水分,且填充了较大水泥颗粒的空隙,使浆体流动度降低,强度和屈服应力增大.当ATP掺量为1％～3％时,样品的挤出性和建造性良好.随着ATP掺量增加,养护7和70 d的打印试块在X、Y和Z三个方向的抗压强度均高于对照组.养护7 d时,ATP掺量为3％的试块在Z方向抗压强度最大,为14.0 MPa;养护至70 d时,ATP掺量为2％的试块在Y方向的抗压强度最大,达到了24.1 MPa.

    3D打印水泥基材料凹凸棒土粉煤灰工作性能抗压强度

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    多筋增强3D打印混凝土力学性能研究

    罗澍李之建王里
    1694-1703页
    查看更多>>摘要：连续微筋同步增强方法满足混凝土 3D打印技术灵活性的要求,可有效提高3D打印混凝土结构的强度和延性.为进一步提高3D打印混凝土结构的承载能力,提出3D打印混凝土多筋同步增强方法.优化多筋同步置入工艺,开展微筋拉拔试验,研究多筋与基体间粘结特性.研究配筋率对抗弯性能的影响,并建立多筋增强3D打印混凝土梁在弯曲作用下的截面承载力计算公式.结果表明,微筋的拔出损伤基体材料,进而降低剩余微筋与基体间粘结强度,且下降幅度随微筋间距减小而增大,微筋间距减小到4 mm时,下降幅度最大达到43.7％.配筋率从0.17％提升到0.75％时,弯曲荷载下,试件极限承载力提升220.0％.建立的计算公式对预测多筋增强3D打印混凝土梁在弯曲作用下的截面承载力具有良好的准确度.

    3D打印混凝土增强增韧多筋同步置入水泥基材料力学性能配筋率

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    3D打印混凝土抗碳化性能各向异性及成因分析

    王海龙侯建华孙晓燕蔺喜强...
    1704-1712页
    查看更多>>摘要：受挤出式工艺的影响,3D打印混凝土中存在较多的界面,影响着打印混凝土的耐久性能.为了探明3D打印成型混凝土抗碳化性能的各向异性变化规律,通过碳化试验研究了三种水胶比3D打印混凝土沿X、Y、Z三个方向的碳化行为.基于压汞试验和X-CT扫描获取了 3D打印混凝土的孔隙特征和分布规律,从微观层面阐释3D打印混凝土抗碳化性能的变化机理.结果表明:孔隙与3D打印混凝土的碳化行为有着密切联系,层条间界面因条带堆叠产生了更多孔隙,因而CO2在界面位置扩散速度更快,碳化深度更大;受界面的影响,打印混凝土的抗碳化性能具有明显的各向异性;基体部位材料的抗碳化性能优于层间界面,层间界面的抗碳化性能优于条间界面;水灰比越低,材料抗碳化性能越好;当CO2在混凝土中扩散时,受层条间大孔隙的影响,打印成型混凝土中形成了未碳化岛.

    3D打印混凝土打印界面水胶比孔隙率碳化CT扫描

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    3D打印混凝土界面力学行为及其对材料弹性常数影响的数值分析

    陈朝晖格茸汪堆王鹏飞张小月...
    1713-1722页
    查看更多>>摘要：应用复合材料细观力学分析理论,提出了基于界面模型的3D打印混凝土(3DPC)各向异性数值模拟方法,定量揭示了层、条界面力学行为及其对3DPC各向异性弹性常数的影响规律.采用界面单元和连续体单元相结合,模拟界面滑移开裂行为与基体的力学性能,设计单轴压缩、劈拉、十字交叉拉伸和斜剪试验确定模型所需参数及相应取值范围.结果表明:界面拉伸和剪切张力-位移曲线均呈双线性特征,条间界面强度总体高于层间;界面剪切行为在两个剪切主方向上无显著差异;条间和层间弹性模量对整体弹性模量具有线性影响,对整体泊松比具有指数函数影响,条间和层间界面剪切模量对整体剪切模量具有综合影响.

    3D打印混凝土界面性能各向异性弹性本构关系内聚力模型

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    基于深度学习的3D打印混凝土蒸汽养护力学性能研究和抗压强度预测

    孙浚博王雨飞赵宏宇王翔宇...
    1723-1738,1783页
    查看更多>>摘要：3D打印混凝土(3DCP)技术近年来获得广泛关注,然而,关于养护条件如何影响3DCP的力学性能的研究仍然较少.本研究主要探讨不同蒸汽养护条件(升温速率、恒温时间和恒温温度)对3D打印混凝土材料的力学性能影响规律.为了获得最佳蒸汽养护条件,通过正交试验研究了不同蒸汽养护条件下打印胶凝材料的力学各向异性.此外,基于室内试验数据,建立了条件表格生成对抗网络(CTGAN)用于扩充数据集,由291条数据扩充为1 000条数据,建立了一维残差卷积神经网络(1D-Residual CNN)用于预测3DCP的抗压强度,并建立了 5个机器学习(ML)模型用于对比,试验结果表明,CTGAN的数据增强技术可以有效提升1D-Residual CNN模型在3DCP抗压强度上的预测精度,R2最高为0.92.

    3D打印混凝土蒸汽养护各向异性抗压强度深度学习生成对抗网络

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    中小跨径混凝土3D打印箱型拱桥数字化设计建造

    柏松林高诣民赵梓乔张宁...
    1739-1747页
    查看更多>>摘要：本文对西安市考古公园混凝土 3D打印景观拱桥的结构组成及建造方式进行介绍,详细阐述拱桥核心设计元素.拱桥设计基于混凝土 3D打印路径规划重构、简化古代青铜器饰纹"雷云纹",并将其作为拱桥的外观的主元素.结合混凝土 3D打印系统的打印能力及拱桥结构特点对拱桥进行优化分块,根据结构设计需求配制打印材料,完成拱桥上部结构设计建造.基于ANSYS软件对该拱桥进行数值模拟,分析其结构强度及动力特性,计算结果表明拱桥各项性能参数符合设计要求.最后结合拱桥打印构件组装和整体安装的特点,对混凝土 3D打印箱型拱桥的施工工艺进行阐述.

    混凝土3D打印箱型拱桥数值模拟打印工艺施工安装

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    凹凸棒土对石膏3D打印材料基本性能和可打印性能的影响

    汪才峰蹇守卫李宝栋黄健翔...
    1748-1755页
    查看更多>>摘要：增稠剂是3D打印材料的关键组分,但常用的增稠剂以有机物为主,会降低石膏的力学性能.为此,本文选取了凹凸棒土与羟丙基甲基纤维素醚作对比,测试了凹凸棒土对石膏3D打印材料工作性能、力学性能以及实际打印性能的影响.结果表明:与羟丙基甲基纤维素醚相似,凹凸棒土降低了石膏3D打印材料的流动度,增加了动态屈服应力;随凹凸棒土掺量增加,材料抗折抗压强度先降低后增加,而羟丙基甲基纤维素醚组抗折、抗压强度则呈下降趋势;在实际打印中,凹凸棒土组体积稳定性和开放时间结果与羟丙基甲基纤维素醚组相似,实际打印强度高于羟丙基甲基纤维素醚组23％以上.羟丙基甲基纤维素醚通过吸水溶胀、分子缠绕来提高浆体的黏度,而凹凸棒土具有丰富的孔结构,在浆体中以氢键和范德瓦耳斯力吸附水分子和增稠石膏颗粒.

    高强石膏3D打印无机增稠剂凹凸棒土工作性能可打印性

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    3D打印柔性SiO2气凝胶复合材料的研究

    陈浩储成义王雨婷鲍希希...
    1756-1763页
    查看更多>>摘要：SiO2气凝胶因特殊网络结构而存在优异的性质,如高比表面积、高孔隙率、低热导率和低密度,是优异的保温绝热材料.但SiO2气凝胶机械性能脆弱,导致传统制造方法难以制备复杂和微小型构件,极大地阻碍了 SiO2气凝胶在隔热领域的发展和应用.本文通过3D打印直写技术制备了柔性SiO2气凝胶复合材料,通过研究不同聚乙烯醇(PVA)溶液和十八酸钠(C17H35COONa)的含量,找到最佳浆料配比,打印的柔性SiO2气凝胶复合材料在100 ℃下的热导率低至0.026 W/(m·K),同时具有较好的压缩性能、弯曲性能和疏水性.这项研究为SiO2气凝胶的规模化应用提供一种可能.

    气凝胶SiO23D打印柔性低热导率疏水

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