课题基金基金详情
基于多元粉体最紧密堆积设计模型的超轻高强水泥基复合材料的配合比计算机辅助设计方法
结题报告
批准号:
51609172
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
19.0 万元
负责人:
王俊颜
依托单位:
学科分类:
E0906.水工结构
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭君渊、李钢、耿莉萍、孔祥楠、雷博宇
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
超轻高强水泥基复合材料(ULCC)是一种由高强水泥浆体和均布其中的漂珠组成的混合物,其密度仅为1450kg/m3,但抗压强度高达60MPa。ULCC可作为芯材取代聚氨酯弹性体用于钢夹层结构。相同承载力条件下,ULCC钢夹层结构的自重仅为钢结构的44%,目标应用于船舶、油气开发平台等海洋工程装备。本项目将提出基于多元粉体最紧密堆积设计模型的ULCC配合比计算机辅助设计方法,以进一步提升其力学性能和实现ULCC配合比设计的科学化。申请人将首先构建多分散粒子(一元粉体)的最紧密堆积密度的数值计算模型,然后构建多元粉体最紧密堆积设计模型,并基于硅灰-超细粉-水泥三元胶凝体系构建关于具备更高比强度和不同设计密度的新型ULCC的配合比计算机辅助设计方法。最后利用国内原材料制备一系列新型ULCC,并研究其力学性能(轴压、轴拉应力应变全曲线)及本构关系,为新型ULCC应用为钢夹层结构的芯材提供基础支持。
英文摘要
Ultra lightweight cement composite (ULCC) is a type of mixture composed of high strength cement paste and cenospheres homogeneously distributing inside. The ULCC processes a compressive strength of 60MPa under a density of 1450kg/m3. The ULCC can be used to replace the polyurethane elastomer as the core material in the sandwich plate system (SPS). Given same loading capacity, the self-weight of the SPS with 1450kg/m3 ULCC as core material is only 44% of the steel construction. The SPS with ULCC as core material aims at the application in manufacturing the offshore structures, for example, working platforms in offshore & marine structures, ship building etc. In this project, based on a maximum packing density optimization model for multi-powders, a computer aided design method for mix design of ULCC mixtures will be proposed to further improve the mechanical properties of ULCC and design the mix proportion of ULCC more scientifically. Firstly, the applicant will develop a numerical model for calculation of maximum packing density of polydisperse particles (single type of powder) and then develop a maximum packing density optimization model for the multi-powders. Based on these models and a silica fume/ultra fine powder/cement ternary cementitious material mixtures, a computer aided design method will be developed for the new generation of ULCC with higher specific strength and different levels of densities. A series of ULCCs will be developed by using raw materials from our country. Studies will be conducted to investigate the mechanical properties, including compressive and tensile stress-strain curves, and then the constitutive relations. All these studies will provide a basic support for the application of ULCC as core materials in SCS sandwich construction.
传统的海洋装备普遍采用钢结构制造,一直存在自重过大的问题,而聚氨酯弹性体用于钢夹层板结构价格昂贵且抗压强度和弹性模量过低,故亟需一种新型的超轻高强水泥基复合材料(ultra lightweight cement composite,简称ULCC)应用于海洋工程装备。申请人首先构建了多分散粒子(一元粉体)的最紧密堆积密度的数值计算模型,然后构建了多元粉体最紧密堆积设计模型,并基于硅灰-超细粉-水泥三元胶凝体系构建关于具备更高比强度和不同设计密度的新型ULCC材料的配合比计算机辅助设计方法,用来指导ULCC配合比设计。最后利用国内原材料制备了一系列新型ULCC材料,并研究其力学性能(轴压、轴拉及弯曲性能)及微观特性,为新型ULCC应用为钢夹层结构的芯材提供理论支持。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1007/s12205-019-0387-5
发表时间:2019-09
期刊:KSCE Journal of Civil Engineering
影响因子:2.2
作者:Jun-Yan Wang;Chen Bian;Ru-Cheng Xiao;Biao Ma
通讯作者:Biao Ma
Mechanical and damage mechanisms of reinforced ultra high performance concrete under tensile loading
拉伸荷载作用下钢筋超高性能混凝土的力学及损伤机制
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2019.07.162
发表时间:2019-11-30
期刊:CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
影响因子:7.4
作者:Bian, Chen;Wang, Jun-Yan
通讯作者:Wang, Jun-Yan
Damage investigation of ultra high performance concrete under direct tensile test using acoustic emission techniques
使用声发射技术进行直接拉伸试验下超高性能混凝土的损伤研究
DOI:10.1016/j.cemconcomp.2018.01.007
发表时间:2018-04-01
期刊:CEMENT & CONCRETE COMPOSITES
影响因子:10.5
作者:Wang, Jun-Yan;Guo, Jun-Yuan
通讯作者:Guo, Jun-Yuan
Properties of calcium sulfoaluminate cement made ultra-high performance concrete: Tensile performance, acoustic emission monitoring of damage evolution and microstructure
硫铝酸钙水泥制成的超高性能混凝土的性能:拉伸性能、损伤演变和微观结构的声发射监测
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2019.03.057
发表时间:2019-05
期刊:Construction and Building Materials
影响因子:7.4
作者:Wang Jun Yan;Chen Zhen Zhen;Wu Kai
通讯作者:Wu Kai
DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201705148
发表时间:2017
期刊:哈尔滨工业大学学报
影响因子:--
作者:王俊颜;耿莉萍;郭君渊;刘超;刘国平
通讯作者:刘国平
配筋UHPC构件的裂缝控制机理
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王俊颜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金