太原理工大学考研，太原理工大学考研分数线

作者:

马志宏1，李斌2，马钢3，都思哲3，李贝贝3，张玉3,4

作者单位：

1.太原理工大学机械与运载工程学院

2.太原卫星发射中心

3.太原理工大学土木工程学院

4.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室

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摘要

为了研究导流槽专用耐火混凝土在高温射流冲蚀下的劣化机制与损伤演化,采用高温射流试验平台对耐火混凝土进行了试验,并采用扫描电子显微镜、X射线衍射技术分析了耐火混凝土的微观形貌和物相的组成和变化。结果表明:在高温射流过程中,耐火混凝土内部发生了一系列的脱水、转化、结晶和烧结过程,产生了大量孔隙和裂缝,界面过渡区也遭到破坏;混凝土的耐高温冲蚀性能随养护天数的增加而降低,冲蚀次数对混凝土的抗高温性能、体积稳定性、抗热稳定性影响不显著;混凝土的间歇性冲蚀深度远小于连续性冲蚀深度。结合混凝土的损伤演化特征,根据试验条件提出了一种单次受火平均烧蚀深度的计算假设,并对导流槽混凝土的寿命周期进行了预测。

创新点

随着航天发射工程中航天器运载能力的提升，对发射场的发射平台也提出了新的要求。本文采用自行设计的HTHSA-18（High Temperature and High Speed Airflow Test Platform）高温射流试验平台对待测耐火混凝土试件进行冲蚀试验。该平台包括高温射流加载装置、导流槽缩尺模型夹具及红外测温传感器三部分组成。该平台可以用来模拟实际导流流场与传热边界，实现了对材料抗高温气流冲蚀性能的有效研究；可以更准地确模拟导流槽混凝土在高温射流冲击下的热载工况；结合混凝土的损伤演化特征，可以对导流槽混凝土的寿命周期进行预测。本文为研究耐火混凝土的高温气体射流冲蚀机理提供了一个新的实验方案。

部分图表

HTHSA-18高温射流实验平台结构示意图

不同射流速度下冲蚀深度与冲蚀次数的变化情况

不同养护时间的耐火混凝土在冲蚀过程中温度-时间关系曲线

不同养护时间的试件受冲蚀后的表面损伤特征

常温下耐火混凝土的微观形貌

冲蚀后耐火混凝土的形态

单次冲蚀下的混凝土内部与表面的微观形貌

导流槽缩尺模型剖面实体及示意

多次冲蚀下混凝土受火中心处的表面微观形貌

高温射流加载装置

耐火混凝土试件的实测温度场及温度梯度分布规律

耐火混凝土在高温冲蚀过程中温度-冲蚀次数的关系曲线

耐火混凝土在连续冲蚀过程中温度随时间的变化曲线

烧蚀前后试样的XRD物相分析

团队介绍

太原理工大学土木工程学院绿色建筑技术与综合防灾研究所（原建筑节能与新材料研究所）于2012年成立，由研究所创始人李珠教授、所长刘元珍教授以及张家广副教授、张玉副教授、马钢副教授等核心技术骨干构成。研究所成立以来，针对我国建筑能耗、固废综合利用及结构防灾问题开展研究，主持国家火炬计划、国家自然基金、省部级项目等50余项，培养博士20余名，硕士200余名；发表论文300余篇，其中SCI、EI检索60余篇；出版专著及教材9部；主编及参编国家、地方标准编制10余项。在研究过程中，研究团队注重技术创新、产学研结合，充分考虑山西省地域特色，与国内外高校、山西省多家知名企业进行合作，实现了多项研究成果的技术转化。

本文引用格式：

马志宏，李斌，马钢，等．高温射流冲蚀下耐火混凝土的热致劣化研究［J］．中国矿业大学学报，2022,51（1）：196-206．

MA Zhihong, LI Bin, MA Gang, et al. Study of thermal degradation performance of refractory concrete under high tempera- ture jet flow[J]. Journal of China University of Mining & Technology,2022,51(1):196-206.

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