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活性粉末混凝土的当前应用。 | SciDraw Gallery

活性粉末混凝土的当前应用。

材料科学

提示词描述

活性粉末混凝土的当前应用。

相关插图

1 配方设计（或实验原料）
配方设计是决定活性粉末混凝土高性能实现的核心环节，实验配方的合理性直接关乎最终材料性能是否达标。活性粉末混凝土的配方设计需兼顾胶凝体系的水化反应效率、骨料的密实堆积效果及纤维的增强增韧作用，同时需保障材料在制备与养护过程中的工作性能。因此，需结合胶凝材料（水泥、硅灰、矿粉等）的活性特性、纤维（钢纤维、聚丙烯纤维等）的物理力学性能，围绕核心配合比参数（胶凝材料比例、水胶比、纤维种类及掺量）开展系统性配方设计，明确各组分比例的合理范围，为后续制备工艺优化与性能调控奠定基础。
2 制备工艺（详细描述制备过程）
（1）原材料预处理：选取符合标准的水泥、硅灰、矿粉等胶凝材料，经烘干处理后备用；纤维材料需进行分散性预处理，避免团聚；骨料筛选后采用球磨机研磨至规定粒径，过200目标准筛备用。
（2）配料与搅拌：按照设计的配方比例精准称量各原材料（胶凝材料、骨料、纤维、外加剂、水），先将固体组分投入强制式搅拌机中干拌2-3分钟至混合均匀，再加入规定比例的水与外加剂，湿拌5-8分钟，确保拌合物均匀细腻、无明显颗粒团聚。
（3）成型：根据测试需求选取相应的标准模具（如抗压强度测试采用100mm×100mm×100mm立方体模具），将搅拌均匀的拌合物缓慢倒入模具中，采用振动台振捣成型（振捣时间30-60秒），排出拌合物内部气泡，确保试件密实；成型后刮平试件表面，覆盖保鲜膜防止水分蒸发。
（4）养护：成型后的试件先在室温（20±2℃）、相对湿度≥90%的环境下静置24小时，然后拆除模具；拆除模具后的试件分别采用标准养护（20±2℃恒温水养护）、蒸汽养护（不同温度与恒温时间组合）等不同养护制度进行养护，直至达到规定养护龄期。
3 材料的性能测试
结合研究目标，利用万能压力机、抗折试验机、耐久性测试装置等设备，系统开展活性粉末混凝土核心性能测试，明确配合比参数与制备工艺对性能的影响规律，具体测试内容如下：
（1）抗压强度测试：采用万能压力机进行测试，参照国家标准《活性粉末混凝土》（GB/T 31387-2015）中的相关规定，选取标准尺寸试件，在规定养护龄期后进行抗压加载试验；测试目的是探究各影响因素对活性粉末混凝土抗压承载能力的调控规律，明确材料强度达标性。
（2）抗折强度测试：借助抗折试验机完成测试，依据《活性粉末混凝土》（GB/T 31387-2015）标准要求，采用三点弯曲试验方法对标准试件进行加载；测试目的是分析配合比与工艺参数对材料抗弯曲性能的影响，为材料在受弯构件中的应用提供数据支撑。
（3）韧性测试：基于万能压力机搭配位移控制模块进行测试，参考相关行业规范，通过测定试件在破坏过程中的荷载-位移全曲线，计算韧性指标（如断裂能、韧度系数）；测试目的是揭示纤维种类及掺量等参数对活性粉末混凝土变形能力与耗能性能的影响，提升材料抗裂韧性。
（4）耐久性测试：采用耐久性测试装置开展多项测试，其中抗冻性参照《混凝土抗冻试验方法》（GB/T 50082-2009）采用快速冻融法测试，抗氯离子渗透性参照《混凝土氯离子电通量试验方法》（GB/T 50082-2009）测试；测试目的是探究养护制度、水胶比等参数对活性粉末混凝土长期服役性能的影响，确保材料在复杂环境下的稳定性与使用寿命。
通过上述系统测试获取量化数据，明确各影响因素的权重，揭示参数与性能的内在关联，最终优化得到一套高性能活性粉末混凝土的最佳配合比及制备工艺方案。
根据上述流程，给出几个不同配合比的工艺流程图

1 配方设计（或实验原料）配方设计是决定活性粉末混凝土高性能实现的核心环节，实验配方的合理性直接关乎最终材料性能是否达...

主要标题二的图示方案
副标题 1 的图示：物理正则化损失函数的多目标协同设计

视觉概念：损失函数平衡的示意图。

核心组成：

图像中心是一个天平或混合器。

天平的左侧托盘是“数据损失”（图标：图表和数据点），右侧托盘是“物理损失”（图标：物理公式和勾选符号）。

天平上方是一个可调节的权重系数 λ（类似于滑动变阻器或旋钮），动态调整两侧的贡献。最终，平衡的输出指向“总损失函数：L_total = L_data + λ*L_physics”。

背景可以显示总损失随训练迭代次数减少的曲线。

副标题 2 的图示：嵌入先验知识的网络结构引导机制

视觉概念：物理引导的网络架构图。

核心组成：

一种特殊的网络结构图，不同于传统的全连接网络。

网络有多个分支，每个分支的入口都标有来自不同物理机制的引导（例如“塑性主导分支”、“脆性断裂分支”）。

在网络的某些层中，使用符合物理意义的自定义激活函数（标记函数图），或者存在反映因果关系的跳跃连接（信息流用箭头指示，例如从“应力”层到“去除”层）。

图注强调“由物理结构引导的设计”。

副标题 3 的图示：融合模型的训练策略和优化算法

视觉概念：交替优化路径图。

核心组成：

以训练循环（Epoch）为横轴，显示两种损失的下降轨迹。

使用双线图或分阶段的背景颜色来表示不同的训练阶段：例如，第一阶段侧重于优化数据损失（L_data 快速下降），第二阶段共同优化物理损失（L_physics 开始下降），第三阶段进行精细调整（两者协同下降）。

该图可以嵌入算法伪代码框，突出显示关键步骤，例如“交替最小化”或“自适应权重更新”。

主要标题三的图示方案
副标题 1 的图示：多尺度预测性能的协同验证方法

视觉概念：多尺度对齐比较图。

核心组成：

三组预测与测量比较图垂直并列。

顶部（微观）：预测的单个划痕形貌轮廓与 SEM 照片轮廓的叠加比较。

中部（介观）：预测的表面粗糙度 3D 形貌云图与白光干涉仪测量云图的比较。

底部（宏观）：预测的材料去除深度剖面曲线与测量的剖面曲线的比较。

每组比较都标有定量误差指标（例如 RMSE），整体显示出跨尺度的一致性。

副标题 2 的图示：小样本和泛化条件下的模型鲁棒性测试

视觉概念：泛化性能雷达图或气泡图。

核心组成：

一个雷达图，具有多个轴，代表不同的挑战性条件：例如“少量训练样本”、“新磨具”、“新材料”、“新工艺参数”。

在雷达图上绘制两条曲线：一条是纯数字

主要标题二的图示方案副标题 1 的图示：物理正则化损失函数的多目标协同设计视觉概念：损失函数平衡的示意图。核心...

钠离子电池中硬碳电极闭合孔内钠存储机制的示意图。

钠离子电池中硬碳电极闭合孔内钠存储机制的示意图。...

标题 2：微观材料去除演化特征与行为转变机制实验研究
副标题 1 图片：精密划痕试验机示意图，展示了金刚石压头（代表单个磨粒）沿环状路径在由粘合剂、密封剂和铝层组成的样品表面移动。该图突出显示了对应于不同材料区域的三个微观形貌区域，用虚线勾勒。关键部件被标记：力传感器、运动控制器和样品夹具。

副标题 2 图片：显示多材料去除模式的微观形貌图像。并列展示三个伪彩色（或高对比度灰度）微观形貌图像。
左（粘合剂层）：显示粗糙的断裂表面、径向微裂纹和剥落坑，标记为“微断裂剥落”。
中（密封剂层）：显示光滑的塑性沟槽、凸起的边缘和片状卷曲，标记为“塑性变形和卷曲”。
右（铝层）：显示清晰的切削沟槽、连续的带状切屑和犁沟脊，标记为“塑性流动和切屑形成”。

副标题 3 图片：二维或三维状态转换图，显示磨粒行为模式转换的定量临界条件。Y 轴代表瞬时法向压力，X 轴代表切向速度或磨粒攻击角。坐标系被划分为三个不同的区域，用图标和文字标记：“滑动区”（图标：加热的摩擦点）、“犁耕区”（图标：凸起和变形的沟槽）和“切削区”（图标：飞溅的切屑）。一条穿过这三个区域的曲线代表磨粒行为随参数变化（例如，压力增加）的动态转变。可以在曲线上标记特定的临界阈值。

标题 3：跨尺度随机磨削过程预测模型的构建与集成
副标题 1 图片：流程图和动态模拟快照的组合，说明了蒙特卡洛随机磨削切削时域模拟模型的构建。
左：流程图：“随机生成磨粒位置和属性”→“计算瞬时运动轨迹和载荷”→“确定微观行为（滑动/犁耕/切削）”→“累积材料去除”→“更新表面形貌”，形成一个循环。
右：模拟快照显示一个旋转的砂轮，其工作表面上有大量随机分布的小点（磨粒），每个点都有不同的颜色（代表不同的行为状态），以及下方工件表面演变的 3D 形貌。

副标题 2 图片：系统架构或知识图谱图，说明了“工艺参数-压力-材料-机制”规则库的集成。
一个中心数据库图标被标记为“规则库”。四个输入箭头从规则库延伸出来，指向：“工艺参数集”（压力、速度）。

标题 2：微观材料去除演化特征与行为转变机制实验研究副标题 1 图片：精密划痕试验机示意图，展示了金刚石压头（代表单个...