《硅酸盐通报》征稿启事

2019, 38(7): 1.

摘要 ( 15 )

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粉煤灰复合赤泥水热合成方沸石的研究

王吉祥, 李丽, 刘泽, 王栋民

2019, 38(7): 1977-1982.

摘要 ( 34 )

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使用赤泥与粉煤灰复合作为原料,以碱溶-水热合成两步法合成了结晶度良好、高纯的方沸石.通过试验研究了Si/Al比、NaOH浓度、水热反应温度以及时间对合成产物的影响,并得出:Si/Al比对合成产物不敏感,可以在较大范围内调整;赤泥本身的高碱性使得碱度可以低至2 mol/L;水热合成温度≥150℃、时间为24h时可以获得结晶度良好的方沸石产物.同时,对方沸石的合成机理进行了简单探讨.

活化煤矸石在水泥基材料中的早期水化动力学研究

陈杰, 水中和, 孙涛, 高旭, 宋秋磊, 国诚

2019, 38(7): 1983-1990.

摘要 ( 44 )

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采用活化煤矸石(CCG)部分取代波特兰水泥的方式,对比研究了CCG对CCG-水泥复合胶凝材料的凝结时间、力学性能和水化热反应等的影响.利用水化热法研究了CCG-水泥复合胶凝体系的水化特性;并基于Krstulovic-Dabic模型,分析了CCG-水泥复合胶凝体系的水化反应机理.试验结果表明,活化煤矸石取代硅酸盐水泥熟料的最佳掺量为30％,此掺量下,能保证良好的力学性能与工作性能;CCG对CCG-水泥复合胶凝材料的早期水化无明显影响,后期活化煤矸石中的铝相、硅相会与氢氧化钙反应发生火山灰效应;活化煤矸石能增大水泥水化结晶成核与晶体生长(NG)、相边界反应(Ⅰ)过程的反应程度并降低扩散(D)阶段的反应程度;同时能降低NG、I过程的反应速率,并在不高于30％的掺量下,对D过程的反应速率有一定的增强作用.

陶粒混凝土梁裂缝及延性的试验研究

于周平, 杨伟军, 詹培敏

2019, 38(7): 1991-1996.

摘要 ( 27 )

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通过对5根陶粒混凝土梁和1根普通混凝土梁进行受弯试验,研究陶粒的强度和粒径对混凝土梁裂缝和延性的影响.试验结果表明:陶粒混凝土梁的耗能性能和延性均优于普通混凝土梁,强度和刚度较普通混凝土梁略有降低.在陶粒粒径相同的情况下,陶粒强度越高,陶粒混凝土梁的裂缝数量少而稀,而耗能性能和延性减弱.随着陶粒粒径增大,陶粒混凝土梁的裂缝数量多而密,耗能性能和延性增强.

纳米二氧化硅对水泥-粉煤灰体系氯离子固化能力的影响

吕周岭, 罗英, 马保国, 谭洪波, 刘晓海, 陈偏, 张挺

2019, 38(7): 1997-2003.

摘要 ( 42 )

PDF (1341KB) ( 30 )

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研究了纳米二氧化硅(NS)对于水泥-粉煤灰体系的氯离子固化能力的影响.同时,采用相应的测试方法分析了NS对于氯离子固化不同因素的影响:采用MIP和抗压强度评价了氯离子阻迁能力;使用XRD和DTG分析了水泥中的氯铝酸盐含量;采用NMR和EDS测试表征了C-S-H凝胶含量和Ca/Si比.实验结果表明,0.5％掺量的NS可以提升氯离子固化率;而高于1％后,将导致氯离子固化率下降.根据微观测试结果,NS加入水泥-粉煤灰体系,其积极作用在于:增加C-S-H凝胶含量,降低孔隙率,即改善物理吸附和阻迁;消极作用在于:阻碍氯铝酸盐的生成,降低C-S-H凝胶的钙硅比,即降低化学结合和物理吸附.

TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液对带损伤水泥基材料的防护

李绍纯, 耿永娟, 陈旭, 金祖权, 高嵩

2019, 38(7): 2004-2009.

摘要 ( 30 )

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以异丁基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯(TEOS)为主要原料,制备了TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液(简称复合乳液),并对比研究了复合乳液、异丁基三乙氧基硅烷乳液、TEOS三种材料对水泥基材料在出现磨损(5 mm范围内)和裂缝(0.1 ～0.5 mm范围内)损伤后防水效果的影响.结果表明,复合乳液、异丁基三乙氧基硅烷乳液对出现损伤后的水泥基材料具有很好的防水效果,TEOS的效果较差.当再生混凝土磨损深度达到5 mm时,涂覆复合乳液的试块比未磨损试块的吸水系数分别降低了45.8％(C40)和54.6％ (C50).涂覆复合乳液后,即使水泥基材料出现0.2 mm和0.5 mm裂缝,试块的毛细吸水系数也比未涂覆时分别降低了74.8％和70.1％.

浇注方式对超高性能纤维增强混凝土中纤维取向及分布的影响

林泽文, 陈浩, 水中和, 余睿, 宋秋磊, 肖勋光

2019, 38(7): 2010-2015.

摘要 ( 87 )

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通过改变新拌浆体的浇筑方式(单侧浇筑和混乱浇筑)以及流动距离(400 mm,600mm,800 mm以及1000 mm),研究超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)中纤维取向与分布.结果表明:采用从模具单侧浇注的方式以及增长流动距离都可改善纤维的取向与分布.此外,新拌UHPFRC中纤维的流动过程可分为三个区域:混乱期,稳定期和再混乱期.

玄武岩纤维风积沙混凝土力学性能研究

董伟, 肖阳, 苏英

2019, 38(7): 2016-2020.

摘要 ( 37 )

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为研究玄武岩纤维对风积沙混凝土力学性能的影响,试验选定风积沙掺量20％,玄武岩纤维掺量为0.0 kg/m3、1.0 kg/m3、1.5 kg/m3、2.0 kg/m3、2.5 kg/m3的情况下配制混凝土.研究玄武岩纤维风积沙混凝土抗压、劈裂抗拉以及抗折强度的变化规律,最后通过电镜扫描(SEM)分析玄武岩纤维的作用机理.结果表明:纤维掺量在1.5 kg/m3以内,随着玄武岩纤维掺量的增加,玄武岩纤维风积沙混凝土抗压、劈裂抗拉及抗折强度均增加,当掺量超过1.5 kg/m3时,混凝土抗压、劈裂抗拉以及抗折强度开始下降.玄武岩纤维在风积沙混凝土中最佳掺量为1.5 kg/m3.玄武岩纤维对风积沙混凝土28 d抗压强度的提高更为显著,最大提高17％.相对于抗压强度而言,玄武岩纤维对风积沙混凝土劈裂抗拉强度的影响更大,抗拉强度最大提高26％.对抗折强度的影响呈现出玄武岩纤维早期(7 d)发挥重要作用,最大提高38％.微观结果表明:玄武岩纤维可以传输荷载,让应力分布更加均匀,抑制裂缝生成、发展,改变裂缝的走向.适量玄武岩纤维掺入可以提高风积沙混凝土的力学性能.

磷石膏制备的耐热半水硫酸钙晶须表面疏水改性研究

黄旭, 黄健, 牛韵雅, 赵游龙, 黄昊, 朱杨, 邓炜山, 冷金越, 郭盛, 马保国

2019, 38(7): 2021-2027.

摘要 ( 64 )

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利用固体废弃物磷石膏以常压水热法制备半水硫酸钙晶须,使用不同用量的硬脂酸、硬脂酸钠、油酸钠为改性剂对晶须表面进行改性.通过疏水角、活性指数对晶须改性效果进行分析,取改性效果最佳的晶须采用SEM、FT-IR、XRD、TG-DSC等多种分析手段对样品进行表征分析.实验结果表明:钠离子在制备过程中会进入晶须,生成失水温度更高的水钠钙矾石,分别使用10％硬脂酸、8％油酸钠、8％硬脂酸钠对晶须的改性疏水效果最好.改性剂在晶须表面主要以化学吸附的形式存在,并伴有少量的物理吸附.结果可作为利用磷石膏制备适用于聚合物热加工的石膏晶须的参考.

再生玻璃细骨料制备ECC的强度和延性研究

蔡新江, 戴朝炜, 王大鹏, 田石柱

2019, 38(7): 2028-2032.

摘要 ( 36 )

PDF (1209KB) ( 29 )

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通过设计8组不同配合比的高延性纤维混凝土,研究再生玻璃取代石英砂作为细骨料对其28 d抗折强度、抗压强度和延性的影响.试验表明:(1)采用再生玻璃取代石英砂作为细骨料对抗折强度的影响较小;(2)再生玻璃骨料有助于改善多重裂缝发展能力;(3)使用再生玻璃作为细骨料在三点弯试验中表现出更为明显的假应变硬化和高极限挠度值;(4)相比以石英砂为细骨料,再生玻璃使延性PVA纤维混凝土的抗压强度明显改善.

化学腐蚀下砂浆物理力学性能劣化的试验研究

吴琼, 强晟, 徐力群, 刘得潭, 邓洋

2019, 38(7): 2033-2043.

摘要 ( 20 )

PDF (2960KB) ( 47 )

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利用三场耦合试验系统和SEM微观测试系统,以水泥砂浆为研究对象,设计4种试验工况,研究了不同水化学溶液、不同腐蚀龄期下砂浆试样物理力学特性的劣化规律,同时基于砂浆微细观结构损伤演化特征分析其在不同水化学溶液条件下的损伤破坏机理.研究结果表明:砂浆的化学腐蚀破坏是一个复杂的过程,不同水化学溶液对其影响程度不尽相同.在腐蚀后期,pH=1、浓度0.1 mol/L的Na2 SO4溶液对砂浆物理力学特性的腐蚀劣化程度大于pH =7、浓度0.1 mol/L的NaSO4溶液,pH =3、浓度0.1 mol/L的Na2SO4溶液对砂浆物理力学特性的腐蚀劣化程度介于二者之间.同时,基于化学腐蚀后的力学特征参数定义了新的损伤参数,间接定量分析化学溶液对砂浆试样腐蚀劣化程度,研究发现,不同pH值Na2SO4溶液腐蚀下,砂浆损伤参数随时间呈多项式衰减.

化学激发固硫灰/矿渣地聚物的体积稳定性与强度

宋学锋, 苏子义, 赵鹤翔, 丁浩

2019, 38(7): 2044-2048.

摘要 ( 24 )

PDF (1208KB) ( 32 )

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试验以固硫灰、矿渣为前驱体,以碳酸盐为激发剂,制备了固硫灰/矿渣地聚物.研究了激发剂用量、固硫灰/矿渣复合比例对所制备地聚物的体积稳定性及强度的影响,并结合XRD、IR等微观测试手段分析了地聚物的体积变形及强度变化规律.研究结果表明:干燥环境下,化学激发固硫灰地聚物的体积变形表现为收缩;化学激发固硫灰地聚物的干燥收缩随激发剂掺量增加而降低;化学激发固硫灰地聚物的强度随激发剂掺量增加而增长;矿渣的复合对化学激发固硫灰的强度有增强效果;固硫灰-矿渣复合地聚物的强度随矿渣复合比例增加而增加;固硫灰-矿渣复合地聚物的干燥收缩随矿渣复合比例的增加而增加.

新型装配式剪力墙结构水平缝抗震性能试验研究

王玲, 杨佩剑, 付素娟, 王跃达

2019, 38(7): 2049-2056.

摘要 ( 38 )

PDF (2848KB) ( 32 )

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为研究一种采用了新型水平缝连接方式的装配式混凝土剪力墙结构的抗震性能,对1个现浇、3个预制装配剪力墙足尺比例试件进行低周反复荷载试验,其中,装配式剪力墙水平缝采用焊接钢板和贯通粗钢筋进行连接.同时,研究了竖向贯通粗钢筋直径和布置形式两个关键参数对装配式剪力墙抗震性能的影响规律.对试验结果分析可知:与现浇剪力墙相比,新型装配式剪力墙的承载力、延性性能、耗能能力均明显提高,刚度接近,开裂性能有所降低;适当增大贯通粗钢筋直径可提高开裂能力、承载力,但耗能能力、延性性能降低,对刚度影响很小;墙体中部增设一道竖向贯通筋会提高开裂性能、初始刚度,但会明显降低墙体承载力和延性性能,且最终发生底部剪切滑移破坏.综合对比来看,直径28 mm贯通粗钢筋、墙体两侧布置两道贯通筋的装配式试件表现出较好的抗震性能.

不同氟化盐和盐酸混合液做刻蚀剂制备Ti2CTx

杨磊, 李超, 邹云麒, 严明

2019, 38(7): 2057-2060.

摘要 ( 102 )

PDF (1154KB) ( 56 )

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以三种不同的氟化盐(NaF、LiF、KF)与HCl的混合溶液做刻蚀剂刻蚀Ti2AlC制备出具有二维片状结构的MXene相材料Ti2CTx.刻蚀温度和刻蚀液F-浓度对Ti2CTx的制备均有重要影响.当温度为60℃时,NaF+ HCl和KF+ HCl刻蚀液可以实现完全剥离;当温度为70℃时,LiF+ HCl刻蚀液可以实现完全剥离.相比3 mol/L F-的刻蚀液,4 mol/L F-的刻蚀液制备的产物刻蚀效果更好.通过对刻蚀产物进行红外光谱分析,可以发现MXene相表面含有O、F等官能团,4 mol/L F-的刻蚀液所制备的产物中F官能团含量较高.

纳米α-Al2O3的合成及其对混凝土力学性能的影响

李子成, 张爱菊, 刘晓庆, 李君君, 刘传涛

2019, 38(7): 2061-2065.

摘要 ( 29 )

PDF (748KB) ( 30 )

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采用溶胶凝胶法合成α-Al2O3纳米粉,利用DSC-TG、XRD及TEM对α-Al2O3纳米粉的煅烧温度、晶相及微观形貌进行表征.将该纳米粉掺入水泥混凝土,借助万能试验机研究纳米α-Al2O3粉对混凝土力学性能的影响.结果表明:干凝胶前驱体经1050℃煅烧得到结晶良好的α-Al2O3纳米粉;纳米α-Al2O3粉的适量添加使混凝土的抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度均有所提高,对劈裂抗拉强度的提高最为显著;纳米α-Al2O3粉的合理掺量在2.0％～2.5％之间;纳米α-Al2O3粉的添加有利于降低混凝土的脆性.

沸石/TiO2光催化水泥基材料的降解性能研究

廖刚

2019, 38(7): 2066-2071.

摘要 ( 36 )

PDF (1261KB) ( 37 )

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使用超声负压的方法制备出沸石/TiO2光催化剂,采用喷涂、掺入、露骨料的方法将此光催化剂负载到水泥基层制备出沸石/TiO2光催化水泥基材料,同时研究了不同光催化剂负载量对催化降解性能的影响.使用丙酮降解实验来测试沸石/TiO2光催化水泥基材料的催化降解性能,结果表明,采用喷涂方法制备的样品能够获得较好的催化降解性能,光催化剂的利用效率更高,当催化剂负载量为5％时,光催化水泥基材料对丙酮的降解率高达54.5％.通过SEM-EDS观察沸石表面的微区形貌以及TiO2的分布情况,使用FTIR表征TiO2与沸石之间的结合方式,结果表明,TiO2均匀分布于沸石表面,并且与沸石建立了较强的化学键连接,有利于沸石/TiO2光催化水泥基材料的长期稳定的降解性能.

微硅粉低成本制备莫来石基陶瓷材料

李青翠, 黄以军

2019, 38(7): 2072-2075.

摘要 ( 30 )

PDF (1696KB) ( 48 )

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以工业废弃物微硅粉和工业氧化铝为原料,采用原位反应烧结法制备莫来石基陶瓷材料,主要研究了烧结温度对莫来石的形成和莫来石基陶瓷的显微结构和性能的影响.结果表明:当微硅粉和工业氧化铝的配比为32∶68时,在1550℃下进行烧结,可制得主晶相为莫来石基的陶瓷材料,其抗弯强度为66 MPa,显气孔率为24％,体积密度为2.25 g/cm3.微硅粉中的金属氧化物杂质使制备莫来石的烧结温度降低100℃.

混凝土用煤矸石骨料的研究进展

王爱国, 朱愿愿, 徐海燕, 刘开伟, 经验, 孙道胜

2019, 38(7): 2076-2086.

摘要 ( 125 )

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煤矸石作为我国最大的工业固体废弃物之一,将其作为混凝土骨料既可解决环境污染,还可弥补天然砂石资源短缺的现状,是煤矸石最经济、最环保的资源化利用方式,符合绿色可持续发展的战略要求.综述了混凝土用煤矸石骨料的研究进展,分析了煤矸石骨料对混凝土性能的影响,提出了煤矸石骨料利用仍存在的主要问题,以期为实现煤矸石的低能耗大宗化利用提供参考性建议.

超高性能混凝土与水泥基材料界面粘结性研究进展

任亮, 方蕈, 王凯, 贾永峰

2019, 38(7): 2087-2094.

摘要 ( 60 )

PDF (585KB) ( 42 )

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随着混凝土结构服役年限增长和外部环境导致的混凝土结构损伤,结构将难以达到设计要求,需对既有结构进行修复加固,或采用新型组合结构替换原结构.超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)作为一种超高强度、良好韧性和优异耐久性的水泥基复合材料,将其应用到既有混凝土结构的修复加固中,有望成为良好的解决方案,但两种材料之间可靠的界面粘结是其中的关键.通过对国内外UHPC与水泥基材料界面性能试验和数值模拟研究进展的系统梳理和总结,阐述了两种混凝土材料界面粘结性能试验方法,分析了影响UHPC与水泥基材料组合结构界面粘结性因素,包括基底混凝土表面处理方式、界面剂、UHPC材料性能等,探讨了UHPC界面性能数值模拟中粘结滑移关系及UHPC损伤模型的选择.最后,对UHPC与水泥基材料界面粘结今后的研究方向提出了一些建议,希望能为UHPC在实际修复加固工程中的应用提供指导和帮助.

地聚合物及其混凝土的胶凝性质概述

曹向阳, 杨建森

2019, 38(7): 2095-2103.

摘要 ( 81 )

PDF (2435KB) ( 61 )

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地聚合物是硅铝质无机原料通过矿物缩聚生成的一种以离子键和共价键为主,范德华键为辅,由共用氧交替键合的硅、铝氧四面体组成的铝-氧-硅酸盐无定形网状结构的胶凝材料.地聚合物的水化反应是在碱性激发剂的作用下,硅氧键和铝氧键发生断裂-重组反应,再聚合生成地聚合物的过程.与硅酸盐水泥相比,地聚合物不仅可以充分利用工业固体废弃物为原料,而且可以在常温下反应制备,因此具有显著的利废节能特点.通过分析近年来国内外地聚合物的研究进展,重点论述了成分效应、外加剂和固化条件对地聚合物性能的影响,以及地聚合物混凝土的凝结和硬化特性、界面过渡区性质、钢筋粘结性质、耐高温性及耐久性,以期对地聚合物及其基材的深入认识和工程应用具有积极的参考作用.

液相法在陶瓷粉体合成中的应用

张哲, 郑彧, 童亚琦, 韦中华

2019, 38(7): 2104-2108.

摘要 ( 50 )

PDF (446KB) ( 34 )

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液相法制备的陶瓷粉体纯度、粒度、微观形貌可控,均匀性好,并且可实现颗粒在分子级别上的复合、均化,是陶瓷粉体合成及批量化生产的重要方法.总结了目前常用的几种液相法:共沉淀法、溶胶凝胶法、喷雾干燥法、喷雾热分解法等在陶瓷粉体制备方面的研究进展,并对液相法的未来发展进行了展望.

不同形貌介孔二氧化硅纳米材料控制制备及应用研究进展

王帅, 宋方祥, 张黎, 张雪, 李焱

2019, 38(7): 2109-2117.

摘要 ( 52 )

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形貌可控的介孔二氧化硅纳米材料具有较大的比表面积、有序可调的介孔结构和稳定的理化性质,在药物输送、吸附、催化转化等领域具有良好的应用前景,近年来得到了广泛的研究.通过综述不同形貌介孔二氧化硅纳米材料的控制制备、形成机制及在不同领域的应用,指出合成过程中模板剂类型、反应温度及反应体系pH值等条件是其形貌控制的关键因素.最后,对不同形貌介孔二氧化硅纳米材料的研究重点和发展方向进行了展望.

纤维复合SiO2气凝胶的研究进展

贾伟韬, 张光磊, 李彦芳, 赵朋媛

2019, 38(7): 2118-2124.

摘要 ( 29 )

PDF (1390KB) ( 51 )

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SiO2气凝胶因其纳米尺度的多孔结构,具有低密度、低热导率的特性,因此广泛应用于保温绝热领域.然而,SiO2气凝胶脆性大、易碎的缺点限制了其在实际中的应用范围.纤维增强法制备的SiO2气凝胶,不仅极大改善了这一缺点,且制备工艺简单、力学性能优异,是目前最常见的一类复合气凝胶.介绍了纤维复合SiO2气凝胶的制备工艺,综述了几种纤维复合SiO2气凝胶力学性能增强方法的研究进展.

废弃混凝土再生粉制备超高性能混凝土基体的性能研究

彭术, 陈浩, 水中和, 余睿, 王鑫鹏, 凌刚

2019, 38(7): 2125-2130.

摘要 ( 51 )

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通过研究废弃混凝土再生粉取代水泥(0、10％、20％、30％、40％、50％取代)对超高性能混凝土(Ultra high pedormance concrete,UHPC)性能的影响,验证使用废弃混凝土再生粉制备UHPC的可行性.结果表明,再生粉取代水泥降低了UHPC基体的工作性能和抗折强度,但使用50％的再生粉取代水泥制备的UHPC基体28 d抗压强度与基准组相当;使用废弃混凝土再生粉制备UHPC基体具有较好的抗渗性能;随再生粉取代量的增加,UHPC基体的早期自收缩下降;XRD分析结果表明使用废弃混凝土再生粉取代水泥并不改变水化产物的种类;但掺加废弃混凝土再生粉能明显缩短UHPC基体的水化诱导期,降低累积释放热.除此之外,使用废弃混凝土再生粉制备的UHPC基体能耗显著降低.

响应面法应用于沸石处理氨氮废水优化研究

傅金祥, 范冬晗, 刘子鸥

2019, 38(7): 2131-2136.

摘要 ( 31 )

PDF (1775KB) ( 56 )

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采用沈阳地区典型城市生活污水,结合DesignExpert软件与大量单因素实验,把氨氮去除率作为一个响应值,设计一个具有四因素五水平的响应面法应用于沸石处理氨氮废水的优化研究.实验结果表明,在催化剂浓度为0.82 mol/L,沸石投加量为0.51 g,反应温度为21.17℃,废水初始pH值为7.8的情况下,氨氮去除率有最大值为88.7735％,且模型相关系数为0.9916,F值为126.55,P值＜0.0001,变异系数(CV)为2.33％,信噪比为46.875,可证明该模型有较高的可行性,真实性,拟合度与显著性高.

不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土耐久性试验研究

尹志刚, 张恺, 范巍, 周晶

2019, 38(7): 2137-2143.

摘要 ( 39 )

PDF (1352KB) ( 31 )

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为探索不同冻融介质下再生骨料透水混凝土的冻融耐久性,分别以清水和3.5wt％ NaCl溶液为冻融介质,分析比较了不同冻融环境下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、剩余抗压强度、CT扫描断面平均孔隙率随冻融循环次数的变化规律.试验结果表明,不同冻融介质作用下,再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大,氯盐环境下更易引起再生骨料透水混凝土的冻融破坏;再生骨料透水混凝土相对剩余抗压强度与相对动弹性模量之间具有良好的相关性,可通过测量冻融后再生骨料透水混凝土相对动弹性模量来评估其剩余抗压强度;最后基于两参数Weibull概率分布函数建立了再生骨料透水混凝土冻融损伤演化方程,可用于表征不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土试件的冻融损伤破坏程度.

冻融循环下不同龄期水泥土损伤特性和能量耗散

张经双, 段雪雷

2019, 38(7): 2144-2151.

摘要 ( 23 )

PDF (1433KB) ( 62 )

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为了研究冻融循环对水泥土损伤特性和能量耗散的影响,通过对饱水状态下不同龄期的水泥土试样进行冻融循环试验,测得了不同冻融循环次数下水泥土的无侧限抗压强度、相对动弹性模量、质量变化率和应变能密度,并建立了无侧限抗压强度、应变能密度与冻融循环次数的衰减方程.试验结果表明:不同龄期下水泥土的无侧限抗压强度和相对动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而减小,经历15次冻融循环,水泥土无侧限抗压强度和相对动弹性模量在龄期为7d、28 d、60 d时分别下降了59.79％和54.47％、64.10％和54.89％、59.79％和53.08％,并建立了相关性良好的无侧限抗压强度与冻融循环次数的指数函数表达式;在冻融循环条件下,随着龄期的增长,水泥土质量的变化波动幅度逐渐减小;分析得出了不同龄期下水泥土无侧限抗压强度的损伤量可以近似用动弹性模量的损伤量进行估算;水泥土能量耗散随着冻融循环次数的增加而逐渐降低.

碱激发粉煤灰/钢渣胶凝材料的制备

蒋勇, 贾陆军, 文梦媛, 牛云辉

2019, 38(7): 2152-2156.

摘要 ( 40 )

PDF (1753KB) ( 36 )

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以低钙粉煤灰和钢渣为主要原料制备碱激发胶凝材料,对比了碱激发粉煤灰和碱激发粉煤灰-钢渣复合胶凝材料的力学性能,研究了原料配比、水玻璃模数和早期养护温度对力学性能的影响,并对比了两种胶凝材料的水化产物.结果表明,钢渣与粉煤灰质量比为1∶2,水玻璃模数为1.4,早期养护温度为80℃时,复合胶凝材料的抗压强度最高,且优于纯粉煤灰组的强度.钢渣的掺入促进了体系中生成较多的钠系菱沸石,为胶凝材料提供了更高的强度.

多孔球状Mn3O4的制备及电容特性研究

李倩男, 王桂玲, 张卫民, 王欣昱, 陈俊明

2019, 38(7): 2157-2161.

摘要 ( 35 )

PDF (1695KB) ( 43 )

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通过精确控制葡萄糖的摩尔反应比,采用水热结合低温烧结法制备了多孔球状黑锰矿结构Mn3O4.当高锰酸钾与葡萄糖比例为1∶3(MNO-3)时,具有最优性能.SEM结果显示最优样品具有多孔球状结构,粒径大小均匀,约为1 ～4 μm.运用恒流充放电、交流阻抗、循环伏安等电化学测试方法研究其电容特性和电化学性能.结果表明:在6 mol·L-1KOH电解质溶液中,电流密度为1A·g-1的条件下MNO-3样品具有最高比容量321.7 F·g-1,循环400圈后,其比容量保持率为97.15％.

不同充液率热管对沥青混合料降温效果及影响范围研究

凡俊涛, 申爱琴, 冯振刚, 李鹏

2019, 38(7): 2162-2167.

摘要 ( 34 )

PDF (883KB) ( 46 )

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沥青路面在太阳光照射下会迅速升温,影响路面高温稳定性.为有效降低沥青路面温度,提高高温稳定性,基于重力热管原理,通过室内试验,对埋置不同充液率(10％、30％、50％、70％、90％)热管的沥青混合料车辙板进行降温,利用数据采集系统监测车辙板内部温度,研究不同充液率热管对沥青混合料降温效果的影响,并通过传热量分析其降温机理;利用SPSS软件进行回归分析,建立热管降温幅度预估方程,为实体工程的铺设提供理论依据.结果表明:不同充液率热管对沥青混合料的降温效果表现出较大的差异,充液率为70％的热管降温效果最佳,30％的降温效果次之,10％、50％和90％的降温效果相近,且降温效果相对较差,这可归因于不同充液率对热管传热量的影响不同.70％充液率热管对沥青混合料的降温幅度与热管工作时间、距热管外壁距离呈线形关系.

高强钢矩形钢管混凝土偏压柱有限元分析及规范对比

李艳艳, 邢维新, 杜颜胜, 戎贤

2019, 38(7): 2168-2175.

摘要 ( 41 )

PDF (840KB) ( 28 )

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为了验证高强钢矩形钢管混凝土柱在国内现行规范中的适用性,在已有的3根Q420和4根Q460高强钢矩形钢管混凝土偏压柱试验的基础上,应用ABAQUS对试件进行数值模拟,对比试验结果来验证模型的正确性.然后根据GB 50936-2014、DB/T 29-57-2016、CECS 159:2004和JGJ138-2016中宽厚比限值和长宽比限值要求,建立15个Q460矩形钢管混凝土柱有限元模型,通过有限元计算得到的N-M曲线与规范计算方法得到的N-M曲线进行比较,以分析Q460矩形钢管混凝土偏压柱在规范中的适用性.结果表明:在各自规范的宽厚比限值以内,对于Q460高强钢矩形钢管混凝土偏压柱的设计,GB 50936-2014、CECS 159:2004和DB/T 29-57-2016能继续适用,而JGJ138-2016偏于不安全.在各自规范的长宽比限值以内,对于Q460高强钢矩形钢管混凝土偏压柱的设计,CECS 159:2004和JGJ 138-2016能满足安全性要求.

蒸养纤维掺杂高铁低钙水泥混凝土的抗海水冲磨性能研究

孙子豪, 赵美程, 饶美娟, 李俊豪, 曾浪

2019, 38(7): 2176-2182.

摘要 ( 42 )

PDF (907KB) ( 29 )

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针对目前海工混凝土普遍存在的抗冲磨性能不足的问题,鉴于铁相含量高的水泥耐磨性能好的优点,提出高铁低钙水泥混凝土(C3S≤50％,C4AF≥18％),并研究了纤维种类及掺量、蒸汽养护对其力学性能及抗冲磨性能的影响以期进一步提升海工混凝土的耐磨性能.研究表明,PVA纤维混凝土的抗压强度和抗冲磨强度最优,与水泥浆体结合最好.PVA体积掺量为0.1％的高铁低钙水泥混凝土抗冲磨强度较对照组强度提高了28.0％.同时,讨论了70℃蒸养对各组试件抗压强度与抗冲磨性能的影响,结果表明,蒸养明显提高了各试件的早期强度,但蒸养条件下高铁低钙水泥混凝土的抗冲磨强度较普通混凝土略为降低,这说明蒸养制度对高铁低钙水泥混凝土较为不利.

高原地区多因素耦合作用下橡胶沥青性能评价

蒋汶玉, 熊锐, 杨发, 王小雯, 李立顶, 李科宏, 宗有杰, 李闯

2019, 38(7): 2183-2190.

摘要 ( 49 )

PDF (2824KB) ( 23 )

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为提高沥青路面在高原地区多因素耦合作用下的服役寿命,以橡胶沥青为主要试验原料,将实地采集的青海格尔木地区气象数据应用于自主研发的可程式恒温恒湿阳光试验机中模拟高原地区多因素耦合作用下沥青结合料劣化过程.以针入度、软化点、延度、弹性恢复、布氏黏度(180℃)、抗剪强度(25℃)和弯曲梁流变特性(BBR)等指标研究沥青性能随多因素耦合作用龄期的变化规律;在此基础上,借助荧光显微镜(FM)、扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等手段,进一步探究高原地区多因素耦合作用下橡胶沥青性能演化机理.研究结果表明:高原地区多因素耦合作用持续劣化沥青胶结料性能;与基质沥青相比,橡胶沥青在高寒地区的适用性及使用效果具有明显优越性;TOR改性橡胶沥青(TAR)低温蠕变速率与劲度模量比值(m/S)高至基质沥青3.7倍与橡胶沥青1.2倍,均匀分散的TOR连接剂形成的交联结构更利于提高橡胶沥青的稳定性及耐久性.

高折射中空玻璃微珠在热反射涂料中的隔热性能研究

董晶亮, 卢普光, 丁杨

2019, 38(7): 2191-2195.

摘要 ( 59 )

PDF (329KB) ( 38 )

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用高折射中空玻璃微珠作为热反射功能填料,采用丙烯酸涂料为基料配制热反射涂料,并将其涂在马口铁片(25 mm×25 mm)的一个面上(涂料厚度约为0.8 mm)制成研究试样.研究了高折射玻璃微珠五个不同掺量(0％,20％,22％,25％,30％)的热反射涂料在红外灯照射下的隔热性能.玻璃微珠掺量为20％时其隔热效果最好.在外界温度为55℃时,其正反两面的温度差能达到8.5℃,其传热系数为3.167 W/(m2·K).高折射玻璃微珠显著的改善隔热材料的隔热性能.

耐碱玻璃纤维砖骨料混凝土性能正交试验研究

李永靖, 潘铖, 张淑坤, 岳玮琦, 李东华, 张镇山, 关宏涛

2019, 38(7): 2196-2201.

摘要 ( 39 )

PDF (312KB) ( 23 )

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以水胶比、粉煤灰掺量、砖骨料取代率、耐碱玻璃纤维体积掺量和耐碱玻璃纤维长度作为试验因素,通过设置五因素三水平正交试验,研究耐碱玻璃纤维二次破碎砖骨料混凝土28 d的立方体抗压强度以及28 d劈裂抗拉强度两种评价指标的变化规律.结果表明:两种评价指标受水胶比、粉煤灰掺量、耐碱玻璃纤维体积掺量影响较大,二次破碎砖骨料取代率对劈裂抗拉强度影响较小,耐碱玻璃纤维长度对二者影响均不显著,综合考虑配置耐碱玻璃纤维砖骨料混凝土的最佳因素水平方案为水胶比0.4、砖骨料50％、粉煤灰10％、耐碱玻璃纤维体积掺量和长度分别为0.1％和16 mm.此结论可为耐碱玻璃纤维再生砖骨料新型混凝土工程使用提供试验依据.

矿粉掺量对胶粉轻骨料混凝土力学性能的影响

孙松, 王海龙, 王红珊, 杨虹, 刘思盟, 王子

2019, 38(7): 2202-2207.

摘要 ( 32 )

PDF (2741KB) ( 39 )

相关文章 | 计量指标

以掺入3％(质量分数)20目的胶粉轻骨料混凝土为研究对象,研究矿粉掺量分别为0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％胶粉轻骨料混凝土的力学性能.通过环境扫描电镜(ESEM)、核磁共振检测(NMR)及气泡间距仪来测定其孔隙特征、微观形貌,同时结合宏观力学实验,探讨矿粉掺量对其力学性能的影响.试验结果表明:矿粉掺量为15％时胶粉轻骨料混凝土的力学性能最佳;矿粉的掺入可以改善胶粉轻骨料混凝土的孔隙结构,当掺量为15％时孔隙度、渗透率较基准组分别降低了51.9％、99.3％,100 μm以上的气泡弦长频率降低至16.5％,当掺量大于15％时,孔隙度、渗透率逐渐增加,100 μm以上的气泡弦长频率增加至30.6％.

不同条件下内掺水泥基渗透结晶型防水材料混凝土自愈合性能研究

李冰, 郭荣鑫, 万夫雄, 林志伟, 马倩敏, 颜峰, 郭宁林

2019, 38(7): 2208-2212.

摘要 ( 33 )

PDF (1249KB) ( 56 )

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为了全面摸清内掺水泥基渗透结晶型防水材料混凝土的裂缝自修复效果,研究不同条件下内掺水泥基渗透结晶型防水材料混凝土的自愈合性能.试验测定了不同水胶比、不同养护时间及不同养护条件下内掺水泥基渗透结晶型防水材料混凝土的抗压强度回复率,并结合扫描电镜对其微观结构进行分析.试验结果表明,水胶比对混凝土裂缝自愈合效果影响较大;标准养护条件最有利于裂缝的自愈合;养护时间达到一定期限后,修复效果趋于稳定.混凝土内部晶体的数量增加和形貌改变是其自愈合性能提高的根本原因.

高铝粉煤灰基NaP1型沸石/水合金属氧化物的制备及其对亚甲基蓝的吸附

曹丽琼, 张丽宏, 方莉, 余欣童, 程芳琴

2019, 38(7): 2213-2221.

摘要 ( 55 )

PDF (1014KB) ( 49 )

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以高铝粉煤灰为原料,通过水热法制备沸石,然后在室温下,采用沉淀法在其表面负载水合金属氧化物,分别得到了沸石/水合氧化锆和沸石/水合氧化铁.通过XRD、SEM、BET对吸附剂进行表征,并对沸石及负载型沸石吸附亚甲基蓝的吸附动力学和吸附等温线进行研究.结果表明,粉煤灰基沸石为NaP1型,比表面积为50.88 m2/g,平均孔径为8.01 nm.沸石及负载型沸石吸附亚甲基蓝过程均符合准二级动力学模型,以化学吸附为速率控制步骤,吸附等温线均更符合Langmuir方程.其中,沸石/水合氧化铁的理论饱和吸附量高达185 mg/g,并且在无需调节溶液的pH值条件下,再生后的样品对亚甲基蓝的去除率仍然达到90％以上.因此,高铝粉煤灰基沸石原位负载水合金属氧化物材料是一种新型高效、绿色环保的吸附剂.

硅灰对橡胶混凝土抗压强度与吸能性能影响试验研究

李海龙, 徐颖, 汪海波, 葛进进

2019, 38(7): 2222-2227.

摘要 ( 35 )

PDF (1274KB) ( 36 )

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为提升橡胶混凝土的抗压强度和吸能能力,将橡胶弹性优势与混凝土抗压强度相结合.制作橡胶混凝土试件,保持水灰比不变,分别以0％、20％、40％和60％的四种橡胶颗粒等体积替换混凝土中的细骨料,同时分别掺入0％、5％和10％的微硅灰等质量替代水泥,测试了试件的抗压强度、超声脉冲速度和落球的回弹高度.试验结果表明:随着掺加橡胶颗粒的增多,混凝土的抗压强度和超声脉冲速度迅速降低,加入硅灰可以明显提高抗压强度.橡胶颗粒的加入,使混凝土的吸能效果明显增强.

玻璃瓷粒轻骨料混凝土力学性能试验及配合比优化分析

张祖雪, 邹昀, 赵桃干, 王城泉

2019, 38(7): 2228-2234.

摘要 ( 11 )

PDF (1325KB) ( 32 )

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为探究一种以玻璃瓷粒作为粗骨料的轻质混凝土材料的力学性能,通过正交试验对轻骨料混凝土进行了试验研究,分析了粗骨料类型、胶凝材料用量和水胶比等因素对混凝土力学性能的影响并进行了配合比优化.试验结果表明:玻璃瓷粒轻骨料混凝土的抗压强度和比强度均高于陶粒混凝土.其次,基于优化后的最佳配合比,测定玻璃瓷粒混凝土的坍落度、表观密度,并研究其抗压强度和抗拉强度.研究发现:玻璃瓷粒混凝土密度和力学性能均满足相关规范的要求,且抗压强度为陶粒混凝土的1.4倍.此研究可为玻璃瓷粒轻骨料混凝土的实际推广提供理论依据.

月桂酸/膨胀石墨相变混凝土的制备与性能研究

聂志新, 周建庭, 张华彬, 杨娟, 马虎

2019, 38(7): 2235-2241.

摘要 ( 51 )

PDF (2251KB) ( 35 )

相关文章 | 计量指标

以月桂酸为相变原材料,膨胀石墨为吸附基体,采用直接吸附法得到了月桂酸/膨胀石墨复合定形相变材料(LA/EG-CPCMs),并按绝对体积法将LA、LA/EG-CPCMs掺入混凝土中制备得到相变混凝土.采用电镜扫描仪、红外光谱仪、综合热分析仪分别测试了LA/EG-CPCMs的微观结构、相容性及储能特性,并测试了相变混凝土的抗压强度及导热系数变化规律.结果表明:月桂酸与膨胀石墨相容性良好,吸附率可达到89％,经200次热循环后,质量损失率为3.58％,LA/EG-CPCMs相变起始温度为43.4℃,熔融焓值为155.7 J/g,掺量为5％的相变混凝土强度降幅为7.5％左右,在保证混凝土工作性能良好的情况下,IA/EG-CPCMs的掺加可以明显提高混凝土的导热系数.

偏高岭土和粉煤灰对MKPC浆体与混凝土粘结性能的影响

傅新雨, 杨建明, 单春明, 陶涛

2019, 38(7): 2242-2249.

摘要 ( 28 )

PDF (1903KB) ( 29 )

相关文章 | 计量指标

采用了四点抗弯试验和斜剪试验两种方法,并通过改变磷酸钾镁水泥(MKPC)净浆的矿物成分,研究了MKPC净浆与硅酸盐混凝土的粘结强度,同时本试验还测定了MKPC净浆的抗压强度及收缩变形,最后通过SEM对微观结构进行分析,阐明了粘结机理.试验结果表明:加入矿物掺合料可以有效提高MKPC净浆的粘结强度、抗压强度和体积稳定性.单掺10％偏高岭土的试件,其28 d粘结强度最高,单掺20％偏高岭土次之;与单掺偏高岭土的试件相比,双掺10％偏高岭土和10％粉煤灰则会使试件的28 d粘结强度有所降低,但高于空白组的28 d粘结强度;单掺10％或20％偏高岭土分别使MKPC净浆的28 d抗压强度提高了5.91％和11.94％,双掺粉煤灰和偏高岭土的MKPC净浆,其28 d抗压强度高达72.9 MPa,比同龄期空白组试件提高了16.55％;掺入偏高岭土和粉煤灰会使MKPC净浆早期微膨胀,后期收缩趋势放缓.

生活垃圾焚烧炉渣混凝土性能试验研究

张军, 胡艳丽

2019, 38(7): 2250-2254.

摘要 ( 26 )

PDF (1217KB) ( 29 )

相关文章 | 计量指标

以生活垃圾焚烧炉渣、水泥、石灰等为原材料,采用正交试验方法,分析炉渣混凝土的抗压强度和抗折强度,并探讨炉渣粒径、激发剂对炉渣混凝土强度的影响,测试炉渣混凝土的热工性能.研究结果表明:炉渣和水料比是影响混凝土力学性能主要因素,炉渣混凝土最优试验方案可取为水料比0.14％、水泥275 g、粉渣350 g、炉渣1000 g、石灰150 g,炉渣粒径分布对炉渣混凝土的力学性能具有一定影响,采用1.3％ Na2SO4激发剂时,炉渣混凝土的力学性能激发效果最佳,同时,炉渣混凝土具有较好的热工性能.

超轻泡沫混凝土孔结构调控措施研究

张旭, 王武祥, 杨鼎宜, 张磊蕾

2019, 38(7): 2255-2259.

摘要 ( 40 )

PDF (1301KB) ( 43 )

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泡沫混凝土是以水泥为主要胶凝材料,通过化学发泡工艺制备而成的一类轻质多孔材料.孔结构是影响泡沫混凝土性能的重要技术特征,改善超轻泡沫混凝土的性能必须从调控孔结构入手.研究了掺入消泡剂、增稠剂、硅灰、稳泡剂和纤维对超轻泡沫混凝土(120 kg/m3)孔结构特征参数的影响规律.结果表明:掺入适量消泡剂,泡沫混凝土孔径增大、孔径分布更集中.随增稠剂掺量增加,泡沫混凝土的平均孔径和孔形状因子均减小.稳泡剂能提高料浆中气泡的稳定性和大孔比例.掺入适量的硅灰和聚丙烯纤维能降低泡沫混凝土气孔形状因子,使气孔更接近球形.推荐了超轻泡沫混凝土最优配合比,为调控超轻泡沫混凝土孔结构提供了理论基础.

高水灰比高掺量粉煤灰环保型低成本固井水泥浆的研制

王涛, 吴金桥, 李伟, 杨先伦, 王波

2019, 38(7): 2260-2267.

摘要 ( 27 )

PDF (925KB) ( 42 )

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通过优选油井水泥早强剂,开发一种呈碱性含钙镁硫酸根及水溶性阳离子的新型粉煤灰早期水化激发剂YP-5,克服了水灰比2.0以上、密度1.40 g/cm3以下粉煤灰水泥浆强度低、无法定期稠化的局限性,研发了两种高水灰比、高掺量粉煤灰低成本水泥浆,并且进行了红外机理分析和成本对比.结果表明,YP-5对高水灰比水泥-粉煤灰复合体系的24h、72 h早期强度提升分别达131％、89％以上,可将1.30 g/cm3、1.35 g/cm3两种固井水泥浆的粉煤灰替代水泥量大幅度提高至50％和80％.两种“双高”低密水泥浆同样具有失水低、游离液少、流变性及沉降稳定性佳、稠化时间可调的固井特性;与相同密度漂珠体系相比该水泥浆成本降低70％以上.较低的成本和三废粉煤灰的大量利用,使得该水泥浆在环境保护及固井充填方面具有良好的应用前景.

几种不同镍渣的特性及其用于水泥和混凝土中的可行性

殷素红, 马健, 颜波, 李坚荣, 刘祥东

2019, 38(7): 2268-2273.

摘要 ( 59 )

PDF (887KB) ( 30 )

相关文章 | 计量指标

主要介绍了RKEF (Rotary Kiln Electric Furnace)法镍铁不锈钢冶炼过程中产生的几种镍渣的来源、物理化学特性及用于水泥混凝土中对结构安全性及环境安全性的可能影响,并提出这几种镍渣用于水泥混凝土中的技术可行性.结果表明,高炉镍铁渣和电炉镍铁渣安定性和浸出毒性合格,粉磨后其28 d活性指数分别为118％和80％,流动度比分别为101％和103％,均可作为混凝土掺合料使用.精炼混合渣存在安定性和浸出毒性问题,使用时需进行监控.

双掺合料模袋混凝土的孔隙特征研究

唐加俊, 邹春霞, 薛慧君, 牛德元, 郑新, 赵泉, 武军

2019, 38(7): 2274-2280.

摘要 ( 29 )

PDF (433KB) ( 28 )

相关文章 | 计量指标

以大理石粉、硅粉、粉煤灰为矿物掺合料配制双矿物掺合料模袋混凝土,研究了不同矿物掺合种类及替代率的变化对模袋混凝土的力学性能影响,并采用核磁共振和气泡间距分析其孔隙变化特征,为探寻适合内蒙古河套灌区的模袋混凝土最优配合比方案奠定基础.结果表明,双掺粉煤灰和大理石粉替代率在20％时,力学性能最好.双掺粉煤灰和硅粉对于孔隙结构的改善明显优于双掺粉煤灰和大理石粉,渗透率降低了49.4％,束缚流体饱和度提高了2.587％,随着替代率的变化,双掺粉煤灰和硅粉的孔隙度下降了0.182％,渗透率下降了89.8％,束缚水饱和度提高了8.296％,气泡间距系数增大了0.075 mm.将孔隙特征和力学性能对比发现,双掺合料模袋混凝土随着孔隙度下降,渗透率降低,束缚水饱和度增加,以及气泡间距系数增大,其强度逐渐升高.

粉煤灰基地质聚合物固化Pb2+及其高温稳定性研究

仇秀梅;刘亚东;严春杰;董学林

2019, 38(7): 2281-228.

摘要 ( 52 )

PDF (1902KB) ( 36 )

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重金属离子的有效固化对于环境保护尤为重要.研究以固体废弃物粉煤灰为原料,在碱激发作用下制备地质聚合物固化重金属Pb2.探讨pb2+加入量对固化体强度、浸出毒性的影响,并通过浸出实验、XRD、SEM-EDS、FIIR、XPS等表征手段探究固化效果及Pb存在形式.结果表明,粉煤灰基地质聚合物与pb2+的相容性较好,去离子水、混合酸溶液、醋酸缓冲溶液中浸出毒性实验显示地质聚合物对1％含量Pb2+固化率达99％以上,pb2浸出浓度低于国标规定(5.0 mg/L),固化体抗压强度33.5 MPa,固化效果优于32.5水泥,pb2主要以物理包胶作用被固定在地质聚合物中.200～ 800℃煅烧实验表明,地聚物Pb固化体具有一定的耐高温性能,高温下地质聚合物固化pb2+的能力和抗压强度均降低.研究可为重金属离子的固化治理提供参考.

陶瓷废料制备轻质保温泡沫陶瓷的研究

赵威, 王竹, 戴永刚, 南宁

2019, 38(7): 2288-2294.

摘要 ( 41 )

PDF (2279KB) ( 27 )

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目前陶瓷废料堆积量较大,难以全部回收利用.采用抛光渣、压榨泥、废砖屑三种陶瓷废料为原料制备轻质保温泡沫陶瓷,研究三种陶瓷废料配比、发泡剂含量、烧成温度和保温时间对泡沫陶瓷试样性能的影响.最终采用60wt％的抛光渣、30wt％废砖屑和10wt％压榨泥为原料,添加0.6wt％的SiC作为发泡剂,在1160℃保温时间30 min的条件下制得体积密度0.41 g/cm3、抗压强度3.5 MPa、导热系数0.14 W/(m·K)的泡沫陶瓷材料.研究采用100wt％陶瓷废料烧制泡沫陶瓷,为陶瓷废料综合利用提供了一条可行的途径.

二次受力下UHPC加固钢筋混凝土柱轴压性能试验研究

成煜, 谢剑, 于敬海

2019, 38(7): 2295-2301.

摘要 ( 42 )

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为研究二次受力下超高性能混凝土(UHPC)加固钢筋混凝土柱的轴压性能,对不同初始工作压力下的钢筋混凝土柱进行UHPC增大截面加固,并对其在轴压作用下的受力性能进行试验研究.研究结果表明:UHPC加固层对内部无明显围压作用,可仅考虑其增大截面的作用;UHPC加固混凝土柱的承载力及刚度有显著提升,但不同初始工作压力对承载力影响较小;通过理论分析得到的计算结果与试验数据吻合较好,在此基础上提出了可用于实际工程的简化计算方法.

BaO含量与热处理制度对BaO-Al2O3-B2O3-SiO2体系封接玻璃性能的影响

高文凯, 谢纪伟, 王兵兵, 骞少阳, 袁坚

2019, 38(7): 2302-2307.

摘要 ( 25 )

PDF (1832KB) ( 42 )

相关文章 | 计量指标

燃料电池的长寿命安全使用对相关联的封接玻璃提出了更高的要求,为明确封接玻璃的组成和晶相析出对封接玻璃转变温度、热膨胀系数等的影响规律.以BaO-Al2O3-B2O3-SiO2作为基础玻璃体系,通过测试玻璃的DSC、XRD、CTE等性能参数,研究组成中BaO含量和热处理制度对玻璃封接性能的影响.结果表明,BaO能够增大玻璃的热膨胀系数,降低玻璃的特征温度.随着BaO含量的增加,基础玻璃的CTE从9.24×10-6 K-1增加到11.26×10-6 K-1.其中B3组玻璃满足SOFC的使用要求,可用作封接玻璃.B3组基础玻璃在模拟电池的工作温度下热处理后,主晶相为正交晶系的BaSiO3,微晶玻璃的膨胀系数提高至10.53×10-6 K-1,同样能够满足与电解质YSZ(CTE:10.5×10-6K-1)、以及Corfer22APU连接板(CTE:12×10-6 K-1)的匹配要求;析晶后玻璃的软化温度提高至830℃,提高了封接玻璃的使用温度,在SOFC工作温度(700 ～ 800℃)下,所制备的封接微晶玻璃在软化温度以下不会过度流动,能够保证良好的密封,满足封接的功能需求.

不同粒径的橡胶混凝土低温抗压强度试验研究

王婷雅, 庞建勇, 黄鑫, 刘雨姗

2019, 38(7): 2308-2313.

摘要 ( 31 )

PDF (1284KB) ( 35 )

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通过使用粒径为20目、1 ～3 mm和3～6mm的三种橡胶颗粒制备四种橡胶填充的混凝土.测试混凝土试件在0℃、-10℃、-20℃的低温和常温20℃下的抗压强度,并用电镜扫描低温后橡胶混凝土的微观结构,分析了低温下橡胶混凝土的变化规律.结果表明:橡胶混凝土的抗压强度在低温环境下得到改善,橡胶颗粒的尺寸对混凝土的抗压强度有影响.直观现象为:橡胶颗粒尺寸越大,温度越低,橡胶混凝土的抗压强度越大.在试验中,当温度为-20℃时,粒径为3～6 mm的橡胶混凝土具有最佳的力学性能.

熔盐K2CO3含量对超薄玻璃化学钢化性能的影响研究

刘锡宇, 何峰, 陈七, 张树岩, 张卓恒, 谢峻林

2019, 38(7): 2314-2320.

摘要 ( 34 )

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采用一步离子交换法制备离子交换钢化玻璃.研究熔盐K2CO3含量对钢化玻璃的性能影响.离子交换时间设定在20 h,离子交换温度设定为380℃,熔盐的K2CO3含量分别设定为0％、1％、2％、3％、4％.离子交换工艺完成后,对化学钢化玻璃进行电子探针测试,表面应力测试,抗折强度测试,显微硬度测试,以分析熔盐K2 CO3含量的改变对化学钢化玻璃所产生的影响.数据结果显示:熔盐的K2CO3含量的变化会对化学钢化玻璃的机械性能产生较大影响.在离子交换过程中K+的扩散系数随着K2CO3含量的增大先增大后减小,Na+的扩散系数随着K2 CO3含量的增大逐渐增大.应力层深度DOL在K2CO3含量为1％时有最大应力深度;表面应力CS在K2CO3含量为3％时有最大值.抗折强度随着K2CO3含量的增大先升高后下降,最大值在K2CO3含量为2％处;显微硬度呈现先升高后下降的趋势,最大值在K2CO3含量为3％处.将交换熔盐的K2CO3含量控制在2％至3％之间能够得到最佳的综合力学性能.

活性粉末混凝土单轴循环压缩试验条件下力学特性研究

王晓飞

2019, 38(7): 2321-2328.

摘要 ( 26 )

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通过对3种钢纤维体积含量(0％、2％、4％)活性粉末混凝土在较长龄期(3年)进行单轴循环及常规单轴压缩试验,得到其在对应加载制度下轴向及径向应力应变全曲线数据.比较分析了3种钢纤维体积含量活性粉末混凝土在两种加载制度下峰值强度、轴向峰值应变、弹性模量、泊松比、破坏模式及轴应力体应变曲线的异同,并对RPC基本力学性能随钢纤维体积含量增加的变化规律进行了定量分析.结果显示:峰值强度、轴向峰值应变、弹性模量、泊松比、破坏模式只与钢纤维体积含量有关,与加载制度无关;活性粉末混凝土峰值强度、轴向峰值应变、泊松比随钢纤维体积含量的增加而增大;对3种钢纤维体积含量活性粉末混凝土在单轴循环压缩试验条件下的滞回性能也进行了详细分析.

有机物对针铁矿团聚氧化石墨烯(GO)的影响

黄诗轶, 夏令, 宋少先

2019, 38(7): 2329-2334.

摘要 ( 33 )

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研究了土壤矿物针铁矿与环境中存在的芽孢杆菌胞外聚合物(EPS)对氧化石墨烯(GO)团聚特性的影响.结果表明氧化石墨烯纳米颗粒与土壤中的矿物和EPS发生作用.土壤中针铁矿对纳米颗粒GO的团聚有促进作用,受pH值影响大.针铁矿与EPS复合体对GO团聚也有促进作用,但较单独针铁矿作用弱且受pH值影响不明显.NaCl离子强度的增加促进了GO的团聚,降低了GO溶液的稳定性.明确了不同pH值和离子强度下针铁矿-EPS复合体系对GO在土壤中的状态产生重要影响.

高吸水性树脂对碱激发矿渣收缩与开裂性能的影响

姚嘉斌, 袁洁, 宋学锋, 巨建涛

2019, 38(7): 2335-2339.

摘要 ( 60 )

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相关文章 | 计量指标

碱激发矿渣收缩大、易开裂严重制约其工程应用.本研究基于高吸水性树脂(SAP)吸水-释水的性能特点,通过在碱激发矿渣加入适量SAP,研究了SAP对碱激发矿渣砂浆干燥收缩及干燥开裂行为的影响.研究结果表明:SAP通过释放吸收的水分降低砂浆硬化体毛细孔收缩压力,显著降低了碱激发矿渣砂浆的早期干燥收缩率;掺入的SAP失水后具有造孔功能,使得碱激发矿渣砂浆硬化体内大孔含量增多,降低毛细孔收缩压的同时缓解了毛细孔收缩应力,能有效降低碱激发矿渣砂浆的干燥收缩开裂风险.

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