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2019年 第38卷 第12期    刊出日期：2019-12-15

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碳酸盐和硫酸盐作用下混凝土宏-细观损伤机理

潘一鸣;王伯昕;汪飞;王清

2019, 38(12):  3713-371. 

摘要 ( 21 )   PDF (2972KB) ( 28 )  

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通过对混凝土试件的碳酸盐与硫酸盐盐类侵蚀试验,观察混凝土宏-细观结构破坏特征,总结相对动弹性模量与质量损失变化规律,进而分析混凝土内部结构破坏机理.结果 表明,碳酸盐侵蚀作用下混凝土剥蚀比硫酸盐严重,而且混凝土内部侵蚀产物不同,硫酸钠溶液侵蚀混凝土主要以生成晶体石膏和晶体钙矾石为主,碳酸钠溶液侵蚀混凝土则会在混凝土内部生成大苏打.盐溶液浸泡侵蚀作用下的混凝土质量损失率和相对动弹性模量变化规律都会经历先增大后减小的过程.水灰比对质量损失率的影响大于盐溶液类型,盐溶液对相对动弹性模量的影响大于水灰比.根据实测损伤变化规律,建立了盐类侵蚀条件下混凝土的相对动弹性模量-侵蚀时间方程.

几种典型铁尾矿制备加气混凝土性能及水化机理研究

毛奎;蔡亮;吴小文;赵海卿;闵鑫;黄朝晖;房明浩;刘艳改

2019, 38(12):  3719-372. 

摘要 ( 21 )   PDF (3471KB) ( 30 )  

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以辽宁鞍山、湖北黄石大冶、安徽马鞍山以及四川攀枝花等地的八种铁尾矿为主要原料制备蒸压加气混凝土.利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)等手段,重点研究了不同铁尾矿替代天然砂掺量对样品结构和性能的影响.结果 表明,鞍山风水沟铁尾矿最大掺量为55％时,制品抗压强度可达到A05和干体积密度达到B07级别的合格品要求.样品的抗压强度和干体积密度随铁尾矿掺量的增加先增大后减小.在蒸压养护下,所制备样品物料中钙质材料水化形成的氢氧化钙与铁尾矿和石英砂中的游离二氧化硅及氧化铝反应得到了托贝莫来石,水泥中的钙矾石消失,片状结晶的托贝莫来石与骨料相互交织,形成致密网状结构,有利于制品强度的提高.

铜尾矿提铁尾渣用作矿物掺和料的实验研究

余百炼;黄赟;水中和;国诚;刘潮;任鹏飞

2019, 38(12):  3726-373. 

摘要 ( 12 )   PDF (3964KB) ( 23 )  

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为能高效利用铜尾矿提铁尾渣,将其用作矿物掺合料进行了试验研究,利用XRF、XRD等技术分析了铜尾矿提铁尾渣的微观组成,并借助TG技术、XRD技术及扫描电镜微观观察对矿物掺和料的反应机理进行了分析.结果 表明:经球磨后的尾渣具有一定的火山灰活性;当尾渣掺量在25％以内时,掺尾渣砂浆的强度与基准组强度持平甚至更高;掺尾渣砂浆的抗氯离子渗透性能与基准组相比较好;掺尾渣砂浆的重金属离子固结率较好,中性环境下均值99.8％,酸性环境下均值为97.1％.

放电等离子烧结氮化硅陶瓷刀具材料的摩擦磨损性能

孙浩轩;曹丽燕;汪振华

2019, 38(12):  3734-374. 

摘要 ( 14 )   PDF (3472KB) ( 23 )  

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研究了放电等离子烧结氮化硅陶瓷刀具材料(91wt％ α-Si3N4 +5wt％ MgSiN2 +3wt％ Y2O3 +1wt％ CeO2)在干滑动条件下分别与氮化硅陶瓷和轴承钢GCr15的摩擦磨损性能.结果 表明:Si3N4/Si3N4滑动副的摩擦系数和磨损率随着滑动速度的增加而减小,且不同滑动速度下的磨损表面均有明显的犁削特征和剥落,其磨损形式主要为磨粒磨损;Si3N4/GCr15滑动副的摩擦系数和磨损率随着负载的增加先减小后增大,其磨损机理为氧化磨损和粘着磨损.由于氮化硅球的高硬度和轴承钢的相对低硬度,相同条件下Si3N4/Si3N4滑动副的磨损率均大于Si3N4/GCr15.

粉煤灰漂珠表面碳纳米管的生长及铅离子吸附研究

张晓民;贺波;李瑾;李越

2019, 38(12):  3741-374. 

摘要 ( 12 )   PDF (2976KB) ( 23 )  

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采用化学气相沉积法在粉煤灰漂珠表面进行碳纳米管的催化生长,结合扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)的表征,探究其微观结构及表面性质;并将其用于铅离子吸附,考察溶液pH值、吸附时间、初始浓度对吸附铅离子的影响.结果 表明,粉煤灰漂珠表面覆盖一层碳纳米管,管径在30 ～ 50 nm范围内变化,且碳纳米管表面含有羧基、羟基及内脂基等含氧官能团;在25℃,pH值为7,吸附时间为180 min时,粉煤灰漂珠/碳纳米管对Pb2+的吸附效果最好,吸附容量为38.23 mg/g.粉煤灰漂珠表面生长碳纳米管对铅离子吸附过程符合准二级动力学模型;等温吸附过程符合Freundlich方程.

碱热预处理电解锰渣对制备地质聚合物的影响

孙朋;李佳欣;吕莹;乌日拉格;马梦雨;文建鑫;李佳

2019, 38(12):  3746-375. 

摘要 ( 12 )   PDF (2974KB) ( 27 )  

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以电解锰渣和粉煤灰的混合物为原料,在水、氢氧化钠和水玻璃混合组成的碱性体系中制备地质聚合物.研究了电解锰渣的碱热预处理方式对试块材料抗压强度的影响,包括碱的种类及添加量、热处理的温度和时间.结果 显示,碱热处理过程中电解锰渣∶氢氧化钠=1∶0.3的质量比混合均匀后,于600℃马弗炉中热处理1.5h后的固体粉料,制备得到的地质聚合物材料的抗压强度效果最佳,达到38 MPa.X-射线衍射(XRD)结果表明,形成的地质聚合物中物质的物相组成发生变化,并且形成了水化硅酸钙.FT-IR结果显示,反应过程中形成了无定型的硅酸盐衍生物.场发射电镜(SEM)结果显示,制备的地质聚合物材料内部结构致密,物质之间相互胶结.

PVA纤维增强水泥基修补砂浆冲蚀磨损性能试验研究

王彦平;陈昶旭;张戎令;王起才

2019, 38(12):  3752-375. 

摘要 ( 12 )   PDF (3472KB) ( 28 )  

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测试了PVA纤维增强水泥基修补砂浆的力学性能和冲蚀磨损性能,研究了PVA纤维掺量对水泥砂浆力学性能和冲蚀磨损性能的影响.试验结果表明:水泥砂浆的抗压强度和抗折强度均随PVA纤维掺量的增加先增加后减小,但PVA纤维对抗折强度的影响更加明显,当PVA纤维的掺量为1.5 kg/m3时,其抗折强度、抗压强度分别达到5.14 MPa和42.5 MPa,相比于空白样分别提高了68.5％和31％;PVA纤维增强水泥砂浆的冲蚀率随冲蚀速度的增大而增加,但在各个冲蚀速度下添加了PVA纤维的试样的冲蚀率明显低于空白样的冲蚀率,在35 m/s的高冲蚀速度下,PVA纤维掺量为1.5 kg/m3试样的冲蚀率相比空白样的冲蚀率降低了44.5％;空白样的冲蚀率随冲蚀角度的增加而增大,显示典型脆性材料的冲蚀特征,而添加了PVA纤维的水泥砂浆的冲蚀率随冲蚀角度的增加呈现锯齿状波动,表现出半塑性材料的冲蚀特性;PVA纤维的掺量为1.5 kg/m3时,修补砂浆的施工性良好,其强度和冲蚀抗力均较高,是适宜现场施工的合理掺量.

改性膨胀土的膨胀率研究

黄春丽;阮永芬;李志伟;马金龙;张涛

2019, 38(12):  3759-376. 

摘要 ( 11 )   PDF (3962KB) ( 29 )  

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对取自不同场地的膨胀土,掺入4种常用改性剂生石灰、熟石灰、粉煤灰、水泥后,对膨胀土在不同掺入比情况下,改性膨胀土的自由膨胀率、有荷及无荷条件下的膨胀率及变形量的变化规律进行试验研究.研究结果表明:具有强膨胀潜势的膨胀土改性剂的最佳掺量为10％,掺人生石灰后自由膨胀率降幅最大,熟石灰的最小;中膨胀潜势的膨胀土改性剂最佳掺量为8％,掺人生石灰后其自由膨胀率降幅最大,掺入水泥的最小.最佳掺量条件下生石灰和水泥改性土的有荷及无荷膨胀率均较小,且无荷膨胀稳定时间较短,即水泥及生石灰的改性土变形较小,利于其上建构筑物的稳定.生石灰改性效果优于熟石灰,相关研究应明确选用的是生石灰还是熟石灰.

MgO含量变化对工业铜渣固相改质的影响机理研究

蒋亮;马良富;吴长松;吴婷;叶雨欣;陈宇红;韩凤兰

2019, 38(12):  3767-377. 

摘要 ( 9 )   PDF (3475KB) ( 20 )  

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对工业铜渣进行了成分调节后的固相改质处理,借助光学显微镜、SEM、EDS、XRD对改质前后铜渣的矿物相变化进行了研究,并探索了改质工艺对磁选效果的影响作用.实验结果表明,固相改质处理能够使铜渣中弱磁性Fe2SiO4向强磁性(Mg,Fe) Fe2O4发生转变,后者可通过磁选有效分离.经过改质处理,铜渣的磁选产率和回收率都得到了显著提升,分别达到了57.14％和83.90％.MgO含量变化会对(Mg,Fe) Fe2O4相中的Fe3O4和MgFe2O4比例起到影响作用,随着S3、S2、S1中的MgO含量不断增加,(Mg,Fe) Fe2O4相中的Fe/Mg原子比呈现先降低后升高的趋势,由d2的2.97变化至c2的2.71后又改变为b2的2.74.

不同结构聚羧酸减水剂在吸附质浆体表面的吸附-分散效应

姚恒;柯凯;吕阳

2019, 38(12):  3773-377. 

摘要 ( 7 )   PDF (3470KB) ( 22 )  

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为考察不同侧链密度的减水剂分子在水泥-钠基膨润土浆体中的吸附-分散效应,以丙烯酸和2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚自由基共聚法,通过调整链转移剂构建出适当主链长度且不同侧链密度的聚羧酸减水剂.采用GPC、Zeta电位、TOC、流动度测试技术表征,着重考察了相近主链长度、不同侧链密度的减水剂在水泥-钠基膨润土混合浆体中的吸附-分散特性.结果 表明:侧链密度设计越高,主链长度同步减小,减水剂分子初始吸附量越小;内掺钠基膨润土后在分散性能方面侧链密度高的占优势,且内掺量越大,侧链密度高的减水剂抗泥质吸附能力越强.

二氧化硅中空微球的制备及吸附染料研究

霍宇平;杨旭东;李忠平;董川

2019, 38(12):  3780-378. 

摘要 ( 12 )   PDF (3970KB) ( 25 )  

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以正硅酸四乙酯为硅源,氨水为催化剂,无水乙醇为溶剂,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,用溶胶-凝胶法反应制备了二氧化硅中空微球.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、马尔文粒度仪及BET分别对该微球进行化学键官能团、晶相结构、形貌、元素组分含量、Zeta电位、比表面积和氮气吸附进行了测试.得到的二氧化硅微粒,尺寸均匀分布在10 ～ 30 μm范围之内,平均尺寸为20.02 μm,比表面积为251 m2/g.并考察了二氧化硅中空微球对阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能,研究了时间、pH值、吸附剂用量、初始浓度对吸附染料的影响以及吸附动力学和等温吸附模型.其吸附过程遵循准二级动力学模型和Langmuir等温吸附,为单层化学吸附.最大吸附量为540.54 mg/g.

应力对立方相Ca2Ge光电性能的第一性原理研究

吕林;杨吟野;岑伟富;姚冰;欧建开

2019, 38(12):  3788-379. 

摘要 ( 9 )   PDF (3967KB) ( 20 )  

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通过应力调控方式,采用了GGA和LDA两种近似方法分别计算了立方相Ca2Ge在-2 ～4 GPa应力下的电子结构和光电特性.根据能带结构计算结果得到,在-2～4 GPa应力范围,立方相Ca2Ge均为在G高对称点的直接带隙半导体,在0 GPa下GGA和LDA计算的带隙值分别为0.55 eV和0.426 eV.态密度结果表明了在所有调控应力下,价带主要是由Ge的p态电子贡献,导带主要是由Ca的d态电子贡献.分析复介电函数得到,0 GPa下的静态介电常数ε1(0)取得最大值,在所有应力范围内,介电函数ε1在E=0.7 eV附近获得最大峰值,但2 GPa和4 GPa下的介电函数最大值向低能区移动,介电函数虚部ε2峰值主要是由Ge的4p态电子向Ca的3d态跃迁所产生的.根据折射率、反射谱、吸收谱信息,-2 GPa、2 GPa和4 GPa的调控应力使立方相Ca2 Ge在5.2 ～6.5 eV能量范围内呈现出了较强的金属反射特性,此时,折射率和吸收谱值为0,反射谱取得最大值1,而能量损失函数分析表明,在调控应力下,出现最大能量损失的横坐标值从10.2 eV移动至7.8 eV,表明了可通过施加应力方式调控光电子能量出现的最大损失.

温度对赤泥材料化属性的影响

李洪达;乐红志;刘金婵;李福功;朱建平

2019, 38(12):  3796-380. 

摘要 ( 5 )   PDF (2976KB) ( 18 )  

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赤泥是氧化铝生产过程中排出的工业固体废弃物,储量逐年增长,综合利用率较低,如何高效利用赤泥,实现赤泥资源化利用是现阶段研究重点.研究了不同热处理温度对赤泥物相组成、化学成分的影响,探究了不同温度下赤泥矿物组成、微观结构的演变规律.以期充分发挥赤泥的材料化属性,提高赤泥的综合利用率.

混凝土裂缝化学激励愈合试验研究

彭成;朱武俊;夏清;陈国梁;欧阳曾辉

2019, 38(12):  3801-380. 

摘要 ( 8 )   PDF (2977KB) ( 23 )  

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对不同掺量氧化镁混凝土试块预制裂缝并在不同浓度硫酸钠溶液中进行养护试验,利用超声波综合回弹法测量带缝试块回弹波速,对比分析不同养护龄期时试块的波速和抗压强度的变化,研究了氧化镁和硫酸钠对混凝土裂缝自愈合性能的化学激励作用.结果 表明:掺氧化镁和硫酸钠溶液养护均能延长混凝土裂缝的自愈合龄期;掺氧化镁混凝土裂缝的28 d强度恢复率随氧化镁掺量增加而提高;试块28 d强度恢复率随硫酸钠溶液浓度增加而显著增长;在28 d养护龄期内,掺12％氧化镁混凝土试块在6％硫酸钠溶液中养护后,抗压强度恢复率最高.

低成本制备MCM-41介孔分子筛及其对结晶紫的吸附性能

李青翠;邓佑林;黄举朋

2019, 38(12):  3807-381. 

摘要 ( 8 )   PDF (3971KB) ( 25 )  

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以工业废弃物微硅粉为原料,碱法提纯后做为硅源,加入模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),采用水热法制备纯硅的MCM-41有序介孔分子筛,并用小角X射线衍射、液氮吸附脱附和透射电镜(TEM)对分子筛进行了结构表征和表面积及孔径分析.通过静态吸附实验探讨了该吸附剂对结晶紫的吸附性能,考察了溶液pH值、分子筛质量、结晶紫初始浓度、吸附时间、盐浓度及温度对吸附行为的影响,研究了介孔分子筛对结晶紫吸附的热力学和动力学行为.结果 表明:在25℃下,当MCM-41分子筛用量为0.03 g、结晶紫溶液浓度为150.0 mg· L-1、吸附时间为90 min、pH值为9.0时,分子筛对结晶紫的去除率和吸附量为87.24％和436.21 mg-g-1.分子筛对结晶紫溶液的吸附更符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学方程.分子筛吸附结晶紫的反应活化能为23.31 kJ· mol-1,吸附过程属于化学吸附.

多孔氮掺杂石墨烯/MnO2的制备及其电化学性能

季鸣童;王晓爽

2019, 38(12):  3814-382. 

摘要 ( 4 )   PDF (3966KB) ( 18 )  

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用双氧水造孔得到多孔氧化石墨,以尿素为氮源,通过水热法得到了多孔氮掺杂石墨烯(HNG)与MnO2的复合物HNG/MnO2.结果 表明:HNG/MnO2在0.5 A/g电流密度下的比电容可以达到246 F/g,当电流密度达10 A/g,比电容为172 F/g,可以保留70％的比电容.将HNG/MnO2作为正极与石墨烯水凝胶负极组装的非对称超级电容器,在0.5 A/g可以贡献71 F/g的比电容,当电流升至5 A/g仍可有43 F/g的比电容,保持率为62％.此外,非对称超级电容器在5 A/g的电流密度下,稳定循环3000圈后仍可保留90.8％的初始容量.

BP-PSO优化改性凹凸棒土吸附Pb(Ⅱ)条件及其机制研究

谢伟芳;韩承辉

2019, 38(12):  3822-383. 

摘要 ( 6 )   PDF (5450KB) ( 19 )  

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为探究Keggin离子改性凹凸棒土对Pb(Ⅱ)的吸附性能及获得Pb(Ⅱ)最大去除率,采用响应面(RSM)及反向传播神经网络结合粒子群算法(BP-PSO)对去除条件进行优化,利用X射线光电子能谱仪表征、动力学、等温吸附及热力学研究对吸附机理进行探讨,采用可渗透反应墙对Pb(Ⅱ)去除进行动态模拟.XPS表征结果显示Pb(Ⅱ)被吸附到改性土表面,该吸附过程并未发现氧化还原反应.RSM优化下,预测和实际Pb(Ⅱ)最大去除率分别为83.85％和81.24％,相对应的去除条件:反应时间为50.02 min、初始Pb(Ⅱ)浓度为150 mg/L、温度为20℃及初始pH值为7.BP-PSO优化下最大去除率为85.68％,对应的实验条件:温度为20℃,反应时间为52.28 min,初始Pb(Ⅱ)浓度为250 mg/L,初始pH值为7,在此条件下验证实验值为84.41％.BP-PSO更合适用于优化改性凹凸棒土吸附水溶液中Pb(Ⅱ).改性凹凸棒土对Pb(Ⅱ)的吸附为吸热、自发及熵驱动的过程.可渗透反应墙中对Pb(Ⅱ)去除率的去除效果不理想.

碳粉和锯末复合造孔制备多孔吸声陶瓷

井强山;唐旖天;田永尚;闫新悦;张芮芮;方林霞

2019, 38(12):  3833-383. 

摘要 ( 8 )   PDF (3473KB) ( 23 )  

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以低品位岩浆土为原料,以碳粉和锯末作为造孔剂制备多孔吸声陶瓷.结合岩浆土、碳粉和锯末的热分析结果,研究了单一碳粉或锯末和两者复配作为造孔剂对陶瓷结构和性能的影响,并采用Voronina经验模型对材料的吸声系数进行了理论计算.采用传递函数法和超景深显微系统测试材料的吸声性能并对其形貌进行表征.结果 表明:与单一碳粉或锯末作造孔剂相比,两者复配分别将样品的吸声系数提高了27％和45％;当碳粉与锯末的用量分别为1.5％和1.5％时,样品性能最优.此条件下,样品在500 ～ 6300 Hz下的平均吸声系数为0.61,第一吸收峰频率在2000 Hz出现,峰值为0.95,Voronina模型可较好的拟合具有高显气孔率样品的吸声系数.

凝胶注模结合冷等静压成型陶瓷坯体工艺研究

杜苗凤;张培志;郭方全;祁海;何成贵;韩伟月

2019, 38(12):  3840-384. 

摘要 ( 16 )   PDF (2483KB) ( 40 )  

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以Al2O3为研究对象,采用凝胶注模技术成型固相含量分别为45vol％,50vol％和54vol％的坯体,研究了冷等静压压力对凝胶注模坯体性能的影响.研究表明:随着浆料固相含量升高,各坯体的相对密度增大,孔径和孔体积减小.在0 ～ 500 MPa之间,随着冷等静压压力的升高,各固相含量坯体的相对密度均增大.在500 MPa高压下,各坯体的相对密度均增大至60％,孔径和孔体积均减小至62 nm和0.17 mL/g.

MgO/MgF2掺杂对Al2O3陶瓷烧结、显微结构及微波介电性能的影响

林聪毅;袁璐;李蔚

2019, 38(12):  3845-384. 

摘要 ( 11 )   PDF (1986KB) ( 27 )  

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采用搅拌混合法和无压烧结工艺,制备了Mg2+浓度为500 ppm的MgO掺杂和MgF2掺杂的Al2O3陶瓷,系统地研究了MgO和MgF2掺杂对Al2O3陶瓷致密化、显微结构和微波介电性能的影响.研究结果表明:与MgO掺杂相比,MgF2掺杂在较高温度下能更加有效地促进Al2O3陶瓷的致密化.在1550℃烧结条件下,MgF2掺杂的Al2O3陶瓷比MgO掺杂的Al2O3陶瓷的晶粒更大,同时介电常数也更高.但另一方面,MgF2掺杂的Al2O3陶瓷介电损耗也远比MgO掺杂的Al2O3陶瓷要高.同时简单分析了造成此现象的原因.

添加剂对喷雾冷冻干燥MgAl2O4粉体性能的影响

张浩;章健;韩丹;刘梦伟;王士维;杨金萍

2019, 38(12):  3849-385. 

摘要 ( 12 )   PDF (2978KB) ( 23 )  

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以聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)作为添加剂,采用喷雾冷冻干燥技术制备MgAl2O4造粒粉体.通过振实密度测量仪、扫描电镜、万能试验机等设备系统研究了不同PVA和PEG添加量下造粒粉体的流动性、颗粒形貌、粒径分布及颗粒强度等性能.通过粉体成型和烧结过程,分析了造粒粉体性能对素坯密度、微观结构和陶瓷光学质量的影响.结果 表明,添加PVA和PEG造粒粉体制备的素坯在预烧过程可以避免晶界大气孔的生成,有利于通过热等静压处理消除残余气孔.添加PEG样品的气孔尺寸较小,短波范围内的透过率提高.添加3wt％PVA和PEG造粒粉体制备的MgAl2O4透明陶瓷在400 nm波长处的透光率分别为76.3％和77.1％,明显高于无添加剂的样品.

MXenes材料的制备、应用及其机理综述

容誉;曾宪哲;相明雪;章萍

2019, 38(12):  3855-386. 

摘要 ( 17 )   PDF (3482KB) ( 23 )  

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MXenes是一种新型二维晶体材料,由过渡金属及碳/氮元素组成,具有与石墨烯类似的结构,在力学性能、抗氧化性、导电性和亲水性等方面表现优异,可广泛应用于多个领域.综述了MXenes的制备方法及形态结构形态,概述了其在电化学、催化、吸附、储氢等领域的应用性能及有关机理,并对MXenes材料的应用前景做出展望.

纳米偏高岭土在水泥基材料中的应用研究进展

蒋晨辉;周长顺;吉红波;李翠红

2019, 38(12):  3861-386. 

摘要 ( 22 )   PDF (3479KB) ( 22 )  

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纳米偏高岭土在水泥基材料中的研究和应用还处于初级阶段,但其良好的火山灰活性、晶核作用和微集料填充效应已成为改善水泥基材料性能的一个重要方向.综述了纳米偏高岭土对水泥基材料水化、工作性、力学性能和耐久性的影响,介绍了其对水泥基材料性能的作用机理,分析了当前研究存在的问题,并指出了纳米偏高岭土水泥基材料的发展趋势.

氯盐环境下钢筋混凝土结构电化学修复效果研究现状

赵景锋;裘泳;陈柳君;李明明;毛江鸿;金伟良;沈建生

2019, 38(12):  3868-387. 

摘要 ( 7 )   PDF (2979KB) ( 29 )  

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钢筋锈蚀已成为导致混凝土结构耐久性失效的一大病害,电化学修复技术是确保结构耐久性的重要方法.对耐久性修复的发展过程以及每种修复技术的优缺点、相关作用原理进行了综述,总结、分析了电化学修复效果,并介绍了现行电化学修复效果的评价方法.

树脂基复合材料在海军装备中的研究进展及应用

邱科礼;张晶

2019, 38(12):  3873-387. 

摘要 ( 23 )   PDF (2482KB) ( 25 )  

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树脂基复合材料以其轻质、高强、高模、耐腐蚀等特性在海军装备中展现出良好的应用前景.综述了树脂基复合材料最近的研究情况及在海军装备中的应用,展望了海军装备用树脂基复合材料未来主要技术发展的方向.

稻壳灰粒径对水泥砂浆性能的影响

马嘉琛;黄鑫;仵江涛;何锐

2019, 38(12):  3878-388. 

摘要 ( 32 )   PDF (3471KB) ( 27 )  

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为了研究稻壳灰粒径对水泥砂浆性能的影响,通过洛杉矶磨耗仪研磨得到不同粒径的稻壳灰,并以不同掺量分别制备粗、细粒径稻壳灰水泥砂浆,其中粗稻壳灰粒径约10 ～ 30 μm,细稻壳灰粒径约为7～10 μm.对其进行凝结时间、力学性能和吸水率试验,结合SEM微观图像分析其影响机理.研究结果表明:细粒径稻壳灰可以缩短水泥净浆的凝结时间,粗粒径稻壳灰则延长了凝结时间,并且当稻壳灰掺量超过5％时,对凝结时间的影响较小;细粒径稻壳灰水泥砂浆的力学性能明显优于粗粒径水泥砂浆,并且当细粒径稻壳灰掺量为5％时,水泥砂浆的7d、28 d抗压和抗折强度最高;稻壳灰属于多孔结构,细粒径通过更好的填充效应和火山灰反应改善水泥砂浆的微结构.细粒径稻壳灰在最佳掺量5％可以提高水泥基材料抗折抗压强度,改善微结构,降低水泥成本.

硅烷防护材料的分子动力学模拟及试验

张文娟;李绍纯;侯东帅;耿永娟;陈旭;张友来;金祖权

2019, 38(12):  3884-388. 

摘要 ( 23 )   PDF (3476KB) ( 22 )  

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通过分子动力学模拟三种硅烷材料在水泥毛细孔隙中的传输过程,并通过毛细吸水试验、接触角测定进行试验验证.模拟发现,硅烷羟基部分通过离子键与C-S-H界面连接,烷基部分指向孔道中心,降低界面亲水性.同时硅烷分子之间会形成团簇体,抑制通道中水分子传输.试验结果与模拟结果基本吻合.接触角测试表明,涂覆硅烷材料后,水泥试块的接触角增大,其中涂覆辛基三乙氧基硅烷的试块接触角达到130°左右.毛细吸水试验结果表明,涂覆辛基三乙氧基硅烷的试块在48 h后的吸水量仅为165 g·m-2,比未处理的试块吸水量(789 g·m-2)降低了79％左右.甲基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷也具有一定的防水效果,但吸水量比涂覆辛基三乙氧基硅烷的试块稍多.

玄武岩纤维沥青混凝土高温性能研究

邱国洲;房建宏;徐安花;王青志;蒋帅;李昊

2019, 38(12):  3890-389. 

摘要 ( 28 )   PDF (3467KB) ( 23 )  

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为研究玄武岩纤维对沥青混凝土高温性能的影响,对普通沥青混凝土和玄武岩纤维沥青混凝土进行了配合比试验和高温车辙试验研究.试验采用AC-13型沥青混合料,玄武岩纤维长度选用3 mm,6 mm和9 mm,掺量为0.1％,0.3％和0.5％.通过车辙试验研究最佳沥青用量条件下不同纤维长度和不同纤维掺量沥青混凝土的动稳定度(DS),进行高温性能及增强机理分析.试验结果表明玄武岩纤维显著得提高了沥青混凝土的高温稳定性能,其中纤维长度3 mm,纤维掺量0.1％的纤维增强效果最好.进一步研究表明,玄武岩纤维具有各项有利于提高沥青混凝土高温性能的物理力学指标,在沥青混凝土中具有广阔的应用前景.

基于赤泥和硅灰的泡沫玻璃制备及性能研究

徐开东;王继娜;李志新;杨欢;金彪;张飞鹏;牛季收

2019, 38(12):  3897-390. 

摘要 ( 31 )   PDF (3965KB) ( 28 )  

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以赤泥、硅灰和废玻璃为主要原料,采用“一步法”制备泡沫玻璃.重点研究了原料配比及发泡剂、稳泡剂、助熔剂等因素对泡沫玻璃结构和性能的影响;对比研究了不同制备条件下泡沫玻璃的孔径尺寸、分布特征、表观密度及吸水率等性能变化规律;探索出了赤泥、硅灰基泡沫玻璃较为适宜的原料配比及发泡剂、稳泡剂、助熔剂等改性剂的适宜种类和添加量.研究结果表明,赤泥、硅灰及废玻璃的适宜掺量分别为32.28％、27.72％和40％;匹配性良好的发泡剂、稳泡剂、助熔剂分别为CaCO3、Na3PO4和硼砂,适宜加入量分别为3％、2％和2％.该条件下制备的泡沫玻璃孔径分布均匀、大小适中,表观密度为0.558 g/cm3,吸水率为5.46％,综合性能较好.

新型玻璃透水砖的制备工艺及性能研究

王之宇;郭家林;李春;张国春

2019, 38(12):  3905-390. 

摘要 ( 9 )   PDF (2978KB) ( 23 )  

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针对现有透水砖在透水性能和力学性能方面存在的问题,对一种以钼尾矿为主要原料的新型玻璃透水砖进行了研究.采用二次烧结的方法,先将钼尾矿等原料熔制成基础玻璃,再把基础玻璃按照粒度大小分类并在不同温度下进行烧结,得到玻璃透水砖试样.对试样的透水系数、抗压强度、抗折强度进行测试分析.结果 表明,当基础玻璃粒度为4～2 mm、烧结温度为760～810℃时,试样各项性能较为理想.此时试样的透水系数为0.92 ～2.31 cm/s,抗压强度为2.54～3.54 MPa,抗折强度为3.9 ～9.2 MPa.以钼尾矿为原料制备的玻璃透水砖,可以同时具备良好的透水性能和力学性能,也为钼尾矿综合利用提供了一条有效途径,有很好的应用前景.

MgO对快速烧结制备氧化铝透明陶瓷光学性能的影响

张笑

2019, 38(12):  3910-391. 

摘要 ( 14 )   PDF (2978KB) ( 28 )  

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采用真空快速烧结制备氧化铝透明陶瓷,研究了添加剂MgO对氧化铝透明陶瓷烧结致密化及透光性能的影响.研究表明,添加剂MgO以富Mg的纳米颗粒在晶界区的钉扎作用有效地抑制了晶粒长大,同时短时烧结在动力学上也抑制了晶粒的长大.通过对材料透光性能的分析,基于Rayleigh-Gans-Debye光散射模型提出了理论气孔率Pt、等效气孔率Pe的概念,用以定量分析添加剂MgO对多晶氧化铝透明陶瓷透光性能的影响.拟合结果显示等效气孔率Pe与MgO添加量满足二次多项式函数关系.当MgO添加量为0.075wt％时,理论气孔率最低,等效气孔率适中,透光性能最好.

火灾高温对大理石混凝土宏观性能与微观结构的影响

苏雪峰;张亚慧

2019, 38(12):  3916-392. 

摘要 ( 6 )   PDF (2975KB) ( 17 )  

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为了研究火灾发展过程中高温对混凝土的力学性能和结构损伤的影响,在20 ～ 800℃温度范围内开展含大理石废料混凝土的高温燃烧试验,再对自然冷却后的试件进行XRD分析、质量损失测量、单轴压缩以及微观结构探测等试验.结果 表明:在火灾发展过程中,混凝土内的水泥凝胶体C-S-H受高温作用逐渐分解,火灾后期大理石骨料的碳酸钙发生化学反应;含大理石废料的混凝土试样的表观形态、单轴抗压强度和质量损失等宏观性能在200℃以下温度环境中没有出现明显变化,燃烧温度超过400℃后混凝土试件的宏观性能开始衰减,在600 ～ 800℃的温度范围内的劣化程度大幅增加;采用毛细吸水率和超声波波速表征混凝土的微观结构特性,结果表明微观结构特征与宏观力学性能变化规律保持较好的同步性.

CNT-CF/水泥基材料导电性能研究

左俊卿;房霆宸;廖刚

2019, 38(12):  3922-392. 

摘要 ( 9 )   PDF (2480KB) ( 26 )  

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研究了碳纳米管-碳纤维水泥基材料(CNT-CF/水泥基材料)导电性能,并分析了CNT-CF/水泥基材料导电机制.研究了导电填料含量、水灰比、龄期、湿含量等因素对复合材料导电性能的影响.结果 表明:CNT-CF/水泥基材料导电性能良好,电阻率数量级控制在102 Ω·cm以下.最优导电组合配比为碳纤维掺量0.4wt％,碳纳米管掺量0.5wt％.CNT-CF/水泥基材料电阻率随碳纳米管掺量由0.1wt％增加到0.5wt％而减小,由0.5wt％增加到2.0wt％而增大.试样水灰比的提高在一定程度上能降低CNT-CF/水泥基材料电阻率.CNT-CF/水泥基材料电阻率在龄期0～7d减小趋势,在7～28 d有增大趋势.CNT-CF/水泥基材料湿含量越大,其电阻变化率越大,且二者具有良好的线性关系.

焙烧高岭土水热合成高硅铝比小晶粒NaY分子筛

谭涓;王诗涵;董小航;杨克琳;赵嘉睿;陈芸

2019, 38(12):  3927-393. 

摘要 ( 5 )   PDF (3472KB) ( 25 )  

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采用不同温度对高岭土进行焙烧活化,以焙烧高岭土为原料,在水热条件下直接法合成了高硅铝比小晶粒NaY分子筛.考察了晶种胶添加量、高土/偏土比例以及投料硅铝比对晶化过程和产物性质的影响.研究结果表明,在晶种胶添加量为14wt％、高土/偏土比例为1及投料硅铝比为15.0的条件下,以焙烧高岭土为原料合成的NaY样品的相对结晶度为77％,骨架硅铝比高达6.3,晶粒尺寸为300 ～ 600 nm.重油催化裂化性能评价结果表明,以高岭土合成NaY样品制备的催化剂DUT-E,具有优异的重油催化裂化活性(93.6％),高汽油收率(56.8％)及很低的焦炭产率(3.1％).

海砂混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

陈宗平;张亚旗;姚如胜;陈宇良

2019, 38(12):  3934-394. 

摘要 ( 11 )   PDF (3969KB) ( 19 )  

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为研究海砂取代率与拌合用水对海砂混凝土基本力学性能的影响,完成了不同取代率及不同拌合用水的30个标准立方体试块单轴受压应力应变全过程曲线试验.基于试验结果分析了海砂取代率、拌合用水对其峰值应力、峰值应变、延性及能量耗散等轴压力学性能指标的影响.结果 表明:海砂中氯离子含量满足建筑用砂Ⅱ级砂要求;海砂混凝土应力-应变曲线总体上与普通混凝土类似,各特征点参数有所差异;同一取代率下淡水海砂混凝土的延性略大于海水海砂混凝土,整体上海砂取代率对海砂混凝土轴压力学性能无显著影响;海水对海砂混凝土具有早强作用.

氧化修饰石墨增强水合盐相变材料热性能的研究

蒋自鹏;柳馨;吕梦圆;铁生年

2019, 38(12):  3941-394. 

摘要 ( 4 )   PDF (2483KB) ( 17 )  

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采用复合芒硝(SCNa)为相变材料,以强氧化剂多步氧化法氧化石墨粉,然后采用物理共混法制备出具有优异相变热性能的氧化石墨/复合Na2SO4·10H2O相变材料.结果 表明:加入1％石墨粉,相变温度降低到26.5℃,相变潜热提高到195.8 J·g-1.加入强氧化剂氧化石墨粉,相变温度降低至25.4℃,对相变材料相变潜热提高较大,相比于SCNa材料增加了23％,达到216.5 J·g-1,具备较好的相变热性能.

赤泥和磷渣调控水泥混凝土界面过渡区微结构的研究

李先海;张覃;卯松;赵雷;程修

2019, 38(12):  3946-395. 

摘要 ( 6 )   PDF (2977KB) ( 16 )  

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混凝土是由硬化浆体、骨料和界面过渡区组成的多相复合材料,以贵州典型赤泥、磷渣为原料,采用微机控制抗压抗折试验机、全自动压汞仪和扫描电子显微镜研究赤泥、磷渣对水泥混凝土力学性能及微观结构的影响.结果 表明:赤泥和磷渣均能导致28 d养护龄期的水泥净浆硬化体力学性能下降,20％ ～ 30％用量的磷渣或10％用量的赤泥对水泥混凝土过渡区具有一定优化作用;纯水泥混凝土、掺赤泥或磷渣水泥混凝土微孔直径均主要分布在20 ～ 100 nm区间,在养护龄期28 d时混凝土过渡区均发生了不同程度的收缩,不利于混凝土力学性能的提高;赤泥的高碱性导致过渡区及基体内微孔数量增多,晶体较大,而磷渣粉的微集料效应、火山灰活性效应导致浆体中孔数量减少和晶体较小.

掺粉煤灰和偏高岭土对高强混凝土不同温度下力学性能的影响

周建伟;李辉;郑伍魁;马旭东;张静洁;杨雨玄

2019, 38(12):  3952-395. 

摘要 ( 8 )   PDF (3472KB) ( 18 )  

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通过掺加粉煤灰和偏高岭土制备高强混凝土,研究了其在400℃、600℃、800℃、1000℃高温热处理后的力学性能变化,并与相同强度等级的混凝土进行对比,分析其在高温混凝土领域的应用优势.试验结果表明:普通高强混凝土经600℃热处理后,表观裂纹已经非常明显,而掺粉煤灰和偏高岭土的高强混凝土表观破坏温度为800℃;掺粉煤灰与偏高领土高强混凝土的高温力学性能出现先增长后迅速降低的现象,抗压强度最大值达到125.2 MPa,而普通高强混凝土高温处理后力学性能不断下降;普通高强混凝土随着热处理温度升高,浆体中的水化产物硅钙石、氢氧化钙不断分解,结构劣化严重,而掺粉煤灰和偏高岭土后浆体中会形成大量的耐高温相,而此过程会改善浆体中产生的部分结构缺陷,大幅度延缓力学性能退化,在1000℃热处理后浆体向陶瓷转变;掺粉煤灰和偏高领土的高强混凝土与相同强度等级的混凝土相比,在高温领域内的有着更加明显的优势,应用前景广阔.

碳酸根替代对磷灰石块体和涂层生物矿化的影响研究

朱庆霞;宋健平;练爱民;罗民华

2019, 38(12):  3959-396. 

摘要 ( 3 )   PDF (2977KB) ( 21 )  

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应用体外实验方法(in vitro)研究了不同碳酸根替代量的磷灰石块体和电泳沉积涂层的生物矿化性能,通过XRD和SEM等手段分别研究了块体和电泳涂层样品的生物矿化过程.研究结果表明,碳酸根掺杂形成的磷灰石结晶程度差、晶粒尺寸小,利于块体的烧结致密及在SBF溶液中表面类骨碳酸羟基磷灰石矿化层(HCA)的形成.然而,碳酸根掺杂大大减少了涂层中气孔孔径和孔隙率,不利于矿化层的沉积生长,削弱了涂层的生物矿化性能.

高岭石粒度对其晶体结构和热演化行为的影响研究

张熬;亢浪浪;张印民;丁大千;张永锋

2019, 38(12):  3964-397. 

摘要 ( 17 )   PDF (3970KB) ( 30 )  

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以内蒙古清水河地区高岭石为原料,利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD),傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR),拉曼光谱(Raman spectroscopy),扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)和热重-差热(TG-DTG)对不同粒度高岭石的晶体结构参数、微观形貌和热演化行为进行了研究.结果 表明:随着高岭石颗粒粒度的减小,高岭石的结晶度指数(HI)降低,晶体缺陷敏感度(R2)增加,高岭石样品从有序形态逐渐演化为无序形态,晶体结构的缺陷增加;在红外光谱和拉曼光谱中,3670.0 cm-1吸收峰的强度逐渐增强,而938.3 cm-1和913.6 cm-1Al-OH的弯曲振动峰强度逐渐减弱,显示高岭石的结构缺陷程度增大;微观形貌显示高岭石的片层结构随着颗粒粒度的降低逐渐松散,片层间显示出边缘面或边缘-边缘的接触;随着颗粒粒径的减小,比表面积增大,单位时间内能量的传递速率提高,使得高岭石的脱羟基失重呈现增加的趋势,同时,最大失重速率温度逐渐降低.

富里酸环境下CFG桩身材料的腐蚀性试验研究

曹净;胡益铖;刘海明

2019, 38(12):  3972-397. 

摘要 ( 11 )   PDF (3962KB) ( 20 )  

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为研究CFG桩身材料在泥炭(质)土环境中的腐蚀情况,试验选用富里酸作为试验用酸,采用室内浸泡模拟昆明地区的泥炭(质)土环境,将五种不同粉煤灰掺量的CFG桩身材料试件浸泡在清水和pH值为6.0的富里酸溶液中,对比分析不同粉煤灰掺量的桩身材料试件在清水和富里酸溶液中各浸泡龄期的无侧限抗压强度和表面变化情况.试验结果表明,桩身材料的早期强度会随粉煤灰掺量的增加而降低;所有浸泡在富里酸溶液中的试件表面均变得疏松,且其强度均明显小于浸泡在清水中的试件的抗压强度;富里酸对桩身材料的强度发展有明显的抑制作用,对桩身材料具有腐蚀性;掺人适量(45％)的粉煤灰可提高桩身材料抗富里酸的腐蚀能力.

基于声发射损伤监测技术的高温后混凝土受压本构关系研究

周兴宇;杨鼎宜;李玉寿;王彤章;吕锦飞;刘淼

2019, 38(12):  3980-398. 

摘要 ( 8 )   PDF (3965KB) ( 22 )  

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通过MTS电液伺服材料测试设备对高温后混凝土进行抗压试验,同时采用配套的声发射监测设备对其进行全程监测,探究了应力-应变曲线与声发射累积振铃计数率曲线的联系,研究了高温后混凝土抗压强度残余率与温度之间的关系.将声发射累积振铃计数率与高温后混凝土应变之间的关系进行拟合,从而通过声发射累积振铃计数率表征混凝土荷载作用下的损伤,根据弹性应变方法得出了常温下混凝土的本构关系.基于常温下混凝土的本构关系,并考虑到高温作用后混凝土强度衰减情况,建立并验证高温后混凝土本构关系.研究发现:随着温度的升高,高温后混凝土抗压强度逐渐减小,且PPC试件抗压强度残余率大于JZ试件抗压强度残余率,说明纤维的掺人可以有效地缓解混凝土高温损伤;所建立的本构关系得出的理论曲线与试验曲线吻合度较高,能较好地表达出高温后混凝土力学性能.

原料特性和制备工艺对柔性石墨膜导热性能的影响

张旭东;邱杨率;吴益民;王仕江;张凌燕

2019, 38(12):  3988-399. 

摘要 ( 5 )   PDF (2976KB) ( 18 )  

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以浙江国泰萧星密封材料股份有限公司提供的两种制备工艺不同的可膨胀石墨为研究对象,从石墨粒度、膨胀容积、成型压强、压制工艺等几个方面,研究各影响因素对石墨膜导热率的影响.研究结果表明:石墨中的杂质、水分及结晶缺陷对柔性石墨膜的导热率有不利的影响,而较大的石墨粒度、较高的膨胀容积以及逐渐加压多次成型的压制工艺更有利于膜的成型及导热率的增加.最终,选择两种可膨胀石墨的粒度均为(-0.425 +0.300)mm,在1000℃下进行膨化,在机械力作用下压制成厚度为(0.1+0.03) mm的柔性石墨膜,其导热率分别达到423.99 W/(m·K)和347.12 W/(m·K).

SAP内养生混凝土抗渗性能与细观结构相关性研究

申爱琴;李得胜;郭寅川;钱谣;王文真;覃潇;吕政桦;赵明;王振龙

2019, 38(12):  3993-400. 

摘要 ( 2 )   PDF (4462KB) ( 20 )  

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为研究高吸水性树脂(Super absorbent polymer,简称SAP)参数对路面混凝土抗渗性能及细观结构的影响规律,并从细观角度探索SAP对路面混凝土抗渗性能的增强机理,选用3种目数,3种掺量的SAP,基于抗氯离子渗透试验(RCM)研究SAP参数对路面混凝土抗渗性能的影响;基于压汞试验(MIP)研究其对路面混凝土不同层位、不同龄期的孔结构参数的影响;基于数值分析法研究内养生路面混凝土抗渗性能与孔结构间的相关性.试验结果表明:SAP可有效提高路面混凝土的抗渗性能,且掺量为0.160％的40 ～ 80目SAP提高效果最显著;SAP的掺入虽然在一定程度上增大了路面混凝土的孔隙率,但能够减小平均孔径、临界孔径尺寸,并使各层位之间的孔结构更加均匀,且随着龄期的增长,SAP的优化效果更加明显;氯离子迁移系数与孔隙率和过渡孔、毛细孔总含量显著相关,且其含量越大,混凝土抗渗性能越差.

以赤泥为助熔剂制备长石质发泡陶瓷

张辉;李安林;曾小州;黎阳

2019, 38(12):  4002-400. 

摘要 ( 8 )   PDF (2480KB) ( 23 )  

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以赤泥作助熔剂、长石为主要原料、碳化硅微粉为发泡剂,通过模压成型、高温发泡等工序制备了长石质发泡陶瓷.研究了赤泥含量对发泡陶瓷线膨胀率、体积密度、微观形貌、抗折强度和晶体结构的影响.结果 表明,以赤泥作助熔剂,可以有效降低发泡陶瓷的发泡温度,大幅提升碳化硅发泡剂的利用效率;随着赤泥含量的增加,发泡陶瓷内部形成的泡孔逐渐增多,孔径逐渐增大,线性膨胀率先增大后降低;在赤泥含量7.5％时线膨胀率最大,此时发泡陶瓷的发泡率与孔径均匀性都较为理想,体积密度与抗折强度分别为0.41 g/cm3和(0.85 ±0.04) MPa;发泡陶瓷的物相结构为石英(SiO2)、霞石(NaAlSiO4)、钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)和莫来石(3Al2O3· 2SiO2).

碳含量对反应熔渗法制备SiC晶须增强碳化硅陶瓷性能的影响研究

刘东旭;侯红臣;陈建军;傅肃嘉;方宁象

2019, 38(12):  4007-401. 

摘要 ( 17 )   PDF (2977KB) ( 29 )  

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以SiC晶须作为增强体,通过酚醛树脂高温碳化裂解获得碳包覆的SiC晶须,与纳米碳化硅粉体、炭黑混合均匀形成复合陶瓷乙醇浆料.经过干燥、造粒、成型和排胶后获得SiCw-C-SiC素坯,利用反应熔渗法制备高体积分数的SiC晶须增强SiC陶瓷基复合材料.研究了碳黑含量对复合材料力学性能与显微结构的影响.通过扫描电镜照片显示,碳包覆的SiC晶须经高温反应熔渗后仍保持表面的竹节状形貌,且晶须与碳化硅基体间形成适中的界面结合强度,材料断口处有明显的晶须拔出;当炭黑含量为15wt％时,抗弯强度和断裂韧性达到最高值分别为315 MPa和4.85 MPa·m1/2,比未加晶须的SiC陶瓷抗弯强度提高了25％,断裂韧性提高了15％;当炭黑含量为20wt％时,复合材料中残留部分未反应的炭黑,制约其力学性能的提高.

碱偏高岭土矿渣地聚合物砂浆强度及新拌性能研究

傅博;程臻赟;韩静云;胡云香

2019, 38(12):  4013-402. 

摘要 ( 7 )   PDF (3962KB) ( 26 )  

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采用水玻璃作为激发剂,采用偏高岭土和矿渣作为固体前驱体,研究了不同水玻璃模数、不同碱当量和不同偏高岭土掺量对碱偏高岭土矿渣地聚合物水泥砂浆流动度、凝结时间、强度和粘度特性的影响,并基于牛顿内摩擦定律,推导了砂浆剪切应力与剪切速率的相关关系.结果 表明:碱偏高岭土矿渣水泥砂浆流动度和强度均随水玻璃模数和偏高岭土掺量增大而降低.凝结时间随偏高岭土掺量的增大而增加,随水玻璃模数增大逐渐增大.经过推导,发现碱偏高岭土矿渣水泥砂浆剪切应力与剪切速率呈线性关系.关系式中的屈服应力和塑性粘度均随偏高岭土掺量和水玻璃模数增大而增大.

废旧建筑玻璃制备泡沫玻璃的研究

李安林;张辉;曾小州;姚森;邱丹燕;林洪玉;黎阳

2019, 38(12):  4021-402. 

摘要 ( 3 )   PDF (2973KB) ( 24 )  

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利用废旧建筑玻璃为原料,以碳酸钙为发泡剂、硼酸为助溶剂,采用模压成型、高温发泡工艺成功制备出了泡沫玻璃,研究了发泡剂含量与发泡温度对泡沫玻璃的体积膨胀率、体积密度、气孔率、抗折强度等性能的影响.结果 表明:在800 ～840℃的发泡温度范围内,随发泡剂含量的增加,泡沫玻璃的体积膨胀率与气孔率先增大后降低,而体积密度和抗折强度先降低后增大,在发泡剂含量为3％,发泡温度在820℃时,泡沫玻璃综合性能良好,其体积膨胀率达476％,体积密度为0.21 g/cm3,气孔率达87.26％,抗折强度为(1.38 ±+0.15) MPa,孔径介于1.7 ～2.2 mm之间.

CaO/MgO摩尔比对无光釉结构与性能的影响

苗立锋;包镇红;熊小亮;江伟辉

2019, 38(12):  4027-403. 

摘要 ( 12 )   PDF (2478KB) ( 21 )  

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以天然的矿物原料,采用传统的制备工艺,通过改变配方中烧滑石和方解石的相对含量,制备出了1200℃烧成效果良好的无光釉.并借助SEM、XRD和光泽度仪等测试手段研究了CaO/MgO摩尔比对无光釉结构和光泽度的影响,并探讨了其无光机理.结果 表明:CaO/MgO摩尔比对钙镁复合无光釉的结构和性能有较大影响,随着CaO/MgO摩尔比的增大,釉中晶体尺寸逐渐增大,并由堇青石和顽火辉石向透辉石转变,当CaO/MgO摩尔比增大至2.28时,主晶相变为30～ 40tm的钙长石.当CaO/MgO摩尔比为1.06时获得的无光釉综合效果最优,其光泽度为16,该釉层中含有大量的直径2～3 μm,长度10～ 20tμm的棒状和叶片状透辉石晶体.晶体尺寸和晶体含量是影响无光釉效果的主要因素,晶体尺寸过小或晶体含量过少均不利于良好无光釉的形成.

硅酸盐固废胶凝材料固镉的试验研究

崔孝炜;狄燕清;冷欣燕;南宁;邓惋心

2019, 38(12):  4032-403. 

摘要 ( 4 )   PDF (2980KB) ( 22 )  

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以硅酸盐矿冶固废为原料制备胶凝材料,进行固镉试验,并借助XRD和IR对水化产物进行了基础研究.结果 表明,在钢渣掺量不超过30％,Cd2+浓度不高于30 mg/kg时,固镉试样28 d龄期Cd2+浸出质量浓度低于饮用水5 μg/L的限值.XRD和IR测试结果表明,胶凝材料水化产物主要为AFt、Friedel盐和C-S-H凝胶.胶凝材料固镉试样中存在着多种协同作用,是其固镉效率较高的主要原因.

利用粉煤灰制备沸石分子筛及对含铜废水的处理

马灵甲;张硌;高红莉;郭雷;胡军周;李洪涛

2019, 38(12):  4037-404. 

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以粉煤灰为原料,在温和条件下水热合成粉煤灰基沸石分子筛,并通过正交试验研究了碱浓度、晶化时间、晶化温度对粉煤灰吸附重金属Cu2+性能的影响,确定在晶化时间10 h、晶化温度80℃、NaOH的质量浓度为8％的工艺条件下合成的分子筛对Cu2+吸附效果最好.经X射线衍射仪分析表明,合成的产物含有NaP1型微孔沸石分子筛.通过比表面积分析仪分析测定样品的比表面积为45.98 m2/g.用优化工艺合成的分子筛去除含铜废水,1500 mg/L的沸石处理该废水30 min,去除率达到93.9％,结果表明,合成的分子筛具有良好的吸附性能.因此,本实验合成工艺简单,条件温和,降低了能源成本和最小化环境影响,有利于工业大规模生产.

热压烧结石墨烯/B4C复合材料的制备与性能研究

余健;张善伟;林文松;徐彬桓;董曼茹;王静羚;张起程

2019, 38(12):  4042-404. 

摘要 ( 7 )   PDF (2481KB) ( 18 )  

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采用真空热压烧结工艺,在2150℃及30 MPa压制压力条件下,保温30 min制备了石墨烯/B4 C陶瓷基复合材料.采用拉曼光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜分析了复合材料的物相组成和显微结构,通过测量陶瓷的相对密度、硬度和弯曲强度,研究了氧化石墨烯添加量对B4C烧结行为和力学性能的影响.结果 表明:复合材料的相对密度随着石墨烯含量的增加先增加而后降低.当氧化石墨烯含量为3.0wt％时,复合材料的力学性能达到最大值,其抗弯强度为547 MPa,断裂韧性为4.50 MPa·m1/2,裂纹偏转以及石墨烯拔出是材料力学性能提升的原因;与此同时,该复合材料的电导率达到1.0 S/m以上,达到了电加工所需的电导率水平.

粉煤灰高性能混凝土一维/二维/三维碳化性能研究

李小斌

2019, 38(12):  4047-405. 

摘要 ( 8 )   PDF (3960KB) ( 19 )  

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通过粉煤灰高性能混凝土碳化依时深度试验,结合SEM、XRD等微观分析手段,研究了粉煤灰掺量、水胶比、养护龄期等因素对粉煤灰高性能混凝土一维、二维和三维碳化深度值的影响.结果 表明:混凝土抗碳化能力随粉煤灰用量和水胶比增加而降低;前期养护时间的延长有利于混凝土抵抗碳化反应.由于叠加效应,粉煤灰混凝土三维、二维碳化较一维碳化更为严重,同试验周期下碳化深度值升高1.39～ 2.88倍.