Please wait a minute...
欢迎访问《硅酸盐通报》官方网站,今天是
分享到:

当期目录

    2021年 第40卷 第11期    刊出日期:2021-11-15
    封面故事
    水泥混凝土
    磷酸钾镁水泥修补材料研究综述
    王建苗, 高越青, 詹培敏, 朱浩南, 何智海, 桑伟, 马和衡
    2021, 40(11):  3533-3543. 
    摘要 ( 106 )   PDF (9154KB) ( 65 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    磷酸钾镁水泥是一种通过化学键结合的新型胶凝材料,具有比传统硅酸盐水泥更优异的性能,目前已成为快速修补材料研究的热点之一。本文介绍了修补材料的研究现状,总结了磷酸钾镁水泥的制备与水化过程,详述了其工作性、力学性能、耐久性、体积稳定性和裂缝修复的研究进展,分析了当前研究存在的问题,指出了磷酸钾镁水泥发展趋势以及其在修补加固工程中的应用前景。
    BFRP筋增强珊瑚混凝土耐久性研究进展
    陈红梅, 刘玉涛, 关纪文
    2021, 40(11):  3544-3555. 
    摘要 ( 38 )   PDF (5617KB) ( 34 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着远海工程建设对建筑原材料的需求量与日俱增,若由内陆向海岛运送原料,其运输费用高、时效性差等问题显而易见。对于岛礁工程建设而言,可就地取材,将珊瑚碎屑作为骨料并加入海水拌制成珊瑚混凝土,同时采用纤维增强复合材料筋(FRP筋)作为结构增强筋,可有效解决海洋环境下钢筋锈蚀等耐久性问题。玄武岩纤维增强复合材料筋(BFRP筋)的力学性能优越,但我国对BFRP筋的研发起步较晚,尚未有充分的理论经验,故应对BFRP筋增强珊瑚混凝土耐久性展开系统研究,以确保岛礁工程建设的安全性。基于现有试验研究进展,在分析BFRP筋、珊瑚混凝土材料基本力学性能的基础上,对BFRP筋的耐久性、珊瑚混凝土的耐久性、BFRP筋-珊瑚混凝土界面粘结耐久性,以及BFRP筋增强珊瑚混凝土结构耐久性进行系统地概述与总结,并对BFRP筋增强珊瑚混凝土耐久性的后续研究进行展望。
    片状纳米勃姆石对水泥力学及微观性能的影响
    朱建平, 朱丽飞, 冯春花, 阙永博, 宋薇茵, 张文艳, 杨阔
    2021, 40(11):  3556-3564. 
    摘要 ( 54 )   PDF (11509KB) ( 37 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    掺加纳米颗粒会影响到材料的力学性能,本文采用水热法在碱性环境下合成了片状纳米勃姆石,并将其加入到水泥中,研究了片状纳米勃姆石对水泥浆体力学性能的影响规律,并结合水化热、X射线衍射分析、热分析、氮吸附分析、扫描电子显微镜分析等测试手段对片状纳米勃姆石在水泥中的作用机理进行研究。结果表明:片状纳米勃姆石的加入可以明显提高水泥浆体的早期力学性能,与空白组相比,当勃姆石掺量为0.5%(质量分数)时,水泥浆体的抗压强度最大可以提高42.8%;勃姆石的加入不仅可以提高水泥水化反应速率,促进水泥的早期水化,还可以减少有害毛细孔含量,优化孔结构,提高水泥浆体的致密程度,从而促进水泥早期强度的发展。该研究结果为改善水泥的力学性能提供了新的方法。
    水热合成制备水化硅酸钙-聚氨酯纳米复合材料的结构分析
    袁琦, 何小芳, 张利红, 曹新鑫, 范帅鹏
    2021, 40(11):  3565-3571. 
    摘要 ( 28 )   PDF (9325KB) ( 25 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文以生石灰、纳米二氧化硅和聚氨酯为原料,采用水热合成法制备了纯水化硅酸钙和水化硅酸钙-聚氨酯纳米复合材料,并利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、红外光谱仪和热分析仪对其进行表征测试。结果表明:水化硅酸钙和水化硅酸钙-聚氨酯复合材料的微观组织形貌具有明显差异,随着钙硅摩尔比的增大,出现了Tobermorite相,且随着聚氨酯的加入,该相的结晶度增强;聚氨酯可以嵌入水化硅酸钙层间,使其基底层间间距增大1.038 nm;聚氨酯的加入可以提高水化硅酸钙的热稳定性,且对钙硅比较高的水化硅酸钙改性更有效。
    盐水与冻融耦合作用对玄武岩纤维水泥土性能影响研究
    徐丽娜, 张润泽, 牛雷, 宋道涵, 金玉杰
    2021, 40(11):  3572-3583. 
    摘要 ( 34 )   PDF (16443KB) ( 33 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    冻融循环作用与外界环境的侵蚀是影响水泥土强度的主要因素,探索如何提高水泥土在寒冷地区盐水侵蚀环境下的强度及其发展规律是一个重要的课题。通过盐冻试验和无侧限抗压强度试验,研究了玄武岩纤维水泥土在不同溶液(3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液、3.5%Na2SO4溶液、3.5%(NaCl+Na2SO4)混合溶液、清水)与冻融循环作用耦合下的力学性质与表观特征,探讨了养护温度、侵蚀溶液类型、冻融循环次数等变量对水泥土性能的影响。在此基础上,采用Logistic生长模型,对不同环境下水泥土试块的强度进行回归分析。研究结果表明:低温养护环境会抑制水泥土强度的发展;随着冻融次数的增加,试块出现了不同程度的质量损失、表面破坏,以及无侧限抗压强度降低的现象;在相同冻融次数下,玄武岩纤维水泥土的破坏程度由强到弱依次为硫酸盐冻>混合盐冻>氯盐冻>水冻;而掺入玄武岩纤维可使水泥土经历更多次的冻融循环,有效降低强度损失率,提高水泥土的抗冻性;通过回归分析,得到不同试验组的强度衰减模型和预期强度。
    基于不同测试方法的密封养护水泥砂浆孔隙率和饱水度变化规律
    丁倩, 黄耀英, 徐小枫, 夏世法, 包腾飞
    2021, 40(11):  3584-3592. 
    摘要 ( 35 )   PDF (1648KB) ( 17 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    孔隙率和饱水度是影响混凝土耐久性的两个重要因素。为研究密封绝湿养护混凝土孔隙率和饱水度的变化规律,制备了不同龄期、不同水胶比的水泥砂浆试件,采用传统称重法、压汞法和核磁共振法测试孔隙率和饱水度。试验表明:3种方法测试结果的变化规律一致,但测值存在一定差异;对于孔隙率,称重法检测值最大,核磁共振法次之,压汞法检测值最小;对于饱水度,核磁共振法检测值大于称重法。在密封养护状态下,水泥砂浆孔隙率以14 d龄期为界随龄期增加表现为先增大后减小,且水胶比为0.41的试件孔隙率最大,最大孔隙率为39%;饱水度以14 d龄期为界随龄期增加表现为先减小后增大,且随水胶比增大而增大,最小饱水度为32%。压汞法检测结果具有一定随机性,传统称重法和核磁共振法检测结果更接近试件真实孔隙率。
    基于随机细观骨料的钢筋表面氯离子浓度概率分布研究
    陈宣东, 荣华, 梁秒梦, 虞爱平, 明阳
    2021, 40(11):  3593-3600. 
    摘要 ( 21 )   PDF (7654KB) ( 6 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    氯盐侵蚀诱发钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性失效的主要因素之一。研究钢筋表面氯离子浓度概率分布对于预测海洋工程的服役性能具有十分重要的意义。通过引入随机厚度的界面过渡区,建立了包含骨料、界面过渡区以及砂浆的三相混凝土细观模型。在此基础上,结合氯离子扩散理论,建立了氯离子扩散细观数值模型。研究结果表明,骨料对氯离子的扩散具有阻碍作用,增加了氯离子的扩散路径。通过对6 000个钢筋表面氯离子浓度的模拟结果进行统计分析,发现:当骨料率为40%(体积分数)时,钢筋表面氯离子浓度呈双峰分布;当骨料率小于40%时,钢筋表面氯离子浓度近似呈正态分布;随着骨料率的增加,钢筋表面氯离子浓度不断减小,变异系数不断增大。
    再生保温混凝土抗冻性能的细观研究
    王鲜星, 刘元珍, 赵雨, 戴小伟
    2021, 40(11):  3601-3607. 
    摘要 ( 27 )   PDF (7561KB) ( 10 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    再生粗骨料和玻化微珠保温骨料的加入,会导致再生保温混凝土(RATIC)内部形成复杂的孔隙结构。为了进一步揭示冻融作用下再生保温混凝土的劣化机理,在宏观试验的基础上,通过CT扫描细观试验分析了不同再生粗骨料取代率的RATIC试件在冻融作用下的裂缝发展规律和孔隙特征。试验结果表明:新旧水泥砂浆界面过渡区是冻融循环作用下RATIC的薄弱环节,试件内部多数裂缝产生于新旧水泥砂浆界面过渡区;试件的相对孔隙率是定量反映RATIC试件内部冻融破坏规律的重要指标。
    基于孔结构分形的混杂纤维混凝土抗冻性能研究
    王春晓, 董建明, 李得胜
    2021, 40(11):  3608-3616. 
    摘要 ( 24 )   PDF (1679KB) ( 6 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为研究粉煤灰掺量对钢-聚丙烯纤维混凝土抗冻性能的影响,设计并制备6种粉煤灰替代率的混杂纤维混凝土,对其进行冻融循环及盐冻循环试验,测试其质量损失、相对动弹模量及弯曲韧性。基于热力学模型计算冻融前后混凝土孔结构分形维数,建立分形维数与混凝土弯曲韧性之间的关系。结果表明:当粉煤灰质量掺量为5%~15%时,随粉煤灰掺量增多,混杂纤维混凝土的抗冻性能明显提升;继续增加粉煤灰掺量至20%,混杂纤维混凝土的弯曲韧性开始降低。混杂纤维混凝土内部孔具有明显的分形特征,分形维数与无害、少害孔总孔隙占比及多害孔孔隙占比均有良好的线性相关性。同时,混杂纤维混凝土孔分形维数与峰值荷载、能量吸收值呈正相关,分形维数越大,混凝土所能承受的峰值荷载越高、能量吸收值越大。
    复合盐侵蚀再生混凝土耐久性能退化试验研究
    侯泽宇, 王家滨, 郭庆军, 李恒, 张凯峰
    2021, 40(11):  3617-3626. 
    摘要 ( 29 )   PDF (9098KB) ( 12 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    我国西北地区土壤及其地下水中含有大量侵蚀性离子,造成了再生混凝土结构耐久性能快速退化,严重制约着再生混凝土在主体结构中的应用。基于西北地区耐久性环境中侵蚀离子组成及区域气候环境特征,以7.5%(质量分数)MgSO4-7.5%(质量分数)Na2SO4-5%(质量分数)NaCl为侵蚀介质,采用干湿交替方式,开展复合盐侵蚀再生混凝土耐久性能退化试验研究。以粉煤灰、矿渣、硅灰、偏高岭土等活性矿物掺合料取代水泥,研究矿物掺合料搭配方式对再生混凝土耐久性能影响。采用XRD、FTIR、TG-DSC及SEM、EDS等表征手段,分析侵蚀产物矿物组成、含量及微结构变化,研究复合盐侵蚀再生混凝土损伤过程。随着干湿交替次数增加,再生混凝土相对动弹性模量、质量变化率、相对抗压强度、相对劈裂抗拉强度及损伤层厚度的变化规律与矿物掺合料搭配方式有着显著的相关性。随着侵蚀离子的不断扩散,混凝土碱度降低,在表面依次形成了以水镁石、石膏及钙钒石为主要产物的致密侵蚀产物层,短暂阻碍了侵蚀离子进一步扩散。随着侵蚀产物不断堆积及无胶凝性水化硅酸镁的形成,在膨胀应力及盐结晶压力共同作用下,再生混凝土表面大量剥蚀并开裂,耐久性能快速退化。
    高温后混凝土初始压实阶段应力-应变关系
    王磊, 赵燕茹, 郝松
    2021, 40(11):  3627-3633. 
    摘要 ( 28 )   PDF (1247KB) ( 12 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文对经历5种温度(20 ℃、200 ℃、400 ℃、600 ℃和800 ℃)后的混凝土进行了单轴压缩试验。通过定义压实系数φ和相对密实度Φ两个指标,评价了高温后混凝土的密实程度,探讨了混凝土初始压实阶段随温度的变化规律。同时采用统一形式的分段函数建立了考虑初始压实阶段的高温后混凝土应力-应变全曲线方程。结果表明,当温度为200 ℃和400 ℃时,混凝土峰值应力和弹性模量小幅下降,基体密实度较高,应力-应变曲线的初始压实阶段几乎可以忽略,整个压缩损伤过程呈脆性特征。当温度为600 ℃和800 ℃时,峰值应力和弹性模量大幅减小,峰值应变迅速增加,基体密实程度迅速下降,应力-应变曲线具有明显的初始压实阶段,并且整个压缩损伤过程呈延性特征。本文建立的应力-应变全曲线方程具有拟合度高且参数较少的优势。
    资源综合利用
    可控低强度材料(CLSM)性能评价方法分析
    汪伟, 张同生, 陈灿峰, 吴正德, 韦江雄, 余其俊
    2021, 40(11):  3634-3643. 
    摘要 ( 43 )   PDF (4206KB) ( 35 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    可控低强度材料(CLSM)是一种高流动性、可控低强的新型充填材料,被广泛应用于工程回填、道路基层、管道垫层等工程。目前,我国尚无CLSM性能测试标准,主要借鉴国外标准与混凝土、砂浆等材料相关评价方法,亟待制定合理、统一、系统的性能测试方法与标准,规范和促进CLSM大规模推广应用。本文综述了现有CLSM相关工作性能、力学性能、环境影响、耐久性等方面的测试方法,从测试原理、实验参数、优缺点等方面进行了对比分析,为CLSM性能测试提供依据,也为我国制定和完善CLSM标准体系提供参考。
    钛石膏基可控低强度材料强度及体积稳定性研究
    朱浩泽, 于峰泉, 耿健, 王向阳, 秦华彬
    2021, 40(11):  3644-3653. 
    摘要 ( 20 )   PDF (9121KB) ( 6 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了解决钛石膏综合利用率低、消耗不足以及道路回填工程中传统回填不密实或存在结构死角的问题,以钛石膏为原料制备钛石膏基可控低强度材料(CLSM)。采用无侧限抗压强度试验方法和体积稳定性试验方法,研究了建筑渣土取代率、水固比、钛石膏掺量与激发剂掺量等因素对CLSM抗压强度和体积稳定性的影响,并通过XRD、SEM对其性能变化的原因进行分析。试验结果表明:CLSM早期强度随着建筑渣土取代率的增加而增大,但是膨胀率有所下降;增大水固比则会降低强度,膨胀率随之增加;而增大钛石膏掺量,CLSM的强度与膨胀率均会降低,当钛石膏掺量为70%(质量分数)时,CLSM体积呈收缩趋势,且在14 d时收缩率基本达到最大,而生石灰掺量的增加,则会改善CLSM的收缩,起到一定的补偿收缩作用。
    脱硫石膏基无砂自流平砂浆的制备与性能研究
    柳京育, 单俊鸿, 李春, 闵江宁, 杜礼, 周媛
    2021, 40(11):  3654-3661. 
    摘要 ( 25 )   PDF (3415KB) ( 14 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用脱硫建筑石膏、P·O 42.5水泥、粉煤灰、石灰石超细粉以及外加剂为原料制备脱硫石膏基无砂自流平砂浆。采用正交试验确定石膏基胶凝材料的最优配合比,研究缓凝剂和纤维素醚对石膏基无砂自流平砂浆的性能影响,并利用XRD和SEM分别分析胶凝体系的水化产物和微观形貌,通过分析结果进一步研究外加剂的作用机理。结果表明:当脱硫石膏、水泥、粉煤灰和石灰石超细粉的质量比为16:1:2:1时,石膏基胶凝材料的强度最优;缓凝剂明显延长砂浆的凝结时间,但会导致砂浆产生泌水现象;纤维素醚可以提高砂浆的保水性,纤维素醚的引气作用造成砂浆强度下降。脱硫石膏基无砂自流平砂浆的性能指标满足《石膏基自流平砂浆》(JC/T 1023—2007)的要求。
    粒度分级对脉石英提纯效果影响研究
    刘宇航, 任子杰, 高惠民, 管俊芳, 马骏辉, 吴飞达
    2021, 40(11):  3662-3667. 
    摘要 ( 17 )   PDF (4230KB) ( 3 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    脉石英是一种优质硅资源,是加工高纯石英的理想原料。对脉石英矿进行了工艺矿物学研究,并分析破碎后和磨矿后不同粒级试样的差异。对原矿-0.6+0.1 mm粒级、-0.1+0.045 mm粒级和磨矿后得到的-0.6+0.1 mm粒级、-0.1+0.045 mm粒级四个试样分别进行磁选除铁和浮选除长石、云母实验。结果表明,该脉石英以大石英颗粒为主,脉石矿物为云母类、长石类矿物和少量铁矿物,四个试样在品质上存在差异。原矿-0.6+0.1 mm、-0.1+0.045 mm粒级和磨矿后得到的-0.6+0.1 mm、-0.1+0.045 mm粒级经分级分选后SiO2含量从原矿的99.10%分别提升至99.62%、99.74%、99.67%和99.66%,Fe2O3含量则从609.55 μg/g分别降至70.26 μg/g、69.90 μg/g、38.64 μg/g和40.33 μg/g。总体上,磨矿后得到的-0.6+0.1 mm粒级的提纯效果最为显著,说明分级分选利于优质石英的提纯。
    页岩提钒尾渣基地聚合物的制备及其性能
    徐贤庆, 包申旭, 张一敏, 罗勇鹏
    2021, 40(11):  3668-3676. 
    摘要 ( 21 )   PDF (3572KB) ( 8 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为将页岩提钒尾渣资源化,利用页岩提钒尾渣作为主要原料,偏高岭土为铝质辅料制备地聚合物。考察了成型方式、硅铝原料配比、碱激发剂种类、碱激发剂用量和成型压力对地聚合物试样抗压强度的影响。结果表明,地聚合物制备最佳条件为:原料的质量配比(尾渣/偏高岭土)为11:9,NaOH碱激发剂质量分数为10%,水固比为0.18,成型压力为20 MPa,试样14 d抗压强度可达58.25 MPa。通过XRD、FTIR、TG-DSC、SEM和孔径分析对地聚合物试样进行检测表征,分析表明,地聚合反应的主要产物为无定形硅铝凝胶和少量钠沸石,无定形硅铝凝胶可以改善试样的孔结构,增强试样微观结构致密度,宏观表现为试样抗压强度增大。
    钢渣加速碳化制品的耐高温性能研究
    仲心卓, 李路帆, 姜义, 林忠财
    2021, 40(11):  3677-3684. 
    摘要 ( 35 )   PDF (7107KB) ( 23 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为开发钢渣用于高温环境的潜力,最大限度地提高钢渣的综合利用率,通过强度试验、热重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜分析(SEM)等测试手段探讨了钢渣加速碳化制品承受不同高温后的抗压强度、矿物相演变和微观结构。结果表明:钢渣加速碳化制品在200~600 ℃范围内的高温处理下,抗压强度得到提高,在400 ℃时达到最大值,为72.4 MPa,较初始强度提高20.5%,钢渣中硅酸钙在高温下进一步发生水化,其水化产物增强了基质连接。当温度达到800 ℃时,钢渣性能发生劣化,强度降低了90.7%,碳酸钙质量分数由24.1%降低至1.6%,而总质量损失可达19.67%,吸水率大幅度提高,且出现贯通试块的裂缝。钢渣加速碳化制品与普通水泥基材料相比,耐高温性能有所提升,但在800 ℃时并无明显优势。
    全废渣制水泥中氧化锶对熟料性能的影响
    宋晓玲, 汤建建, 徐盼盼, 杨忠, 黄东, 胡敬平, 张坤, 罗光前, 侯慧杰, 刘冰川
    2021, 40(11):  3685-3692. 
    摘要 ( 28 )   PDF (6300KB) ( 4 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    新疆天业(集团)有限公司开发的采用电石渣、石灰渣和除尘灰等十余种废渣烧制水泥的新工艺,实现了大宗工业固废的资源化利用,然而这些废渣中均含有微量的SrO,对熟料性能有一定的影响。通过使用化学成分分析、X射线衍射分析、Rietveld全谱拟合等对生料和烧制成的熟料进行分析,并测定熟料的机械强度。进一步通过热力学模拟,改变入窑生料中SrO掺入量,计算熟料中各主要矿物相和液相的变化情况。结果表明,生料中掺入少量的SrO可以促进C3S、C4AF等有效矿物相的形成,并对熟料早期强度提升较大,而对后期强度作用却不明显。随着掺入SrO的增多,熟料中C3S的含量也在增加,有利于铁相矿物形成,然而游离氧化钙却在随之增加。因此需控制SrO的掺量,其掺入的含量在0.2%~1.0%(质量分数)之间时对提高熟料烧成质量有显著促进作用。
    PVA纤维类型对应变硬化地聚合物基复合材料力学性能的影响
    朱弘康, 林常, 蔡舒, 徐树英, 潘莉莎
    2021, 40(11):  3693-3701. 
    摘要 ( 22 )   PDF (7406KB) ( 3 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文对比分析了4种不同聚乙烯醇(PVA)纤维分别在不同配合比地聚合物基体中的增韧作用,为利用国产无表面涂油PVA纤维制备应变硬化地聚合物基复合材料(SHGC)提供实验数据。主要研究矿渣与粉煤灰的比例、碱溶液的浓度、纤维尺寸以及纤维表面特性等因素对地聚合物基复合材料抗压和直接拉伸性能的影响。结果表明,经过7 d室温养护,含矿渣的地聚合物基体和复合材料的抗压强度均高于30 MPa,而纯粉煤灰地聚合物基体和复合材料的抗压强度较低,为12~15 MPa。表面涂油PVA纤维SHGC的延展性普遍高于无表面涂油PVA纤维SHGC。然而,通过调节地聚合物基体配合比,可以提高无表面涂油PVA纤维的增韧效果。当粉煤灰质量分数为33%时,无表面涂油PVA纤维SHGC的极限拉伸应变达1.44%,与表面涂油PVA纤维SHGC相当。在纯粉煤灰的情况,4种PVA纤维复合材料均呈现出稳定的多缝开裂和应变硬化特征。
    不同pH值碱性电解水对砂浆工作性能和强度的影响
    谢子茜, 刘桂宾, 张天宇, 李秋义, 王亮
    2021, 40(11):  3702-3711. 
    摘要 ( 17 )   PDF (6903KB) ( 3 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    碱性电解水具有强碱性、高活性、离子性和吸附性等优点,本文利用不同pH值(9.5、10.5、11.5)的碱性电解水制备粉煤灰砂浆,并在粉煤灰取代率为0%、15%及30%(质量分数)的条件下,系统研究了不同pH值碱性电解水对粉煤灰砂浆的工作性能、力学性能以及Ca(OH)2等水泥水化产物含量的影响规律,并利用XRD、SEM等微观试验对比分析了不同pH值的粉煤灰净浆的结构组成和微观形貌特征。试验结果表明:随着pH值的提高,相较于普通自来水粉煤灰砂浆,碱性电解水粉煤灰砂浆的流动度、抗压强度和抗折强度逐渐提高,水化产物Ca(OH)2含量逐渐降低。当碱性电解水pH值为10.5,粉煤灰取代率为15%时,碱性电解水粉煤灰砂浆的早期强度和流动度的改善效果达到最佳,28 d的抗压强度和抗折强度较普通水砂浆分别提高了8.4%和12.5%。同时,相较于普通自来水净浆,不同pH值的碱性电解水净浆的团簇化和颗粒化均表现得更加明显,这对于促进水泥水化进程,提高砂浆流动性,激发粉煤灰早期活性起到了积极作用,除了生成更多的C-S-H凝胶体和Ca(OH)2等水化产物以外,还生成了钾长石等其他水化产物。
    利用红黏土弃渣制备岩溶区注浆材料配比及其性能研究
    张毅, 邓边员, 张延杰, 桂跃
    2021, 40(11):  3712-3722. 
    摘要 ( 15 )   PDF (10387KB) ( 3 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在岩溶地区进行灌注桩施工时,注浆法可有效改善混凝土易流失、断桩、桩身孔洞等问题,但传统注浆材料成本较高且性能过剩,而且施工现场往往存在大量弃渣需要妥善处理。鉴于此,提出利用红黏土弃渣为基材,以水泥、粉煤灰为主固化剂,辅以水玻璃,制备新型注浆材料。通过正交试验,探究各组分对浆液关键性能指标的影响,确定最佳配比,并对最优配比下浆液结石体的微观结构进行分析。结果表明:水土比是影响浆液性能的主控因素;水泥掺量对浆液结石体的强度影响最大;粉煤灰可以增加浆液结石率,并提高结石体的后期强度;水玻璃主要起到加速凝结的作用。推荐的最佳配比为水土比0.6(质量比),水泥掺量10%(质量分数),粉煤灰掺量12%(质量分数),水玻璃掺量1.1%(质量分数)。经综合分析,该浆液具有流动性好、填充性好、强度适中、造价低廉等特点,适合工程大规模使用。
    水胶比对再生砖粉ECC工作性能和力学性能的影响
    元成方, 李好飞, 王娣, 王一光
    2021, 40(11):  3723-3729. 
    摘要 ( 18 )   PDF (3955KB) ( 6 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用再生砖粉全取代石英砂制备工程用水泥基复合材料(ECC),深入研究和分析了材料的工作性能和力学性能,利用扫描电镜技术对相关机理进行了探讨。研究表明:水胶比变化范围在0.30~0.39(质量比,下同)时,再生砖粉ECC拌合物的坍落度均在200 mm以上,工作性能良好;水胶比相同的情况下,用再生砖粉取代石英砂后,ECC的力学性能有所下降;水胶比变化范围在0.30~0.37时,再生砖粉ECC的抗折强度随水胶比的增大而增大,水胶比变化范围在0.30~0.39时,再生砖粉ECC的抗压强度随水胶比的增大而减小;各组再生砖粉ECC均表现出良好的应变硬化特征,呈现多缝开裂状态,且极限应变均大于2%。在本文试验条件下,水胶比为0.37时再生砖粉ECC的弯曲性能和单轴拉伸性能最佳。
    陶瓷
    镧系锗酸盐合成及应用的研究进展
    郝先东, 邱宏菊, 桂雨曦, 段利平, 陈菓, 高磊
    2021, 40(11):  3730-3739. 
    摘要 ( 38 )   PDF (5780KB) ( 18 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    稀土作为一种重要的战略资源,是高精尖产业中所需的关键原料之一。镧系锗酸盐作为稀土功能材料中的一种,具有与稀土化合物相似的4f电子结构和与硅酸盐类似的O-Ge四面体结构,同时具备稀土化合物和硅酸盐的物理化学性能与结构特征,受到国内外学者的广泛关注与研究。目前,镧系锗酸盐展现出较好的光学、电学、磁学以及铁电等物理化学性能,在相关领域有着较好的应用前景。文章综述了镧系锗酸盐合成方法及应用的研究现状,重点讨论了高温固相法、助熔剂法、水热合成法和络合法等制备方法,以及镧系锗酸盐在发光材料、光催化材料、固体电解质等领域的应用情况,同时对镧系锗酸盐制备技术的发展趋势和未来的应用领域进行了展望。
    多孔竹炭负载SnO2的制备及其电化学性能研究
    吴洪, 陈前林, 李翠芹
    2021, 40(11):  3740-3749. 
    摘要 ( 22 )   PDF (14857KB) ( 11 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    多孔竹炭为无定形碳,具有丰富的孔结构,孔径分布在1~6 nm之间,且具有较大的孔体积(1.21 cm3/g)。本文以多孔竹炭为载体,采用溶胶-凝胶法制得B2O3-SnO2/C复合材料。SEM和TEM结果显示SnO2和B2O3均匀分布在多孔竹炭表面。多孔竹炭和B2O3有效缓冲SnO2可逆反应的体积变化,提高SnO2的循环稳定性。将B2O3-SnO2/C复合材料作为负极组装成锂离子半电池,进行电化学性能测试,在1 C(1 C=372 mA/g)倍率下充放电循环200次结束后仍然保留649.9 mAh/g的放电比容量,放电比容量保留率为58.6%。B2O3-SnO2/C复合材料充放电过程受扩散和电容两种行为控制,电容控制的贡献率随着扫描速率的增大而增大。
    铋及钴掺杂TiO2陶瓷负载膜的制备及光催化性能
    田清泉, 李沛莹, 曹攀婷, 余强霞
    2021, 40(11):  3750-3755. 
    摘要 ( 24 )   PDF (8628KB) ( 13 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以钛酸四丁酯为钛源,Bi(NO3)3·5H2O为铋源,Co(NO3)2·6H2O为钴源,采用溶胶-凝胶法在陶瓷基片上分别制备了应用于固定式光催化反应器的Bi-TiO2复合膜及Co-TiO2复合膜。研究了涂膜方式及煅烧升温速率对膜表面形态的影响,并以甲基橙溶液为目标降解物,对比了旋涂法及浸渍提拉法制备的薄膜在不同升温速率下的光催化活性。通过热分析仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试手段分析了掺杂薄膜的结构。结果表明,采用旋涂法制备的薄膜与陶瓷基体结合较为紧密,而浸渍提拉法制备的薄膜催化活性较高。当煅烧温度为500 ℃,升温速率为10 ℃/min时,其对甲基橙的降解率较高。当摩尔比为0.010时Bi-TiO2复合膜的催化活性较佳,100 min光降解甲基橙比率达到8.10%。钴或铋掺杂TiO2均可提高TiO2催化剂的光催化活性,Bi-TiO2膜的催化活性优于Co-TiO2膜。
    硝酸对AlOOH溶胶流变特性的影响
    张湘泰, 段宁, 陆成龙, 张银凤, 李崇瑞
    2021, 40(11):  3756-3761. 
    摘要 ( 23 )   PDF (3520KB) ( 13 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为控制氧化铝陶瓷膜制备中的涂膜工艺,以异丙醇铝为原料,硝酸为胶溶剂,制备了AlOOH溶胶。通过旋转流变仪、Zeta电位分析仪等表征手段,研究了硝酸用量对AlOOH溶胶流变特性的影响。结果表明,硝酸与异丙醇铝摩尔比R(n(HNO3):n(Al(C3H7O3)3))为0.3~0.6时,AlOOH溶胶表现出假塑性流体特征。通过Herschel-Bulkley模型拟合流变测试数据得到的流动指数随着R的增大而减小,稠度系数随之增大;振幅扫描中储能模量(G′)与损耗模量(G″)均随着R增大而上升;频率扫描中G′与G″的交点随着R的增大而逐渐靠近低频。随着R的增大,AlOOH溶胶假塑性增强,稠度增大,弹性与黏性均上升,更易转变为凝胶。当R≥0.7时已经转化为凝胶,不再符合流体规律。Zeta电位的高低影响AlOOH溶胶的分散性,进而影响上述现象。
    SrFe0.6Co0.4O3催化降解孔雀石绿的研究
    李家飞, 徐凯, 张永明, 潘莉莎
    2021, 40(11):  3762-3768. 
    摘要 ( 15 )   PDF (5152KB) ( 4 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    具有复杂分子结构的三苯甲烷类染料孔雀石绿是一种典型的较难降解染料,是工业废水处理的难点之一。本文根据Goldschmidt半径容差规则法,设计了用于孔雀石绿降解的ABO3型SrFe(1-x)CoxO3催化剂,并选择出活性较高的SrFe0.6Co0.4O3催化剂。通过XRD、SEM、BET吸附及XPS分析表明:该催化剂是纯净钙钛矿结构,颗粒形貌为无规则堆叠的“蜂窝”片状;吸附等温线没有明显的回滞环,说明没有“墨水瓶”类孔结构;XPS谱中,B位离子同时存在Fe2+/Fe3+和Co2+/Co3+ 4种价态离子,且反应前后,4种离子的分布比例有较大变化。根据实验结果,推测该催化反应机理为:催化剂B位Co3+与溶解氧形成活性氧[O2]+和Co2+;活性氧[O2]+完成氧化反应后其正电荷转移到B位Fe2+上形成Fe3+,Fe3+的正电荷可再转移到Co2+形成Co3+,完成催化过程的电荷转移与循环。
    La(H2O)3+10在蒙脱石(001)表面吸附的密度泛函计算
    姚小辉, 黄李金鸿, 黄万抚, 曾祥荣, 黄彪林, 包亚晴
    2021, 40(11):  3769-3776. 
    摘要 ( 18 )   PDF (5022KB) ( 10 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为研究蒙脱石(001)面与水合稀土离子La(H2O)3+10的相互作用对La(H2O)3+10在蒙脱石表面吸附的影响,分别计算了蒙脱石Na-(001)面(存在钠离子的面)和None-(001)面(不存在钠离子的面)与La(H2O)3+10相互作用的吸附能,距离最近的各原子的分态密度、电子转移以及作用强度。结果表明,存在Na离子的Na-(001)面吸附能更大,La(H2O)3+10在Na-(001)表面能更稳定的吸附。La(H2O)3+10的Ow(水合水分子中的氧原子)和Na-(001)表面的Na、None-(001)表面Of(表层暴露出来的氧原子)和La(H2O)3+10的Hw(水合水分子中的氢原子) 存在一定的相互作用,La 原子转移到Na-(001)表面的电荷(0.44 e)大于None-(001)表面(0.16 e)。Na—Ow作用强度大于Of—Hw,La(H2O)3+10在蒙脱石Na-(001)面的吸附强度比在None-(001)面更强,可推断层间Na离子增强了La(H2O)3+10在蒙脱石(001)表面的吸附强度。
    金属铝粉和纳米Al2O3粉对陶瓷结合剂性能的影响
    李君君, 王云峰, 张爱菊, 李子成, 庞同军, 李志宏
    2021, 40(11):  3777-3783. 
    摘要 ( 21 )   PDF (5354KB) ( 8 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    将金属铝粉、纳米Al2O3粉引入基础陶瓷结合剂,通过红外光谱分析陶瓷结合剂玻璃结构,X射线衍射表征其物相变化,并测试其耐火度,利用扫描电镜分析陶瓷结合剂立方氮化硼(CBN)复合材料的微观结构,并测试抗折强度,系统分析了金属铝粉、纳米Al2O3粉的单掺及复掺对陶瓷结合剂性能的影响。结果表明,金属铝粉使陶瓷结合剂耐火度升高,玻璃结构没有明显改变,部分铝粉转变为Al2O3,添加金属铝粉的陶瓷结合剂CBN复合材料抗折强度随烧结温度升高而提高。纳米Al2O3粉使陶瓷结合剂耐火度降低,呈玻璃相,但有少量Al2SiO5晶体和LixAlxSi3-xO6晶体析出,添加纳米Al2O3粉的陶瓷结合剂CBN复合材料烧结温度720 ℃时出现较高抗折强度,达93.7 MPa。金属铝粉和纳米Al2O3粉的复掺有利于玻璃网络结构的键合,陶瓷结合剂以玻璃相为主,也有少量晶体析出,二者复掺对提高陶瓷结合剂CBN复合材料抗折强度更有优势,但烧结温度也相应升高,烧结温度740 ℃时抗折强度达最高值,为97.4 MPa。
    玻璃
    超低膨胀微晶玻璃中飞秒激光直写波导探索
    李子煌, 高运周, 范仕刚, 顾少轩, 陶海征
    2021, 40(11):  3784-3790. 
    摘要 ( 30 )   PDF (12264KB) ( 10 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用飞秒激光直写显微加工方法,基于优化的激光参数,在超低膨胀微晶玻璃中制备了插入损耗为4.94 dB的单线型波导。利用拉曼散射光谱仪、X射线衍射仪和分光光度计对激光辐照前后微晶玻璃的结构及透过率进行了表征,利用扫描电镜和能谱仪表征了样品的截面形貌及元素分布,基于2%(质量分数)HF稀溶液腐蚀试验,对样品的抗化学腐蚀能力进行了表征,利用X射线光电子能谱仪对样品中锆离子和钛离子的价态进行了表征。结果表明,微晶玻璃经激光辐照后抗化学腐蚀性能下降,透过光谱中出现了微小但不可忽略的吸收带。结合X射线光电子能谱分析,证实这些现象是由微晶玻璃中Zr4+或Ti4+受激光辐照还原为具有更高化学活性的低价亚稳Zr3+或Ti3+造成的。
    Co2+掺杂ZnO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的制备及光学性能
    张涛, 侯铮铮, 荆涛, 栗晟, 郭延兴, 焦志伟
    2021, 40(11):  3791-3798. 
    摘要 ( 26 )   PDF (2899KB) ( 14 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文采用熔融法和热处理制备了Co2+掺杂的ZnO-MgO-Al2O3-SiO2(ZMAS)系透明微晶玻璃,基于X射线衍射的结果确定了微晶玻璃的主要晶相为ZnAl2O4/MgAl2O4,并且随着晶化处理时间的增加,微晶玻璃的物相构成没有发生明显变化,尖晶石相的结晶度和平均晶粒尺寸呈现先增大后减小的趋势。吸收光谱和发射光谱的结果表明Co2+进入了尖晶石相ZnAl2O4/MgAl2O4中,并取代了四面体位置(Td)的Zn2+或Mg2+。随着晶化处理时间的增加,样品的吸收光谱强度和发射光谱强度均呈现先升高后降低的趋势,这与X射线衍射结果的变化趋势一致,说明可以通过控制微晶玻璃的结晶度来调控光学性能,这对制备性能优良的微晶玻璃材料具有一定的指导意义。对比了采用不同价态Co的氧化物原料制备的微晶玻璃,结果表明无论是掺杂CoO还是Co2O3,微晶玻璃尖晶石相中的Co元素均以Co2+形式存在。此外,将所制备的微晶玻璃材料在1 540 nm处的基态吸收截面(σgas)同Co掺杂的其他基体材料进行了对比,发现它有望作为可饱和吸收体应用于调Q激光器中。
    复合澄清剂在TFT基板玻璃熔制过程中的作用机理
    黄依平, 舒众众, 曹志强, 张晓东, 张冲, 金良茂, 沈玉国
    2021, 40(11):  3799-3806. 
    摘要 ( 25 )   PDF (3686KB) ( 15 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对当前薄膜晶体管(TFT)基板玻璃熔制过程中澄清剂作用机理认识不足的问题,采用模拟TFT基板玻璃浮法熔制工艺与高温熔融动态观察相结合的方式,研究了SnO2、CaSO4、NaCl等单一和复合澄清剂在熔制过程中的适用温度、澄清效果等,对基板玻璃热学性能、玻璃块体中Na+含量与NaCl澄清剂使用量的关系进行探讨。结果表明:SnO2单一澄清剂的适宜用量为0.10%(质量分数);复合澄清剂中0.10%(质量分数)SnO2+0.35%(质量分数)CaSO4形成的梯度澄清效果最佳;复合澄清剂SnO2+NaCl构成协同澄清,澄清效果随NaCl用量的增加而提高,但NaCl澄清剂的使用量应不高于0.076 3%(质量分数),以满足基板玻璃对残留碱金属离子含量的严格要求。以上研究成果对改善TFT基板玻璃熔制质量和产品品质具有重要的参考意义,有利于相关工业化生产降本增效。
    碱金属氧化物对低介电封接玻璃结构与性能的影响研究
    李金威, 王巍巍, 仲召进, 王萍萍, 石丽芬, 官敏, 于涛, 曹欣
    2021, 40(11):  3807-3812. 
    摘要 ( 34 )   PDF (1903KB) ( 28 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    玻璃由于优异的电学性能在电子封接领域的应用越来越广泛。本文以硼铝硅酸盐玻璃为基础玻璃体系,采用高温熔融法制备了低介电封接玻璃。通过拉曼光谱、热膨胀系数测定仪、密度计、弯曲梁低温测试仪、精密阻抗分析仪等对样品性能进行表征,研究了碱金属氧化物对低介电玻璃的结构与性能的影响。研究结果表明:碱金属氧化物R2O总量保持不变,随着Li2O取代量的增加,玻璃结构中[BO3]含量先降低后增加,同时[AlO4]增加、[AlO6]降低;玻璃的热膨胀系数先降低后升高,密度变化趋势与之相反,且均在LN-3(Na2O与Li2O质量比为1.0:1.0)组出现极值;特征温度先升高后降低,最后Na2O被完全取代后呈现再次升高的趋势;玻璃介电常数和介电损耗先降低后升高,且混合碱金属玻璃的介电常数和介电损耗均低于单一碱金属玻璃。
    混合碱效应对Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃结构和热膨胀性能的影响
    曾麟, 黄守佳, 林鸿剑, 赵会峰, 姜宏, 马艳平
    2021, 40(11):  3813-3821. 
    摘要 ( 30 )   PDF (4416KB) ( 16 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文用传统高温熔融法熔制Li2O-Al2O3-SiO2系高铝玻璃,改变碱金属氧化物n(Li2O)/n(Na2O)的摩尔比,运用阿基米德排水法、热膨胀仪、DSC、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱等测试手段和仪器,探究了混合碱金属效应对Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃结构和热膨胀性能的影响。结果显示:随着n(Li2O)/n(Na2O)比例增大,混合碱金属效应对Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃的密度和热膨胀系数的影响一致,表现为先增大后减小,当R=0.25(R=n(Li2O)/[n(Li2O)+n(Na2O)],摩尔比)时,出现极值,此时密度达到最大2.447 4 g/cm3,热膨胀系数达到最大7.811 7×10-6/℃;对玻璃特征温度的影响随着温度的升高而逐渐减弱至消失;对玻璃的析晶能力有一定的提升作用;对玻璃三维骨架结构中的硅氧四面体Qn的影响也各不相同。
    钢化真空玻璃球形支撑的玻璃压痕应力场理论及分析
    蔺海晓, 刘志红, 岳高伟
    2021, 40(11):  3822-3828. 
    摘要 ( 21 )   PDF (8089KB) ( 20 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对钢化真空玻璃球形支撑物对玻璃压痕的应力场分布问题,采用接触力学,对Hertzian压痕方程进行了修正,推导了三维应力场方程,同时,对完全发展的锥形裂纹的应力强度因子进行了数值求解。结果表明,在球体与玻璃接触区域内,所有的主应力都是压应力,主应力σ1导致了裂纹的萌生,而主应力σ2形成了环形裂纹。与玻璃表面正交的最小主应力从接触边缘向外偏离,形成的近似平行的曲线即为锥形裂纹的形状,而最大拉应力总是垂直于这些曲线。因此,在最大主拉应力的作用下,球体加载后裂纹遵循最小主应力的轨迹。裂纹尖端的应力强度因子决定了断裂韧性,随着裂纹的扩展,应力强度因子减小,在离表面一定距离后,应力强度因子达到临界值,裂纹停止。不同压痕载荷下的归一化应力强度因子是一组具有相似形状的曲线。
    道路材料
    沥青路面水性丙烯酸热反射涂层优化设计与路用性能
    申爱琴, 孔涛, 郭寅川, 钱谣, 李鹏
    2021, 40(11):  3829-3836. 
    摘要 ( 12 )   PDF (5406KB) ( 5 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为降低沥青路面温度,缓解城市热岛效应,选用水性丙烯酸乳液作为基料,通过正交试验确定涂料最佳质量配合比,制备一种新型环保水性丙烯酸热反射涂层。利用室内降温装置测试涂刷量和温度对降温效果的影响,分析降温效果的相关性,并评价涂层的抗滑性能与粘附性能。结果表明,涂料最佳质量配合比为:水性丙烯酸乳液固含量为47%,金红石型钛白粉掺量为14%,石英粉掺量为7%,空心玻璃微珠掺量为3%(以上均为质量分数)。降温效果在一定范围随涂刷量的增大而增大,但到达一定程度后降温效果趋于平稳,推荐涂料最佳用量为1.0 kg/m2。涂层降温效果随温度的升高而增大,室内外降温效果的相关性极强。随着涂刷量的增大,抗滑性能不断降低,添加防滑颗粒能有效提高抗滑性能,且对降温效果几乎没有影响。粘附性能随涂刷量的增大而增大,试件打磨后粘附性能更强。
    新旧沥青融合程度对热再生沥青混合料性能影响
    郝培文, 李洪祥, 崔鹰翔, 徐金枝
    2021, 40(11):  3837-3846. 
    摘要 ( 22 )   PDF (2565KB) ( 11 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    沥青混合料热再生过程中新旧沥青融合程度对其混合料的性能影响显著,目前我国热再生沥青混合料进行配合比设计时并未考虑新旧沥青的融合问题。为探究新旧沥青融合程度对热再生沥青混合料工作性能及配合比设计的影响,在质量分数为20%、30%、40%、50%废旧沥青路面回收材料(RAP)掺量下,对常规拌和方式及模拟新旧沥青100%融合拌和方式制备的热再生沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性以及抗反射开裂性能展开系统地对比研究,在建立两种拌制方式下路用性能差异与RAP掺量之间关系的基础上,确定了需要考虑融合程度的界限RAP掺量。结果表明:随着RAP掺量增大,混合料的高温性能增强,低温性能、水稳定性以及抗反射开裂性能降低;与常规拌和方式相比,新旧沥青100%融合条件下拌制混合料的低温性能、水稳定性以及抗反射开裂性能更优,高温性能较差;两种混合料之间高温性能差异、低温性能差异以及水稳定性差异随RAP掺量的增加逐渐增大,抗反射开裂性能差异无显著变化;以性能差异平均增长率所对应的RAP掺量为界限掺量,提出当RAP掺量大于30%时,热再生混合料设计中应考虑新旧沥青融合程度的影响。
    基于动水冲刷试验的温拌高黏沥青混合料水稳定性研究
    黄维蓉, 王娇, 杨玉柱, 熊柯霖
    2021, 40(11):  3847-3853. 
    摘要 ( 19 )   PDF (3267KB) ( 9 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    本文对排水沥青路面水稳定性进行研究,通过浸水马歇尔稳定度试验、肯塔堡飞散试验和冻融劈裂试验对比分析高黏沥青和两种温拌高黏沥青混合料的水稳定性,并引入高精度河流动力学水槽试验系统,设计冻融循环-动水冲刷-劈裂耦合试验,研究温拌高黏沥青混合料的水稳定性,在不同冲刷高度、冲刷速度和冲刷时间下对三种OGFC-13型高黏沥青混合料的质量损失率和劈裂强度比进行研究。试验结果表明:高黏沥青混合料残留稳定度有超100%的现象,三种沥青混合料浸水飞散损失量均在11%以下,且冻融劈裂强度比在95%以上,试验结果无明显差异,现行试验方法无法有效评价温拌高黏沥青混合料的水稳定性;冻融循环-动水冲刷-劈裂耦合试验中,冲刷速度和时间对高黏沥青混合料水稳定性影响最大,冲刷3 d后质量损失率可达4%,经30 L/s的速度冲刷后,高黏沥青混合料的质量损失率超过5%,劈裂强度比降至85%以下;温拌高黏沥青混合料的水稳定性可采用冻融循环-动水冲刷-劈裂耦合试验进行评价。
    季冻区粉煤灰加固路基土力学性能试验研究
    程卓, 崔高航, 高原昊, 刚浩航, 高泽宁, 杨政, 张鑫
    2021, 40(11):  3854-3864. 
    摘要 ( 13 )   PDF (9037KB) ( 5 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为探究冻融循环作用对粉煤灰加固路基土力学性能影响,对冻融循环次数、含水率、粉煤灰掺量不同的盐渍土开展无侧限抗压试验和三轴剪切试验,研究冻融循环后土体的应力-应变曲线、无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角的变化情况。使用Design-Expert 8.0软件,研究冻融循环次数、粉煤灰掺量、含水率及各因素交互作用对盐渍土力学性质影响的显著性程度。结果表明:多次冻融循环后,盐渍土无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均有下降,经历1~7次冻融循环时,土体各力学参数下降速率较快;随着粉煤灰掺量的增加,盐渍土的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度和抗剪强度呈现出先升高后下降的变化趋势。基于显著性分析理论,冻融循环次数与含水率的交互作用对盐渍土无侧限抗压强度和黏聚力的影响较为显著,粉煤灰掺量与冻融循环次数的交互作用仅对无侧限抗压强度影响较为显著。为提高路基土强度及抗冻融的能力,加快粉煤灰综合利用进度,根据软件和公式模拟结果,推荐在路基土中依据质量比掺加15%粉煤灰,并将经历7次冻融循环后压实盐渍土的力学指标作为工程设计参考值。
    工业废料稳定路基土的无侧限抗压强度及环境影响评价
    赵卫琪, 方睿, 周浩, 李娜, 姜屏
    2021, 40(11):  3865-3875. 
    摘要 ( 23 )   PDF (8630KB) ( 30 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着社会的发展,道路工程建设规模日益庞大,常用的石灰、水泥等固化剂价格较高,然而电石渣、粉煤灰这两种工业废料应用于道路建设中,将很好地提高资源的回收再利用率,同时降低建设成本。本文研究了电石渣和粉煤灰固化土的最优配合比,并探讨了电石渣代替石灰用于固化土的可行性,另外,在电石渣-粉煤灰固化土中掺入聚丙烯纤维,探究了聚丙烯纤维的最优掺量。无侧限抗压试验结果表明,电石渣与粉煤灰的最优配比为1:1,聚丙烯纤维的最优掺量为0.6%(质量分数)。在此基础上探究了电石渣-粉煤灰固化土在雨淋条件下对环境的影响程度。pH试验结果表明,电石渣-粉煤灰固化土的pH值最大为12.28,其环境影响程度满足国家标准规范要求,可以在实际工程中得以应用。此研究为工业废料应用于道路基层提供了一定的借鉴意义。
    简讯
    2021年全国玻璃科学技术年会在广西北海盛大召开
    2021, 40(11):  3571-3571. 
    摘要 ( 13 )   PDF (4144KB) ( 6 )  
    相关文章 | 计量指标