周丽娜, 蔡颖, 马财龙, 罗玲

2023, 42(4): 1137-1147.

摘要 ( 264 )

PDF (5021KB) ( 244 )

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以氯离子为诱导的钢筋锈蚀是造成混凝土耐久性问题的主要原因,其本质是氯离子通过材料基体的多孔结构在水泥基材料中扩散,并逐步迁移到钢筋表面,发生不利的物理化学反应。水滑石即层状双金属氢氧化物(LDHs)是一种新型延缓钢筋锈蚀的外掺材料,具有独特的层状结构和离子交换性质,可在特定的介质溶液中将客体阴离子与层间阳离子进行交换,达到吸附氯离子、延长混凝土结构服役寿命的目的。本文介绍了水滑石的结构性质、制备方法及氯离子吸附机理,总结了不同类型水滑石的氯离子吸附能力及相关研究成果。研究结果表明:水滑石复合水泥基材料的氯离子吸附性能受LDHs材料制备工艺、水泥基材料中孔隙液pH值及氯离子浓度影响,高温焙烧处理的水滑石对氯离子吸附效果更好;当LDHs掺量控制在1%~3%(质量分数)时,有利于改善水泥基材料的抗氯离子渗透性能。

亚硝酸钙与富铝矿相协同调控碱矿渣氯离子固化能力研究

范小春, 汪阳, 高旭, 张宇, 袁波

2023, 42(4): 1148-1155.

摘要 ( 120 )

PDF (5802KB) ( 97 )

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胶凝材料的氯离子固化能力是影响海工混凝土结构服役寿命的关键影响因素。选用亚硝酸钙作为额外钙相,偏高岭土或纳米氧化铝作为额外铝相,探究了钙相和铝相对碱矿渣胶凝材料水化产物、氯离子固化能力和宏观性能的影响。结果表明:亚硝酸钙和铝相的掺入有效促进了胶凝材料的化学反应和氯离子固化能力,胶凝材料的固氯量相较对照组提高了11.5%~34.8%;体系中的m(Ca)/m(Al)值对氯离子固化能力有重要影响,m(Ca)/m(Al)值的降低导致AFm相、C-(A)-S-H凝胶等产物生成量增加;亚硝酸钙的掺量存在极值,若掺量过高会对材料强度造成不利影响,但纳米氧化铝的加入可在一定程度上弥补这一缺陷。

超细水泥-硅灰二元低pH注浆材料特性研究

赵卫全, 任增增, 张金接, 李勇辉, 张翔宇

2023, 42(4): 1156-1165.

摘要 ( 164 )

PDF (7402KB) ( 159 )

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采用简化磨碎溶出法测试了硅灰(SF)掺量为30%~50%(质量分数,下同)、水胶比为1.4的超细水泥(SC)注浆材料结石体在不同龄期的pH值,探讨SF掺量、SiO₂含量和C-S-H凝胶理论钙硅摩尔比对注浆材料pH值的影响,并测试了60%SC+40%SF低pH注浆材料的流变性能和力学性能,同时利用SEM、XRD、TG表征手段分析了结石体的水化产物和微观结构。结果表明,当SF掺量大于40%、SiO₂含量大于50%、C-S-H凝胶钙硅摩尔比小于0.8时,结石体pH值小于11.00。萘系减水剂(SP)能显著降低浆液的马氏漏斗黏度,SP适宜掺量为1.6%。宾汉姆模型能够很好地描述浆液流变性能。水胶比的提高对结石体抗压强度有不利影响,因此水胶比不宜超过1.6。由于SF具有火山灰效应和稀释效应,养护180 d后结石体内不存在Ca(OH)₂,其主要水化产物为低钙硅比的C-S-H凝胶和钙矾石。

硼酸对硫铝酸盐基复合胶凝材料性能的影响

王洪镇, 沈昊, 曹万智, 甘季中, 李文琦, 王海瑞, 褚文斌

2023, 42(4): 1166-1173.

摘要 ( 145 )

PDF (7507KB) ( 112 )

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本文研究了不同硼酸掺量下的硫铝酸盐基复合胶凝材料的标准稠度用水量和凝结时间及安定性,抗压、抗折强度变化规律,并利用 XRD和SEM测试方法对复合胶凝材料的水化机理进行分析。结果表明:硼酸的掺入不影响胶凝材料的安定性,但使标准稠度用水量增加,且标准稠度用水量与硼酸掺量成反比;硼酸掺量越大,初、终凝时间延长越明显;当硼酸掺量为0.20%(质量分数)时,硫铝酸盐水泥占比高的试验组早期强度提高,且后期强度不倒缩;硼酸可使钙矾石的形态更粗壮。掺加硼酸可使复合材料的干缩率降低,质量变化率呈下降趋势。

纤维表面改性对EGC力学性能的影响

陈娅, 万小梅, 崔允铮, 李辉

2023, 42(4): 1174-1182.

摘要 ( 119 )

PDF (4937KB) ( 94 )

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采用化学沉积法将合成的纳米SiO₂附着在聚乙烯醇(PVA)纤维和聚乙烯(PE)纤维表面,使用扫描电子显微镜(SEM)观测改性后纤维表面SiO₂的分布情况。通过抗压、抗折测试和单轴拉伸测试对比纤维表面改性前后工程地质聚合物复合材料(EGC)的强度和韧性,并通过单纤维拔出试验从细观力学角度验证宏观力学性能改变的原因。研究发现,经SiO₂疏水改性后的PVA纤维EGC试件抗压、抗折强度有所下降,经SiO₂亲水改性后的PE纤维EGC试件抗压、抗折强度得到提升。在单轴拉伸过程中,绝大多数EGC试件都表现出不同程度的拉伸应变硬化特性,且纤维经改性后这一特征更加明显。单纤维拔出试验结果显示,纤维表面改性EGC试件有更为明显的滑移硬化阶段,纤维-基体界面性能得到了改善。

梳状纳米二氧化硅分散液的制备及对水泥基材料性能的提升

梁锐, 孔森, 张琰, 刘佳龙

2023, 42(4): 1183-1193.

摘要 ( 122 )

PDF (8124KB) ( 94 )

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采用丙烯酸、聚氧化乙烯醚及硅烷偶联剂合成梳状结构的大分子主链,并接枝纳米SiO₂粒子为侧链,制备出纳米SiO₂的分散液(CNS)。通过优化参数组合,提出了合成的最佳工艺和配比。采用SEM和动态光散射表征CNS中纳米SiO₂形貌和粒径分布。探讨了掺CNS对水泥基材料水化热、凝结时间、孔结构、水化产物、混凝土力学性能和抗渗性能的影响。试验结果表明,掺CNS可明显提高水化放热速率,促进水泥的早期水化并加速水化产物的形成和沉淀,加快水化温升,同时缩短凝结时间。掺CNS对水化产物的影响表现为:在养护7 d时,促进生成C-S-H凝胶,降低了水化产物中氢氧化钙(CH)的含量;养护28 d时,加速了水化产物的形成,增加水化产物中CH的含量。宏观性能表现为混凝土的7、28 d抗压强度和抗渗性能提高。

冻融循环与硫酸盐侵蚀共同作用下再生混凝土的微观结构研究

齐晓, 肖前慧, 邱继生, 刘书林

2023, 42(4): 1194-1204.

摘要 ( 131 )

PDF (18502KB) ( 140 )

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采用快冻法,将再生骨料取代率为30%的混凝土分别置于3%Na₂SO₄、5%Na₂SO₄、10%Na₂SO₄(均为质量分数)溶液以及水中进行冻融循环试验,测试再生混凝土质量损失率、相对动弹性模量变化、抗压强度损失率,并利用电子显微镜、能谱仪和X射线衍射等方法分析再生混凝土损伤层的微观结构,以超声波平测法确定损伤层厚度,引入侵蚀系数对以损伤层厚度为评价指标的损伤度进行优化。结果表明,当冻融循环为0~200次、Na₂SO₄溶液浓度大于5%时,抗压强度侵蚀系数始终小于1,即Na₂SO₄溶液对再生混凝土宏观力学性能损伤的促进作用明显,而对微观结构损伤的抑制作用明显。在再生混凝土冻融循环初期,以冻融侵蚀为主;冻融循环后期,以硫酸盐化学侵蚀为主,再生混凝土经化学侵蚀后生成钙矾石和石膏等膨胀产物,并出现膨胀裂缝,在冻融循环作用下裂缝迅速扩展,损伤层厚度增加。以损伤层厚度为评价指标的损伤度经优化后准确性至少提高了26.33%。

再生砂混凝土毛细吸水特性研究

殷实, 李北星, 陈鹏博, 金德川

2023, 42(4): 1205-1216.

摘要 ( 112 )

PDF (9019KB) ( 97 )

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为了探明再生砂混凝土的毛细吸水特性,研究了再生砂掺量(0%、30%、50%、70%、100%,质量分数)、再生砂微粉含量(3%、7%、10%,质量分数)、水胶比(0.37、0.45、0.58)、矿物掺合料品种和掺量、再生砂预湿程度(0%、50%、100%)、硅烷浸渍处理等因素对再生砂混凝土抗压强度与毛细吸水性能的影响,分析了不同再生砂掺量的混凝土孔结构与毛细吸水系数的关系。结果表明:再生砂混凝土0~240 min和240~1 440 min两阶段的毛细吸水量皆与时间的平方根之间呈线性关系;随着再生砂掺量和微粉含量的增加,混凝土的毛细吸水系数逐渐增大,再生砂掺量超过50%时,会显著影响混凝土的毛细吸水性能和强度;通过降低水胶比、增大再生砂的预湿程度、掺入三元复合矿物掺合料(15%粉煤灰+15%矿渣粉+8%硅灰)以及对混凝土表面进行硅烷浸渍处理,均可以降低再生砂混凝土的毛细吸水系数。随着再生砂掺量的增加,混凝土的孔隙率和临界孔径增大,进而导致混凝土毛细吸水系数增加。

干湿循环下再生细骨料混凝土的氯离子渗透性能

陈春红, 俞江, 刘荣桂, 王磊, 刘惠, 伍金龙

2023, 42(4): 1217-1225.

摘要 ( 128 )

PDF (7577KB) ( 85 )

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考虑到天然砂的日益短缺和废弃混凝土造成的环境危机,采用不同取代率的再生细骨料(RFA)制备再生细骨料混凝土(RFAC),分析其在干湿循环下的性能演化规律,研究其抗氯离子侵蚀性能。结果表明:RFA的加入降低了混凝土的抗压强度,当RFA质量取代率为100%时,RFAC的28 d抗压强度是普通混凝土的77.0%;在干湿循环作用下,RFAC自由氯离子含量随着侵蚀深度的增加先增加后减小最后趋于稳定,并出现明显的氯离子对流区和扩散区,对流区深度约为5 mm,且随着干湿循环次数和RFA取代率的增加,对流区深度也不断增大;随着干湿循环次数增加,RFAC的孔隙率呈指数增大;在干湿循环作用下,RFA取代率高的混凝土孔隙率增大更明显,此为其抗氯离子侵蚀能力变差的原因。

油茶粕绿色发泡剂制备泡沫混凝土的试验研究

郭毅松, 刘乐冕, 陈剑锋

2023, 42(4): 1226-1232.

摘要 ( 82 )

PDF (10315KB) ( 78 )

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以天然植物组织油茶粕为原料,通过水提法制备绿色发泡剂,并采用物理发泡方式制备泡沫混凝土,研究混泡时间、水胶比和泡沫掺量对泡沫混凝土干密度、抗压强度及孔结构的影响。结果表明:绿色发泡剂泡沫稳定性高,可用于制备低密度泡沫混凝土,是一种优质的新型绿色发泡剂;当泡沫掺量为750 mL、混泡时间为180 s、水胶比为0.45时,所制备的A05密度等级泡沫混凝土的吸水率为45%,抗压强度为1.52 MPa,并且绿色发泡剂制备的泡沫混凝土孔径分布均匀,孔径小(最大气孔孔径d_max＜0.6 mm),气孔形态完整。

冻融环境下泡沫混凝土的单轴压缩特性

周程涛, 陈波, 高志涵

2023, 42(4): 1233-1241.

摘要 ( 93 )

PDF (5583KB) ( 75 )

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为了解冻融环境下泡沫混凝土的单轴压缩特性,分别对4种密度(500、600、800和1 000 kg/m³)的泡沫混凝土进行了变加载速率(10~100 N/s)的试验研究,并基于X-CT重构了冻融环境下泡沫混凝土的孔隙结构模型。在此基础上,研究了单轴压缩过程荷载-位移曲线的特征及其影响因素,并借助回归分析和灰关联理论分析了泡沫混凝土密度、冻融循环次数及加载速率与抗压强度的关联程度。结果表明:冻融循环后泡沫混凝土单轴压缩过程荷载-位移曲线的切线模量大幅减小,非线性特征加强;冻融循环后试件孔隙率增大,孔径分布离散化程度加强。冻融环境下泡沫混凝土抗压强度与密度等级之间始终保持指数关系,相关系数均在0.9以上;泡沫混凝土密度等级与抗压强度联系最为紧密,其次是冻融循环次数和加载速率,灰关联度均在0.65以上。

基于生命周期评价的UHPC碳排放控制潜力评估

丁超, 贾子杰, 王振华, 丁玉贤

2023, 42(4): 1242-1251.

摘要 ( 242 )

PDF (4469KB) ( 152 )

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近年来,超高性能混凝土(UHPC)得到了推广应用,但在UHPC生产过程中超量水泥消耗以及UHPC自身耐久性强、寿命长的特点,对UHPC的碳排放水平认识尚不清楚。因此,研究采用生命周期评价(LCA)方法构建了UHPC碳排放定量分析模型,对比分析钢-UHPC桥面板与常规钢-混桥面板结构在全生命周期内的碳排放。结果表明:虽然生产阶段UHPC的碳排放量约1 245.84 kg CO₂eq/m³,是普通混凝土的1.58倍,但从性能上来说,UHPC碳强度是普通混凝土的62.25%,是一种更绿色的建材;在整个生命周期内,与常规钢-混桥面板相比,钢-UHPC桥面板的年均碳排放量下降了35.76%,具有巨大的碳减排潜力,有助于基础设施的可持续性发展;钢-UHPC桥面板方案具有工程比选优势,经济性合理,同时其单位产值碳排放为0.89 t CO₂eq/万元,是常规钢-混桥面板的86.41%,具有更好的减碳效果。研究对结果的可靠性和碳减排措施进行了讨论,最后提出了有待进一步研究的内容。

两种养护制度下C100高强混凝土韧性对比试验研究

张虹宇, 郑玉龙, 陆春华

2023, 42(4): 1252-1259.

摘要 ( 90 )

PDF (5130KB) ( 74 )

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高强混凝土在服役期间易遭受冲击破坏,有必要配制出强度和抗冲击性能有一定保证的高性能混凝土。本文借助常压和高压养护工艺,设计出C100高强混凝土,并从宏观和微观两个层面对其韧性差异规律与机理进行探讨。结果表明:28 d龄期内,两种养护制度下混凝土抗压强度相差较小,但劈裂抗拉强度、抗折强度相差较大;高压养护混凝土的韧性要优于常压养护混凝土,其拉压比、折压比、初裂冲击耗能平均值分别为常压养护混凝土的1.37倍、1.21倍和1.24倍。与常压养护混凝土相比,高压养护混凝土内部掺合料反应随龄期发展更为充分,水化硅酸钙(C-S-H)呈絮凝状,从而更易填充孔隙、裂缝等内部薄弱区;高压养护混凝土水化产物中无板状Ca(OH)₂,C-S-H能有效发挥桥接作用。此次配制的高压养护混凝土具有更优的韧性。

混杂纤维混凝土高温后性能劣化分析与强度预测

张劲竹, 刘华新, 王家贺, 柳根金, 王学志

2023, 42(4): 1260-1269.

摘要 ( 94 )

PDF (16237KB) ( 85 )

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为研究高温对混杂纤维混凝土(HFRC)残余强度与微观结构演变规律的影响,测试了HFRC在不同温度作用后的基本力学性能,借助扫描电子显微镜研究了纤维-水泥浆体界面的微观结构,并利用BP神经网络对HFRC在不同温度作用后的抗压强度进行了预测。结果表明:纤维的混杂效应显著改善了混凝土的耐高温性能,高温后HFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度均高于素混凝土;当纤维素纤维和玄武岩纤维体积掺量均为0.15%时,HFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度均达到最大值;HFRC内部结构密实,玄武岩纤维填充在孔隙处且与基体的黏结较好,有效抑制了裂缝的扩展;基于神经网络的预测数据与试验数据吻合,BP神经网络较好地预测了高温后HFRC的抗压强度。

基于正交试验的EPS轻型混凝土配合比设计及性能研究

曹军平, 朱健, 高镇

2023, 42(4): 1270-1281.

摘要 ( 99 )

PDF (21191KB) ( 90 )

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保温性能和抗冻性能对衡量功能一体化材料耐久性,以及促进绿色节能、减排具有重要影响。借助正交试验方法,以聚苯乙烯(EPS)掺量、水胶比、聚甲醛(POM)纤维掺量为影响因素,开展EPS轻型混凝土的力学性能、保温性能及抗冻性能试验,并对试验结果进行极差分析和AHP-CRITIC混合加权分析,得到综合性能最佳的EPS轻型混凝土基础配合比。结果表明:EPS掺量对EPS轻型混凝土力学性能影响最大,POM纤维能显著提高EPS轻型混凝土的抗拉强度,水胶比对EPS轻型混凝土力学性能影响最小;当EPS掺量为35%(体积分数)、POM纤维掺量为0.9%(质量分数)、水胶比为0.21时,EPS轻型混凝土的力学性能最优;在冻融循环下,EPS轻型混凝土冻融损伤满足二参数Weibull分布模型,该模型能较好地反映EPS轻型混凝土冻融损伤变化规律。

不同产地防中子辐射蛇纹石骨料混凝土比选

石建军, 许新春, 张志恒, 禹博, 钟海峰, 杨昭, 周铭, 李景阳

2023, 42(4): 1282-1290.

摘要 ( 115 )

PDF (14956KB) ( 72 )

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选取湖北蕲春、江西弋阳、陕西汉中三个产地蛇纹石骨料(以下简称湖北、江西、陕西蛇纹石骨料),通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)对蛇纹石骨料防中子辐射性能和在高温下的结构稳定性进行了研究。结果表明:湖北、江西、陕西蛇纹石骨料结晶水含量分别为6.89%、12.55%、12.50%(质量分数),其中江西和陕西蛇纹石骨料结晶水含量高,对防中子辐射更有利;粒径为(10,16]和(16,20] mm的湖北蛇纹石骨料在500 ℃时出现热爆裂行为,其热重损失值分别为12.62%、24.72%。由于陕西蛇纹石骨料含有水镁石,在温度为300~500 ℃时水镁石热分解脱水,使骨料在500 ℃热重损失值达到2.75%~4.04%;江西蛇纹石骨料在500 ℃时热重损失值最大为2.26%,且无热爆裂行为和无水镁石的影响,其高温结构稳定性较好,是三个产地中性能最佳的蛇纹石骨料。本文提出的不同粒径蛇纹石骨料高温下结构稳定性的测试方法,对推进国产蛇纹石骨料在核电反应堆、散裂中子源、核聚变材料辐照设施中的可维护测试单元等防中子辐射混凝土工程应用中具有一定指导意义。

碳化对环氧树脂与混凝土界面黏结性能影响的分子模拟研究

姜晓丹, 孙梦琪, 刘昂, 王攀, 侯东帅

2023, 42(4): 1291-1297.

摘要 ( 93 )

PDF (7827KB) ( 77 )

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环氧树脂与混凝土的界面黏结性能是影响纤维增强聚合物加固混凝土结构效果的关键因素之一,而混凝土的碳化作用又会影响环氧树脂与混凝土的界面黏结性能。本文以分子动力学为依托,探究碳化对环氧树脂与混凝土界面黏结性能的影响。结果表明,碳化的存在能提升环氧树脂与混凝土的界面黏结性能,使环氧树脂的分布更加靠近混凝土表面,环氧树脂与基底的相互作用能更高。静态结构分析表明,环氧树脂与混凝土基底主要是以钙氧键和氢键连接,在碳酸钙表面化学键的连接数目更多且化学键强度更高。动态分析发现,水化硅酸钙表面受较少离子对和氢键束缚,环氧树脂能自由移动,不利于强界面黏结性能的产生。

界面过渡区与骨料特征对混凝土强度及变形影响的数值模拟研究

汪凯, 燕远岭, 赵哲, 张杯, 李致坤

2023, 42(4): 1298-1308.

摘要 ( 104 )

PDF (14006KB) ( 98 )

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界面过渡区是混凝土结构中力学性能最薄弱的区域,其强度直接影响混凝土的力学性质,骨料强度及均匀性同样是混凝土结构设计需重点关注的参数。本文基于离散元方法,研究了骨料强度、界面过渡区强度、骨料均匀性及尺寸对混凝土强度及变形的影响规律。结果表明:骨料破碎为试样内部微裂纹的扩展与合并提供了新的路径,大量网状裂隙面的形成加速了试样的破坏;试样的峰值强度及弹性模量随界面过渡区强度的增加呈线性增加趋势,界面过渡区强度的增加可减小试样的径向变形,随界面过渡区强度提高,混凝土应力应变曲线的峰后段逐渐由韧性向脆性转变;骨料强度对峰值强度影响较小,对弹性模量几乎没有影响。骨料均匀性好的试样的径向变形小于均匀性差的试样,试样的峰值强度及弹性模量随骨料尺寸增加而增加,但是增加幅度远低于界面强度对峰值强度带来的提升。

煅烧温度对低品位黏土物相和结构的影响

孙悦, 刘小青, 何峰, 邓玉华, 李润国, 张超, 郑现明, 谢峻林

2023, 42(4): 1309-1314.

摘要 ( 95 )

PDF (3229KB) ( 86 )

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利用DSC-TG、XRD、IR、Raman和NMR等测试手段,研究了不同煅烧温度(650、700、750、800、850 ℃)下低品位黏土物相和结构的变化。结果表明:低品位黏土主要由高结晶度的石英组成,并含有少量晶化程度较低的多硅白云母、高岭石、伊利石、方解石、黄铁矿和微斜长石。650~850 ℃高温煅烧后,高岭石和伊利石分解为非晶的SiO₂和Al₂O₃,部分石英转变为无定形的SiO₂;低品位黏土矿物中的吸附水和结构水分解,铝氧八面体逐渐转变为铝氧四面体,石英中Si—O—Si的近程有序结构也受到了一定程度的破坏。

热活化煤矸石粉对基体-骨料界面过渡区性能的影响

胡彪, 李先海, 晏祥政, 赵永庆

2023, 42(4): 1315-1322.

摘要 ( 89 )

PDF (14709KB) ( 82 )

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煤矸石是煤炭工业产生的固体废弃物,持续产生及长期堆存会对环境产生一定影响,亟需开展资源化利用研究。以贵州黔西市煤矸石为研究对象,以粗粒级煤矸石为骨料,热活化后细粒级煤矸石为矿物掺合料,采用微机控制抗压抗折试验机、显微硬度仪、扫描电子显微镜研究热活化煤矸石粉对基体-骨料界面过渡区性能的影响。结果表明:随着热活化煤矸石粉掺量的增加,胶砂试块的抗折强度和抗压强度均先升高后降低,质量分数为2.5%的热活化煤矸石粉对胶砂试块力学性能具有提升作用,能够减小界面过渡区宽度,提高界面过渡区显微硬度,同时密实界面结构;随着热活化煤矸石粉掺量进一步增加,界面过渡区宽度反而增大,微孔数量和尺寸也增加,部分胶凝物质呈团状附着在煤矸石骨料表面,进而对胶砂力学性能产生不利影响。

循环流化床燃煤固硫灰的CBR特性及膨胀机理研究

王杰, 王勇, 王宇强, 王彩萍, 叶圣茂, 高鹏

2023, 42(4): 1323-1332.

摘要 ( 134 )

PDF (9236KB) ( 81 )

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循环流化床燃煤固硫灰(CFB飞灰)加水自硬,能够形成强度较高的固结体,具备做路基的潜质,但CFB飞灰中的f-CaO和Ⅱ-CaSO₄水化生成钙矾石和二水石膏体积膨胀,可能会对路基体积稳定性产生影响。因此本文研究了标准养护时间、CFB飞灰的硫钙含量、压实度对CFB飞灰固结体加州承载比(CBR)值、吸水率和CBR膨胀率的影响规律及CFB飞灰在干硬性体系下的膨胀机理。结果表明:CFB飞灰固结体的膨胀主要来源于CFB飞灰的吸水膨胀和水化膨胀;标准养护时间越长,固结体CBR值越大,吸水率和膨胀率越低,标准养护7 d时CBR值、吸水率趋向于稳定,膨胀率不再变化;CFB飞灰的硫钙含量越高,固结体CBR值越大,膨胀稳定时间越长,稳定后的膨胀率越高,吸水率越低;压实度增大,固结体孔隙率降低、密实度增加,CBR值逐渐增大,吸水率降低,对膨胀的约束作用增强,膨胀率逐渐降低。

电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制

安赛, 王宝民, 陈文秀, 赵庆新

2023, 42(4): 1333-1343.

摘要 ( 165 )

PDF (14256KB) ( 158 )

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为探究矿渣、粉煤灰及电石渣的资源化利用,以电石渣作为碱激发剂,研究了矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的水化产物组成及强度特征。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重-差示扫描热(TG-DSC)、扫描电子显微镜及能谱(SEM-EDS)等微观测试技术,分析了复合胶凝材料的晶体结构、热化学性质以及微观形貌等特性,研究了电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制。结果表明:电石渣作为碱激发剂时能为矿渣-粉煤灰复合胶凝材料提供初始水化所需要的强碱环境,驱动矿渣和粉煤灰发生水化反应。随着矿渣掺量的增加,复合胶凝材料的强度发展呈先增加后减小的变化趋势,在粉煤灰与矿渣掺量质量配比为4∶6、外掺电石渣质量分数为4%时,复合材料浆体经4 d常温养护+32 h高温蒸汽养护后抗压强度达到25.9 MPa;矿渣-粉煤灰复合胶凝体系中水化产物分布不均,主要组成为水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硅铝酸钙等凝胶。电石渣作为矿渣-粉煤灰体系的碱激发剂使用时效果良好。

纳米硅粉改良碱渣-矿渣固化淤泥的抗硫酸镁侵蚀性能

何俊, 管家贤, 吕晓龙, 张驰

2023, 42(4): 1344-1352.

摘要 ( 78 )

PDF (3579KB) ( 65 )

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利用纳米硅粉对碱渣-矿渣固化淤泥抗硫酸镁侵蚀性能进行改良,对MgSO₄溶液浸泡后的固化淤泥试样开展无侧限抗压强度、核磁共振和X射线衍射试验,研究硅粉掺量、养护龄期、浸泡时间对固化淤泥强度的影响规律及其微观机理。研究表明:在标准养护条件下,当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥试样的孔隙体积最小,无侧限抗压强度最大,生成水化铝酸钙等产物。在MgSO₄侵蚀环境下,标准养护7 d试样具有很好的抗侵蚀能力,当硅粉掺量为3%(质量分数)时固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力最好,无侧限抗压强度随浸泡时间的增加而增大;标准养护28和60 d时,固化淤泥抗MgSO₄侵蚀能力减弱。建立了固化淤泥无侧限抗压强度与硅粉掺量及浸泡时间的关系式,预测了最危险条件和最低强度。适量的纳米硅粉可增加固化淤泥中水化速度和程度,减少钙矾石的生成量及其不利影响,达到提高碱渣固化淤泥抗MgSO₄侵蚀性能的目的。

碱激发粉煤灰-矿渣-电石渣基地聚物的制备及强度机理

刘扬, 陈湘, 王柏文, 鲁乃唯, 肖欣欣, 罗冬

2023, 42(4): 1353-1362.

摘要 ( 222 )

PDF (14961KB) ( 175 )

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以粉煤灰、矿渣、电石渣为前驱体,采用氢氧化钠-水玻璃混合激发剂,将两者混合制备地聚物。考察前驱体配比和激发剂参数对粉煤灰-矿渣-电石渣基地聚物抗压强度的影响,通过压汞测试(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)等对材料微观结构进行研究。结果表明:地聚物抗压强度随电石渣取代粉煤灰量、液固比和激发剂模数的增加先增大后减小,当电石渣取代矿渣量减少或激发剂浓度增加时,抗压强度不断上升;地聚物的总孔隙率和大孔占比总体与抗压强度呈负相关,强度越高的地聚物微观结构越致密。试验得出的地聚物最优配比为粉煤灰、矿渣、电石渣质量比为32∶15∶3,液固比为0.55,激发剂浓度为30%(质量分数),激发剂模数为1.2,对应的28 d抗压强度为77.83 MPa。

电解锰渣-生活垃圾焚烧底渣协同制备路面基层材料试验研究

张先伟, 高永红, 王平, 李江山, 刘世宇, 郎雷, 雷学文

2023, 42(4): 1363-1373.

摘要 ( 99 )

PDF (9386KB) ( 76 )

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我国电解锰渣和城市生活垃圾焚烧底渣堆存量大,污染严重,亟需开发经济可行的资源化利用技术。采用电解锰渣和城市生活垃圾焚烧底渣制备一种路面基层材料(RBM),并研究以不同Ca/Si比(质量比)制备的RBM的化学组成、力学性能、耐久性、浸出特性、水化产物和孔隙结构。采用X 射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDX)和压汞等表征手段研究RBM的水化产物及微观结构,利用浸出试验研究RBM的浸出特性。结果表明,当Ca/Si为0.8时,RBM力学性能和孔隙结构最优,养护7 d后的无侧限抗压强度(UCS)达9.06 MPa,满足中国水泥土路面基层I级标准。RBM耐久性优异,养护28 d的RBM经过9次冻融循环和干湿循环试验后,UCS分别为11.63、9.90 MPa。RBM中的主要水化产物为CaAl₂Si₂O₈·4H₂O、3CaO·Al₂O₃(C₃A)、2CaO·SiO₂(C₂S)和CaMnSi₄O₈,水化产物相互交错填充孔隙提高了RBM的强度及耐久性。RBM中重金属和氨氮浸出浓度符合中国地下水标准。该研究可在实现电解锰渣和城市生活垃圾焚烧底渣大规模利用的同时节约路面基层材料成本。

城市污泥尾矿陶粒的制备工艺及其性能与应用

冯玉林, 高鸽, 柴喜林, 毛攀, 董晶亮, 徐光前, 黄柯靓

2023, 42(4): 1374-1383.

摘要 ( 121 )

PDF (2695KB) ( 93 )

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以城市污水处理厂污泥和德兴铜矿尾矿为主要原材料,经高温烧结制备陶粒,通过试验确定原材料配比和烧制工艺参数,分析陶粒的物理性能(堆积密度、表观密度、1 h吸水率、空隙率)、浸出液中重金属含量,以及陶粒对铅离子的吸附性;将陶粒以0%、20%、40%、60%、80%、100%(质量分数)的替代率替代普通混凝土中的碎石,研究混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度变化。结果表明:按照m(污泥)∶m(尾矿)∶m(黏土)=2∶3∶1将原材料混合造粒,烧制工艺为(105±5) ℃干燥3 h,400 ℃预热15 min,1 000 ℃烧结12 min,制得陶粒的堆积密度为528 kg/m³,表观密度为1 004 kg/m³,1 h吸水率为7.64%,空隙率为47.37%;陶粒浸出液中重金属含量均低于国家标准的限值;烧结温度为960 ℃的陶粒在30 ℃恒温水浴锅加热条件下对铅离子的吸附率达到93.57%;掺入陶粒之后,随着陶粒替代率的升高,陶粒混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度表现为先增大后减小的变化趋势,当陶粒替代率为60%时,标准养护28 d的立方体试块抗压强度达到最大(35.38 MPa),当陶粒替代率为40%时,劈裂抗拉强度达到最大(5.8 MPa)。

固废基自发泡烧胀陶粒设计与性能研究

唐佩, 蒋事成, 邓腾飞, 陈伟

2023, 42(4): 1384-1392.

摘要 ( 112 )

PDF (10366KB) ( 104 )

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研究了一种固废基自发泡烧胀陶粒的设计方法,利用赤泥中的赤铁矿高温分解产生气体实现自发泡。固废含量95%(质量分数)的原材料在1 200 ℃煅烧60 min得到了性能优异的轻质高强陶粒,陶粒的颗粒强度为4.86~6.75 MPa,吸水率为0.72%~1.11%,堆积密度为0.53~0.71 g/cm³。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)、X射线光电子能谱(XPS)等测试方法,研究了不同赤泥掺量对烧胀陶粒的物理性能、微观结构、物相组成和化学结构的影响。结果表明,当赤泥的掺量由10%增至25%(质量分数)时,骨料的膨胀率和吸水率呈下降趋势,堆积密度提高,颗粒强度先增后降。赤泥中的赤铁矿高温分解产生的气体被液相包裹是固废基烧胀陶粒自发泡的主要原因。

赤泥-石膏复合激发蒸压加气混凝土的制备与性能研究

黄利祥, 刘泽, 原航, 王栋民, 危鹏, 姜宏健

2023, 42(4): 1393-1399.

摘要 ( 88 )

PDF (8162KB) ( 80 )

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利用赤泥-石膏复合激发矿粉、粉煤灰制备蒸压加气混凝土,对促进赤泥资源化利用,降低硅酸盐水泥消耗以及实现二氧化碳减排具有重要意义。本文以强度级别A3.5、密度级别B06的蒸压加气混凝土为设计目标,分析了赤泥、石膏、矿粉以及生石灰掺量对蒸压加气混凝土抗压强度的影响。结果表明,当m(粉煤灰)∶m(赤泥)∶m(石膏)∶m(矿粉)∶m(生石灰)质量比为60∶10∶3∶7∶20时,蒸压加气混凝土试块的干密度为623.4 kg/m³,抗压强度为3.6 MPa。水化产物分析表明,蒸压加气混凝土试块在蒸压反应前水化产物主要为钙矾石,经过蒸压反应后水化产物主要为托勃莫来石和水石榴石。

化学激发与热处理耦合作用对再生微粉的活性激发

田青, 屈孟娇, 姚田帅, 祁帅, 王成, 阮梦月

2023, 42(4): 1400-1408.

摘要 ( 107 )

PDF (5581KB) ( 114 )

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为研究化学激发、热处理及两者耦合作用对再生微粉的活化效果,本文采用抗压强度测试、X射线衍射测试、红外光谱测试等对再生微粉的力学性能、矿物组成、反应产物类型进行了研究。结果表明,化学激发能够提供碱性环境及可反应的离子,高温煅烧能够改变原有物质的矿物结构,两种方式均可使再生微粉具备再水化胶凝的能力。高温热活化后,再生微粉的硅铝体结构发生重组或破坏,矿物中的基团在化学激发时更易溶出,参与反应形成胶凝产物,此时再生微粉的3、28 d抗压强度分别达到27.0、48.6 MPa,与原试件相比,强度值分别提高了10.3倍与5.8倍,耦合作用使再生微粉具有更高的活性及强度。

不同化学激发剂对再生微粉活性的影响及机理研究

陈俊松, 乔敏, 吴庆勇, 李贞, 赵爽

2023, 42(4): 1409-1417.

摘要 ( 105 )

PDF (9705KB) ( 91 )

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再生微粉由于活性较低,难以被有效利用,造成极大的资源浪费。为激发再生微粉的活性,本文研究了四种传统碱激发剂(氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁、水玻璃)、两种醇胺类激发剂(多元异构醇胺、三乙醇胺)和一种纳米晶核型激发剂对掺再生微粉砂浆抗压强度的影响,并通过分析化学激发剂对再生微粉-水泥浆体水化放热、水化产物及微观结构的影响揭示其提升机理。结果表明:氢氧化钠和水玻璃会导致掺再生微粉砂浆的抗压强度进一步降低,且砂浆强度与氢氧化钠和水玻璃的掺量成反比;氢氧化钙、氢氧化镁、三乙醇胺和纳米晶核型激发剂在一定掺量条件下可以提高早期强度,但无法提高后期强度;多元异构醇胺激发剂的掺入明显促进了矿物相铝酸三钙(C₃A)与铁铝酸四钙(C₄AF)的水化,从而加快再生微粉-水泥浆体的水化进程,提高水泥基体的密实度并改善水泥基体与砂的界面黏结情况,使砂浆各龄期抗压强度明显提高,在最佳掺量0.2%(质量分数)时再生微粉的活性指数由62.8%提升至74.8%。研究成果可为提高再生微粉的利用率从而实现建筑行业节能减排目标提供借鉴和参考。

陶瓷抛光废料制备UHPC的耐久性能试验研究

李相国, 张乘, 吕阳, 李树国, 田博, 张成龙, 柯凯

2023, 42(4): 1418-1427.

摘要 ( 110 )

PDF (5640KB) ( 77 )

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为探究陶瓷抛光废料(CPW)对超高性能混凝土(UHPC)耐久性能的影响,采用CPW分别取代部分水泥、粉煤灰和硅灰制备UHPC,主要研究了CPW对UHPC孔隙结构、力学性能、体积稳定性、抗氯离子渗透性能以及抗硫酸盐侵蚀性能的影响。结果表明,随着CPW分别取代水泥、粉煤灰、硅灰量的增加,UHPC的孔隙率增大,导致UHPC的抗氯离子渗透性能下降。CPW取代粉煤灰会增大UHPC的自收缩,而取代水泥和硅灰会减小UHPC的自收缩。CPW取代水泥会降低UHPC的抗压强度,但对硫酸盐侵蚀后UHPC的抗蚀系数和抗压强度有所提升;当CPW取代20%(质量分数)的水泥时,硫酸盐侵蚀90 d的UHPC的抗压强度达到最高。

掺加热活化油页岩半焦混凝土的耐久性

杜晓伟, 刘辉, 李文举, 曹楷

2023, 42(4): 1428-1436.

摘要 ( 97 )

PDF (7008KB) ( 68 )

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为探究热活化油页岩半焦对混凝土耐久性的影响,进一步推广应用油页岩半焦-水泥混凝土,本文采用混凝土碳化试验、抗氯离子渗透试验以及抗冻性试验,探究不同活化煅烧温度(300、400、500和600 ℃)与不同掺量(0%、5%、10%、15%、20%和25%,质量分数)油页岩半焦对混凝土耐久性的影响,并采用核磁共振(NMR)测试分析混凝土内部孔径分布和孔隙度,从孔径分布特征揭示油页岩半焦对混凝土耐久性的影响机理。结果表明:相对于油页岩半焦活化煅烧温度,油页岩半焦掺量对混凝土耐久性的影响更为显著;油页岩半焦的掺入会降低混凝土的抗碳化性能,但25%掺量下仍能满足规范设计值要求,碳化深度远小于20 mm;抗氯离子渗透性也会随油页岩半焦的掺入而降低,掺量不高于25%时仍处于低渗透率区间;5种油页岩半焦掺量的混凝土均能满足150次的冻融循环要求,整体而言其具有较好的耐久性;此外,油页岩半焦的掺入明显改变了混凝土内部的孔径分布及孔隙数量,因而对混凝土的耐久性产生不同程度的影响。

地聚合物基多相陶瓷高放废液固化体固化机理与浸出性能

李秋, 朱翔, 耿海宁, 李宗刚, 马浩森, 陈伟

2023, 42(4): 1437-1447.

摘要 ( 126 )

PDF (10026KB) ( 145 )

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高放废物中放射性核素组成复杂,而陶瓷固化存在核素选择性强的问题。为实现同时固化裂变产物及锕系核素的目的,基于可陶瓷化地聚合物设计原理,将模拟高放废液与偏高岭土、矿粉、硅灰、纳米氧化锆混合后,加入模数为1.5的钾水玻璃作为激发剂制备高放废液多相陶瓷固化基材,该基材在常温下成型硬化后,再以1 100 ℃高温热处理方式转化为地聚合物基多相陶瓷高放废液固化体。采用静态浸出方法研究固化体的抗浸出性能,同时采用XRD、SEM-EDS、XPS等测试技术探究地聚合物陶瓷化机制、核素固化机理及Ce元素氧化价态。结果表明,该固化基材在固化模拟核素时,以化学形式与物理形式两种方式同时固化:一是大量进入烧结形成的白榴石(立方)、氧化锆(四方)、锆英石晶格或形成陶瓷相;二是少量被玻璃相包裹。其中Cs、Sr均匀分布,Ce、Nd在玻璃相中富集。该固化基材在同时固化不同价态与离子半径的核素时具有优异的抗浸出性能,Cs、Sr的28 d归一化元素浸出率低至10^-2 g/(m²·d),Ce、Nd的28 d归一化元素浸出率低至10^-4~10^-5 g/(m²·d)。本文有望提供一种工艺简单,并结合水泥、玻璃、陶瓷固化方法为一体,可同时固化多种核素的高放废物固化体设计与制备方法,为高放废物固化提供新思路。

磷钼杂多酸盐含量对硼硅酸盐玻璃固化体结构和抗浸出性能的影响

杨静泊, 罗欣, 陈远扬, 安红娜, 徐立国, 吴浪

2023, 42(4): 1448-1457.

摘要 ( 120 )

PDF (9977KB) ( 97 )

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我国现存高放泥浆主要成分为磷钼杂多酸盐(PM),磷和钼在硼硅酸盐玻璃中溶解度较低,超过一定溶解度后会在玻璃表面产生分相从而影响玻璃化的效率和安全。本文主要研究了PM含量对硼硅酸盐玻璃固化体物相组成、微观结构和抗浸出性能的影响。结果表明,当PM掺量为0%~4%(质量分数,下同)时,样品为透明玻璃,而PM掺量高于5%时,样品为含钼酸钙和钼酸钡晶相的玻璃陶瓷。随着PM掺量从0%增加至6%,玻璃网络结构中的[SiO₄]结构逐渐解聚,[MoO₄]^2-结构逐渐增加,且[BO₄]、Q³和Q⁴结构单元含量逐渐降低,玻璃网络结构的致密程度也逐渐降低。随着PM掺量增加,Si、B和Na元素28 d归一化浸出率先降低后升高,Mo元素28 d归一化浸出率先升高后降低。

自增韧锌尖晶石-透辉石微晶玻璃力学性能的研究

赵竞一, 王闻之, 王其琛, 符有杰, 段佳岐, 李铭涵, 姜宏

2023, 42(4): 1458-1465.

摘要 ( 124 )

PDF (6253KB) ( 141 )

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本文以SiO₂、Al₂O₃、ZnO、CaO、MgO为主要原料制备锌尖晶石-透辉石体系微晶玻璃,利用自增韧技术提高了该体系微晶玻璃的力学性能。采用正交试验研究各热处理工艺参数对该体系微晶玻璃力学性能的影响,探究了微晶玻璃的晶相比例、微观形貌与其力学性能之间的关系。结果表明,提高透辉石相比例可显著提高微晶玻璃断裂韧性,但比例过高则会降低微晶玻璃抗弯强度,因此制备高韧性、高抗弯强度的微晶玻璃时需要柱状晶体交错和粒状晶体填充其间隙,起到协同强化的作用。基础玻璃经750 ℃保温2 h+810 ℃保温2 h+880 ℃保温2 h+950 ℃保温2 h后,微晶玻璃断裂韧性达5.1 MPa·m^1/2,抗弯强度达255 MPa,维氏硬度为8.3 GPa。

晶核剂对透明堇青石微晶玻璃析晶与性能的影响

郑伟宏, 张航, 高子鹏, 黄猛, 袁坚, 田培静, 彭志钢

2023, 42(4): 1466-1474.

摘要 ( 119 )

PDF (8231KB) ( 134 )

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采用熔融法制备了含有不同晶核剂的非化学计量比堇青石微晶玻璃,通过DSC、XRD、FE-SEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了不同晶核剂对微晶玻璃析晶与性能的影响,并用经典动力学方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了微晶玻璃的析晶动力学。结果表明,以P₂O₅和P₂O₅+ZrO₂为晶核剂的微晶玻璃晶化机制均为表面晶化,而以P₂O₅+ZrO₂+TiO₂为晶核剂的微晶玻璃则倾向于整体析晶。三组微晶玻璃在950 ℃晶化时主晶相为μ-cordierite,当温度升高到980 ℃时开始转变为α-cordierite,引入TiO₂使α-cordierite的含量增加,析出的晶体更加复杂致密。随着晶化时间延长,与其他晶核剂相比,P₂O₅+ZrO₂+TiO₂组合晶核剂微晶玻璃在相同晶化时间内结晶度更高,α-cordierite含量的增加显著提升了微晶玻璃的力学性能,但降低了透过率。在800 ℃/10 h+980 ℃/3 h热处理制度下,以P₂O₅+ZrO₂+TiO₂为晶核剂的微晶玻璃弹性模量可达103 GPa,断裂韧性为1.27 MPa·m^1/2,透过率为82.3%,可满足用作移动终端领域的性能要求。

铜浆料用ZnO-B₂O₃-SiO₂-BaO玻璃的结构和性能

郑聪聪, 何峰, 张兵, 曹秀华, 张勇强, 魏明杰, 董鹏, 谢峻林

2023, 42(4): 1475-1487.

摘要 ( 120 )

PDF (20049KB) ( 147 )

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本文以铜浆料用ZnO-B₂O₃-SiO₂-BaO玻璃为对象,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)、核磁共振铝谱(²⁷Al NMR)、差示扫描量热(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)等表征方法,研究了ZnO含量对其结构和性能的影响。结果表明,随着ZnO含量的增加,玻璃试样中BO/NBO(摩尔比)、玻璃试样的平均桥氧数和[ZnO₄]/[ZnO₆]摩尔比均先增大后减小,[BO₄]/[BO₃]摩尔比增大,[AlO₆]和[AlO₅]摩尔占比增大,[AlO₄]摩尔占比降低。玻璃试样网络结构连接度整体先致密后疏松,且当ZnO的质量分数为36%时玻璃试样网络结构最为致密。当ZnO质量分数从32%增加到42% 时,玻璃试样的DSC曲线中玻璃化转变温度T_g、起始烧结温度T_S1和热膨胀系数(CTE)均先降低后升高,CTE数值范围为6.0×10^-6~6.3×10^-6 K^-1,符合铜浆料与Ca_1-xSr_xZrO₃陶瓷基板封接时的热膨胀与烧结温度等要求。

粉煤灰和烧成温度对矾土基轻量莫来石材料结构及性能的影响

陈富文, 桑绍柏, 万卓夫, 马宇洲, 廖宁

2023, 42(4): 1488-1495.

摘要 ( 93 )

PDF (8482KB) ( 75 )

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耐火材料的轻量化是高温工业节能的重要方向。以三级生矾土和粉煤灰为主要原料,采用原位分解法制备轻量M60莫来石材料,研究在不同烧成温度下粉煤灰对轻量M60莫来石材料结构与性能的影响。结果表明:在1 400、1 500 ℃烧成温度下,粉煤灰的引入使材料的体积密度降低,总气孔率增加,耐压强度大幅提升;引入粉煤灰的试样1 500 ℃烧成后导热系数有明显下降。当烧成温度达到1 600 ℃时,粉煤灰的引入使材料的总气孔率减小,体积密度略有增加,导热系数明显增加。此外,粉煤灰的引入会降低材料的荷重软化温度。引入34.0%(质量分数)粉煤灰后,所制备莫来石材料的体积密度降低了8%~13%,总气孔率增加了23%~37%;经1 500 ℃烧成后,材料耐压强度达到(122.6±2.2) MPa,1 000 ℃测试时的导热系数仅为0.616 W/(m·K)。

AOD炉渣对镁钙质耐火材料的侵蚀机理

王恭一, 赵惠忠, 黄日清, 张寒, 余俊, 李学臣

2023, 42(4): 1496-1505.

摘要 ( 103 )

PDF (15188KB) ( 102 )

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采用静态坩埚法将AOD炉渣线区镁钙砖在1 700 ℃空气气氛下高温热处理3 h后进行抗渣试验。结合XRD、SEM、EDS等测试手段,分析了AOD炉两个阶段炉渣对渣线区镁钙砖的侵蚀机理。结果表明:低碱度的氧化期炉渣对镁钙砖侵蚀明显,炉渣在表面张力和毛细管力作用下,进入镁钙砖内部与CaO反应生成低熔点的铁酸二钙2CaO·Fe₂O₃(C₂F),促进砖中CaO溶解,破坏了原有的致密结构,使反应层结构变得疏松、易剥落;镁钙砖中方镁石晶簇吸收液态渣中的铁、铬、锰氧化物,并在其晶内和晶间形成复合尖晶石结构,从而提高镁钙砖表面渣的黏度,减缓渣的侵蚀;还原期炉渣碱度较高,对镁钙砖的侵蚀作用较弱,主要表现为SiO₂向砖内侵蚀渗透,以及体积效应和温度梯度导致镁钙砖表面小尺寸方镁石晶簇向渣中剥落。

CaO-Y₂O₃复合材料的制备及性能研究

李忠华, 颜正国, 杨文刚, 郑岐, 于景坤, 袁磊

2023, 42(4): 1506-1512.

摘要 ( 89 )

PDF (7627KB) ( 84 )

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分别以Y(NO₃)₃·6H₂O、CaCO₃为钇源和钙源,以CO(NH₂)₂为燃料,采用低温自蔓延燃烧合成(LCS)法制备复合Y₂O₃包覆CaO粉体,合成粉体经煅烧、压制、干燥、烧结后制备出复合CaO-Y₂O₃材料,考察了钙钇摩尔比对复合材料结构及性能的影响。结果表明:所制备的复合粉体具有良好的包覆性。钙钇摩尔比为2∶1时材料物理性能最佳,其相对密度达到96.56%,显气孔率为1.32%,常温耐压强度为270.0 MPa,热震循环5次后试样残余强度保持率为88.39%,大气环境下21 d后的水化增重率为0.75%。

材料计量与标准化特色新工科人才培养的探索与实践——以中国计量大学材料科学与工程专业为例

秦来顺, 唐高, 赵春鱼

2023, 42(4): 1513-1518.

摘要 ( 105 )

PDF (5599KB) ( 36 )

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新时代我国新材料产业提质增效使新材料计量-标准-检验检测-认证认可-评价控制成为材料类人才的重要能力要求。基于国家新材料产业发展需求和特色办学定位,本研究分析了材料计量与标准化特色创新人才培养面临的问题与短板,厘清了材料计量与标准化内涵,以中国计量大学材料科学与工程专业为例提出了以“产学协同”为特色的材料计量与标准化特色人才培养实施路线,将“计量与标准化”融入材料类课程、教材、实践载体、队伍建设等培养要素,实现材料科学与工程专业的特色化转型发展。

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