司秀勇, 高青宇, 潘慧敏, 赵庆新

2024, 43(1): 1-15.

摘要 ( 111 )

PDF (1095KB) ( 159 )

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混凝土是一种准脆性材料,大量混凝土结构在设计使用寿命期间会不可避免地出现裂缝并带着裂缝工作。裂缝的存在会直接影响到混凝土结构使用寿命,特别是在侵蚀性环境因素或疲劳荷载作用下。本文对钢筋混凝土裂缝扩展过程进行了分析,对不同侵蚀环境作用下开裂混凝土结构劣化机制、寿命预测研究方法及预测模型等进行了系统的梳理和对比。阐述了疲劳裂纹扩展理论在开裂混凝土结构疲劳寿命预测中的应用现状与优势,并归纳了基于该理论的部分寿命预测方法及预测模型。此外,还对侵蚀环境与疲劳荷载耦合作用下开裂混凝土结构寿命预测方法进行了总结与讨论,指出了现有开裂混凝土结构寿命预测研究尚存在的问题,并对今后的研究方向提出了建议。

碳酸钙晶须混杂聚乙烯纤维增强水泥基复合材料力学性能研究

陈月顺, 汤成宇

2024, 43(1): 16-26.

摘要 ( 75 )

PDF (9788KB) ( 112 )

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为研究碳酸钙晶须掺量对聚乙烯纤维增强水泥基复合材料(PE-ECC)力学性能及微观结构的影响,设计了4组不同碳酸钙晶须掺量的PE-ECC试件,对其进行抗压性能试验、抗拉性能试验、三点弯曲断裂性能试验,并使用XRD、SEM、NMR技术对其微观结构进行研究。结果表明,碳酸钙晶须对PE-ECC有增强增韧作用,随着碳酸钙晶须掺量增加,这种增强增韧作用呈先增大后减小的趋势,当碳酸钙晶须掺量为1%(体积分数)时,PE-ECC的抗压性能、拉伸性能、断裂性能提升最佳。适量的碳酸钙晶须能填充基体,减少少害孔及多害孔数量,改善孔隙结构。

防治俯采工作面煤自燃稠化浆体的流变特性研究

朱立成, 史正景, 房秀政, 鲁义, 吴笑迎, 郭鑫, 邢舜博

2024, 43(1): 27-34.

摘要 ( 51 )

PDF (8571KB) ( 74 )

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针对大倾角俯采工作面煤自燃防治过程中不易灌浆、漏风强度大、浆液无法向高处堆积等问题,以高分子聚合材料、表面活性剂、固相材料为原始材料,制备出不同水土比、稠化剂浓度的浆体并进行悬浮稳定试验,研究稠化浆体的悬浮特性,通过对不同浓度的稠化浆体进行流变特性试验,拟合出流变本构方程,从而研制出一种性能优异、适用于大倾角俯采工作面的稠化浆体材料,最后采用Fluent软件模拟稠化浆体在采空区内的扩散特征。研究结果表明:黄土为稠化浆体最适合的固相材料;当水土质量比为8∶1、稠化剂质量浓度为0.3%时,稠化浆体悬浮性能较好,且屈服应力最小,具有更好的流动性;在采空区内稠化浆体的流动速度与扩散半径成反比,在浆体注入6 h后扩散半径达最大值。

基于电化学阻抗谱的石灰石粉硬化水泥浆体孔结构演化研究

朱鹏飞, 余熠, 石研然, 杨恒, 何旸, 徐菲, 蒋林华, 储洪强, 徐天磊, 徐宁

2024, 43(1): 35-43.

摘要 ( 55 )

PDF (4750KB) ( 81 )

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为了研究大掺量(质量分数为20%以上)石灰石粉硬化水泥浆体的孔结构演化行为,本文基于电化学阻抗谱(EIS)、压汞(MIP)测试分析,探究大掺量石灰石粉对硬化水泥浆体EIS拓扑结构和孔结构参数的影响规律,并建立大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的微观结构等效电路,研究等效电路中元器件和孔结构参数之间的关系。结果表明:随水化龄期的延长,石灰石粉掺量对EIS拓扑结构参数中Bode角和θ_max的影响规律显著,大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的孔径分布整体由大孔和毛细孔向过渡孔和凝胶孔发展演化;另外,EIS等效电路中电阻随硬化水泥浆体中毛细孔含量的增加而减小,电容随硬化水泥浆体中凝胶孔含量的增加而减小。

负载S-g-C₃N₄/MgAl-CLDH光催化砂浆的去污及水化性能研究

林淑瑾, 罗盛洋, 熊晓立

2024, 43(1): 44-51.

摘要 ( 41 )

PDF (13102KB) ( 77 )

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本研究合成了硫掺杂氮化碳/煅烧镁铝水滑石(S-g-C₃N₄/MgAl-CLDH)新型光催化复合材料,通过内掺的方式将其负载在水泥砂浆上,并测试了光催化砂浆的氮氧化物(NO_x)降解性能和水化性能。结果表明,当光催化剂掺量小于5%(质量分数)时,S-g-C₃N₄/MgAl-CLDH掺量与砂浆的NO_x降解率成正比。当光催化剂掺量超过5%时,砂浆的NO_x降解性能开始下降。适量的S-g-C₃N₄/MgAl-CLDH使水泥早期(1 d)水化程度显著提升,过量的S-g-C₃N₄/MgAl-CLDH使水泥后期水化程度下降。当光催化剂掺量为7%时,水泥砂浆的28 d强度较对照组砂浆显著下降。此外,适量(3%)S-g-C₃N₄/MgAl-CLDH能够改善砂浆的28 d强度。

减水保坍型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

董建统, 刘志勇, 胡忠帅, 朱丹丹, 丁怡, 张伟强, 来福琨

2024, 43(1): 52-60.

摘要 ( 62 )

PDF (4908KB) ( 89 )

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以4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)大单体、丙烯酸(AA)为主要原料,引入保坍单体丙烯酸羟乙酯(HEA),以巯基丙酸(MPA)为链转移剂,在H₂O₂/L-抗坏血酸(V_C)氧化还原引发体系下,通过自由基聚合制备出减水保坍型聚羧酸减水剂(V-HEA)。通过红外光谱、凝胶色谱测试对合成的V-HEA进行分子结构表征,并与市售保坍型聚羧酸减水剂(HPWR-S)进行水化热与混凝土性能对比分析。结果表明,V-HEA的最佳合成工艺参数为酸醚比4.4,酯醚比2.5,引发剂、硫酸亚铁和链转移剂掺量分别占大单体质量的0.76%、0.10%和0.74%。掺入硫酸亚铁可提高单体的转化率,且V-HEA的数均分子量为17 650,重均分子量为42 713,单体转化率高达95.03%。掺入V-HEA时混凝土的水化峰值温度较掺入HPWR-S时延迟4 h 24 min,且第二水化速率峰出现时间延迟约4 h,更加延缓水泥的水化。掺入V-HEA的混凝土2 h坍落度仅损失5.8%,且混凝土强度与掺入HPWR-S产品相当,V-HEA具有较好的应用前景。

低温环境下液体速凝剂的适应性及强度增强机理研究

杜爽, 王伟, 乔敏, 曾鲁平, 赵爽, 陈俊松, 吴庆勇, 朱伯淞

2024, 43(1): 61-70.

摘要 ( 71 )

PDF (12104KB) ( 100 )

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速凝剂广泛应用于喷射混凝土中,可实现混凝土的快速凝结硬化。本文研究了碱性和无碱液体速凝剂在20和5 ℃环境下的促凝机理和强度增强规律,并结合水化热、XRD、TG和SEM等测试手段,分析了不同类型速凝剂对水泥水化进程和促凝机理的影响。结果表明:当无碱速凝剂掺量为8%(质量分数,下同)和有碱速凝剂掺量为5%时即可满足《喷射混凝土用速凝剂》(GB/T 35159—2017)中初凝时间不大于5 min,终凝时间不大于12 min的要求;低温(5 ℃)环境会延缓净浆终凝时间,降低掺速凝剂砂浆的早期强度;无碱速凝剂在20和5 ℃环境下的28 d强度仍在增加,而有碱速凝剂出现强度倒缩现象。高浓硫酸铝、常规硫酸铝、含氢氟酸类速凝剂均是通过水化生成钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶等水化产物来提供早期强度和缩短凝结时间,而偏铝酸钠类速凝剂则是通过消耗石膏和生成水化铝酸钙(C-A-H)凝胶和氢氧化钙(CH)等水化产物来提供早期强度和缩短凝结时间;低温环境会使高浓硫酸铝、常规硫酸铝、含氢氟酸类速凝剂作用的水泥中AFt和C-S-H等水化产物含量减少,使强度下降。而掺偏铝酸钠类速凝剂的水泥水化产物受低温环境的影响,导致CH的生成量减少,减弱了CH对后期强度的不利影响。

凝灰岩机制砂混凝土工作性的流变学分析

温宏平, 宋鹏飞, 汪愿, 甘珑, 王旭昊

2024, 43(1): 71-83.

摘要 ( 51 )

PDF (10292KB) ( 72 )

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机制砂的生产与应用是我国混凝土行业走向低碳发展的良好契机,但机制砂的复杂特性导致混凝土工作性较差且难以预测。为研究基于流变学特性的机制砂混凝土工作性的影响因素及变化规律,从机制砂特性及混凝土配合比参数两个角度展开,建立了流变学特性与工作性的二维、三维关系模型,并采用灰色关联度分析法,对基于流变学分析的凝灰岩机制砂混凝土工作性影响机制进行因素显著性分析。结果表明,动态屈服应力和塑性黏度与混凝土的工作性关系密切,随着石粉含量、机制砂取代率和砂率的增加,动态屈服应力呈先减小后增大的趋势,机制砂特性与混凝土各项流变性能之间的关联度在强相关的区间内,通过合理调配各因素的水平可以达到实际工程所需要的最佳工作性。

多孔玄武岩粗骨料HPC的制备和收缩性能研究

孙婧, 洪俊哲, 王珅, 常璞, 贾小静, 刘宏波

2024, 43(1): 84-91.

摘要 ( 45 )

PDF (7767KB) ( 79 )

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为解决多孔玄武岩粗骨料吸水率大、早期吸水快给高性能混凝土(HPC)制备带来的黏度大、拌合难、耐久性差等问题,引入附加用水量预湿骨料,研究了不同附加用水量对多孔玄武岩混凝土工作性能、力学性能、收缩性能、孔结构和微观形貌的影响,并与普通碎石混凝土性能作对比。结果表明:当附加用水量取4%或6%(以多孔玄武岩粗骨料的质量分数计)时,可制得C60抗压强度等级、工作性优良和低收缩的HPC。与普通碎石混凝土相比,预吸水的多孔玄武岩能显著降低HPC的自收缩,而对抗压强度影响不大;自收缩率随附加用水量的增加而降低,其变化发展分为快速增长、短暂膨胀、缓慢增长、趋于稳定四个阶段;含水玄武岩有内养护作用,在水化后期可细化孔结构,提高界面过渡区的密实性,减少HPC的开裂风险。

高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响

庞建勇, 郑瑞琪, 胡秀月, 孙健, 徐国平, 苏永强

2024, 43(1): 92-101.

摘要 ( 55 )

PDF (9381KB) ( 76 )

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高温处理后混凝土力学性能是工程建设中评价混凝土结构安全性能的重要指标之一。对不同玄武岩纤维(BF)掺量混凝土的力学性能进行了测试,将最优掺量的玄武岩纤维混凝土(BFRC)与普通混凝土(OC)进行高温处理(200、400、600、800 ℃),研究不同冷却方式(自然冷却和喷水冷却)对高温后BFRC性能劣化的影响,分析BFRC在不同温度和冷却方式下的力学性能变化规律。结果表明,当BF掺量为0.05%(体积分数)时,BFRC抗压强度、劈裂抗拉强度达到最大值,分别为50.2、3.5 MPa,较OC分别提高了14.87%、34.62%。BF的掺入能够有效增加混凝土的韧性以及抵抗开裂变形的能力。随着温度增加,BFRC试件的弹性模量减小但始终大于OC试件。同一冷却方式下OC的峰值应变均大于BFRC,不同冷却方式下的延性指数较常温均有所提高。

SiO₂/KH560改性玄武岩纤维混凝土力学性能研究

杨鑫, 于奎, 吉冯春, 聂堂哲, 李科, 白天

2024, 43(1): 102-112.

摘要 ( 63 )

PDF (13095KB) ( 99 )

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为了研究硅烷偶联剂(KH560)和纳米SiO₂协同KH560改性玄武岩纤维(BF)对混凝土力学性能的影响,本文采用KH560对BF进行表面改性,制得KH560-BF,并采用纳米SiO₂和KH560改性BF制得SiO₂-KH560-BF。通过正交试验筛选出高强度改性纤维,研究了纳米SiO₂分散液、润滑剂和KH560三者的质量分数对SiO₂-KH560-BF的丝束强度影响。采用SEM和EDS对改性混凝土的7和28 d的力学性能进行评估,并对混凝土的微观结构进行表征。结果表明,SiO₂-KH560-BF的最佳上浆剂成分为纳米SiO₂分散液1.6%、润滑剂0.4%和KH560 0.5%,且三个因素的影响程度从大到小依次为纳米二氧化硅分散液、KH560、润滑剂。与KH560-BF相比,SiO₂-KH560-BF纤维丝束强度提高了8.62%,拉伸强度提高了4.41%,Si含量提升了24.9%,并且从SEM照片中可以看出SiO₂-KH560-BF团状堆积比KH560-BF少。掺入适量SiO₂-KH560-BF的混凝土7和28 d抗压、劈裂抗拉和轴心抗压强度提升效果均高于掺入KH560-BF的混凝土。

碳化及氯盐侵蚀条件下锌牺牲阳极对钢筋保护行为研究

陈立保, 刘光严, 金林森, 穆松, 王涛, 汤金辉

2024, 43(1): 113-120.

摘要 ( 53 )

PDF (3315KB) ( 74 )

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采用水泥基材料包覆的金属锌作为牺牲阳极,通过混凝土模拟孔溶液模拟碳化及氯离子侵蚀环境,研究牺牲阳极材料对钢筋的保护作用。电化学测试结果表明,当Q235钢片和纯锌片形成电偶对时,Q235钢在质量分数为1.5%的氯化钠溶液中易发生锈蚀,而在溶液中添加适量的碱(LiOH)以及卤素碱金属化合物(LiBr)能够激发金属锌持续溶解,持续提供牺牲阳极保护,有效抑制钢片的腐蚀。结合XRD测试结果可知:LiOH可以维持锌的溶解,并且与锌片反应生成锌的氢氧化物;卤素碱金属化合物可以诱发金属锌的腐蚀。相比于卤素碱金属化合物,加入高浓度LiOH对钢筋的阻锈效果更好。本研究有助于完善牺牲阳极材料的激发技术,提升牺牲阳极技术对钢筋的保护作用。

不同镁铝比LDHs对钢筋阻锈性能的影响

易钰奇, 李静, 韦柳媚, 田浩, 庄恩德, 黎雪杰

2024, 43(1): 121-127.

摘要 ( 33 )

PDF (4607KB) ( 67 )

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为了探究镁铝比对MgAl型层状双金属氢氧化物(MgAl-LDHs)的晶体结构、阴离子控释能力及阻锈效果的影响规律,本文采用共沉淀法合成了镁铝摩尔比为2∶1、3∶1和4∶1的MgAl-LDHs,利用XRD和FTIR分析了合成样品的物相组成,并通过氯离子吸附和电化学试验研究了合成样品的氯离子吸附性能及其在模拟混凝土孔溶液中对钢筋的阻锈性能。结果表明,随着镁铝摩尔比从2∶1增至4∶1,LDHs的层间距从0.888 nm降低至0.796 nm,LDHs负载阴离子数减少,氯离子吸附能力降低。掺有Mg₂Al-NO^-₃、Mg₃Al-NO^-₃和Mg₄Al-NO^-₃组的临界氯离子浓度分别为0.16、0.14和0.14 mol/L,分别比空白组的临界氯离子浓度(0.10 mol/L)提高了60%、40%和40%。

复合吸波材料对混凝土微波加热性能的影响

吴刚, 陈伟

2024, 43(1): 128-137.

摘要 ( 45 )

PDF (10952KB) ( 73 )

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鉴于单一吸波材料对提高混凝土微波加热性能的局限性,本文将石墨粉和Fe₃O₄作为复合吸波材料掺入混凝土。通过力学性能测试,确定了复合吸波材料的合适掺量;通过微波加热试验,研究了复合吸波材料对混凝土微波加热性能的影响;通过电磁参数测试,分析了复合吸波材料的影响机理,并与单掺石墨粉、Fe₃O₄时进行了比较分析。结果表明,石墨粉和Fe₃O₄的掺入均会降低混凝土的力学性能,吸波材料的掺量不宜超过6%(质量分数)。随着石墨粉、Fe₃O₄单掺掺量的增大,混凝土的微波加热性能不断增大。当石墨粉和Fe₃O₄复掺时,混凝土的微波加热性能更佳,最佳复掺比例为m(石墨粉)∶m(Fe₃O₄)=2∶1;混凝土的复介电常数、介电损耗角正切、复磁导率和磁损耗角正切均显著增大,介电损耗能力和磁损耗能力同时显著提高。

基于机器学习的透水混凝土耐磨性能预测

白涛, 罗小宝, 邢国华

2024, 43(1): 138-146.

摘要 ( 45 )

PDF (6313KB) ( 77 )

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本研究旨在利用机器学习模型进行透水混凝土耐磨性能预测。收集了150组透水混凝土耐磨性能试验数据并构建了数据库,采用特征相关性分析确定了6个输入参数,分别为骨料最大粒径、水胶比、砂率、骨胶比、粉煤灰掺量和旋转圈数。利用多种机器学习算法(XGBoost、Gradient Boosting、AdaBoost、Decision Tree和Random Forest)建立了透水混凝土磨损率预测模型,通过决定系数(R²)、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)对模型性能进行表征。研究结果表明,Gradient Boosting模型在训练集和测试集上均具有较高的准确性和较小的预测误差,与现有理论模型的比较分析也证实了Gradient Boosting模型在预测透水混凝土磨损率方面的优势。研究成果可为透水混凝土的设计和应用提供参考,并有望降低相关工程的维护成本。

FRP筋与海水海砂混凝土界面粘结性能研究进展

孔令艳, 刘树昌, 鲍玖文, 尹相振, 曹银龙, 崔祎菲

2024, 43(1): 147-157.

摘要 ( 64 )

PDF (5239KB) ( 93 )

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利用海水和海砂替代淡水与河砂制备海水海砂混凝土(SWSSC)可有效解决岛礁建筑及海洋、港口工程结构建设施工材料运输成本高、周期长等问题,但是在海洋建筑物中使用普通钢筋与海水海砂混凝土会加剧钢筋的锈蚀。近年来,采用纤维增强聚合物(FRP)筋材替代普通钢筋应用于SWSSC有效解决了海水海砂中氯盐引起的钢筋锈蚀问题。本文总结了FRP筋与SWSSC界面粘结性能退化规律,分析了不同环境下FRP筋-混凝土粘结强度的失效机理,并探讨了纤维类型、嵌入长度、筋材直径、FRP筋表面类型以及混凝土抗压强度等对其界面粘结性能影响,进一步归纳了现有的粘结滑移本构模型,为FRP筋在SWSSC中的实际应用提供科学依据。

沸石合成后酸位点调控策略及其在VOCs催化氧化中应用进展

王健祥, 袁建华, 刘晓, 杨芸, 于飞, 马杰

2024, 43(1): 158-171.

摘要 ( 37 )

PDF (9535KB) ( 59 )

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挥发性有机化合物(VOCs)是一种常见的工业排放污染源,对人体健康、生态系统有着极强的毒害性。催化氧化是一种节能高效的VOCs去除方法,其关键在于催化剂设计和开发。沸石中酸位点能降低VOCs氧化反应活化能,有效催化VOCs氧化降解,但原始沸石的催化性能无法满足VOCs催化需求。通过合成后调控策略,可使沸石中酸位点密度更高,使其分布更有利于VOC分子和催化位点的接触,从而令沸石催化剂具有更加优异的催化性能。本文首先介绍了沸石中酸位点的形成和酸位点密度、类型的表征技术,之后着重介绍了沸石合成后酸位点的调控策略,包括骨架改性和内外表面改性等,最后列举了通过调控策略得到的沸石催化剂对VOCs的催化性能。在以上内容的基础上,展望了沸石合成后酸位点调控策略未来的研究方向,对推动沸石催化剂应用于工业VOCs高效催化氧化有重要意义。

不同层电荷数钙蒙脱石对黄曲霉毒素B₁的吸附性能与机理研究

肖莎, 彭同江, 孙红娟, 张伟

2024, 43(1): 172-182.

摘要 ( 26 )

PDF (7400KB) ( 58 )

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以内蒙古、新疆及辽宁三地的钙基膨润土为研究对象,探究不同层电荷数钙蒙脱石对黄曲霉毒素B₁(AFB₁)的吸附性能与机理。采用X射线衍射仪、红外光谱仪、高效液相色谱仪等测试手段,研究不同产地膨润土的矿物学属性、理化性能及钙蒙脱石吸附AFB₁的动力学和等温吸附作用。结果表明,钙蒙脱石含量高、比表面积大、层电荷数高的内蒙古膨润土(N-Mt)吸附性能较好,当初始浓度为1.5 mg/L、吸附剂用量为5 mg时,N-Mt对AFB₁的饱和吸附量为1.153 mg/g,吸附过程受pH值影响较小。钙蒙脱石对AFB₁的吸附行为同时符合准一级动力学模型和准二级动力学模型,表明吸附过程可能同时涉及物理吸附和化学吸附。钙蒙脱石与AFB₁之间的吸附作用同时发生在层间域和层面上,该作用主要源于电子供体-受体结合作用和钙蒙脱石与AFB₁分子之间的离子-偶极相互作用。钙蒙脱石对AFB₁的等温吸附符合Langmuir模型,属单分子层吸附。

硅灰对聚羧酸减水剂的吸附作用

张建纲, 杨勇, 毛永琳, 周栋梁, 李申振, 王涛

2024, 43(1): 183-190.

摘要 ( 46 )

PDF (1655KB) ( 78 )

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快速、高效分散含有大掺量硅灰、微珠等超细粉体的胶凝材料是制备超高性能混凝土的关键技术。本文通过Zeta电位和总有机碳方法研究了硅灰与聚羧酸减水剂(PCE)的作用关系。结果表明,在纯水溶液中,硅灰表面呈负电性,对PCE及其侧链单体甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)有极强的吸附能力,而对带有负电荷的主链结构聚丙烯酸钠(PAANa)吸附能力较弱。在水泥浆体孔隙溶液中,硅灰的表面仍然呈负电性,但绝对值明显降低,对PCE及其侧链的吸附量有一定的降低,对主链结构的吸附能力增强。根据Langmuir等温吸附方程对吸附测试结果的拟合以及理论计算,可以推断出硅灰在纯水中对聚羧酸侧链结构的吸附性主要来源于氢键作用,这种作用在水泥孔隙溶液中有所减弱。

TiO₂改性钢渣基透水混凝土的力学和NO_x降解性能研究

林元明, 林佳福, 熊晓立, 杨政险

2024, 43(1): 191-199.

摘要 ( 42 )

PDF (11778KB) ( 63 )

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以内掺纳米TiO₂为光催化剂,钢渣和矿渣粉为胶材,大钢渣颗粒为骨料,制备了TiO₂改性钢渣基透水混凝土(TSSPC),并研究了TiO₂掺量对TSSPC的抗压强度、透水性能和NO_x降解性能的影响。此外,结合XRD和SEM-EDX等微观测试分析方法,阐明了TiO₂对TSSPC力学性能、透水性能和光催化性能的影响机理,为TiO₂在透水混凝土中的应用奠定了基础。结果表明,当TiO₂掺量较少时,TiO₂颗粒的“晶核效应”对胶凝材料的早期水化有促进作用。但当TiO₂掺量较多时,TiO₂颗粒易发生团聚,不利于TSSPC的力学性能发展。此外,随着TiO₂掺量的提高,透水混凝土的连通孔隙率和透水系数均上升。相较于空白对照组,TiO₂掺量为5%(质量分数,下同)的TSSPC的连通孔隙率和透水系数分别提高了4.5个百分点和1.34 mm·s^-1。TSSPC对NO_x的降解效率随着TiO₂掺量(0%～5%)的增加而提高,当TiO₂掺量超过3%时,继续增加TiO₂掺量对NO_x降解效率的提升效果显著下降。

矿渣水泥基复合材料在杂散电流作用下的抗软水溶蚀机理研究

韩瑜, 赵方粒, 赵翊彤, 王宝民

2024, 43(1): 200-208.

摘要 ( 35 )

PDF (8994KB) ( 59 )

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在轨道交通工程运营期间,复杂的服役环境导致混凝土结构耐久性下降。本文主要研究了在杂散电流与软水溶蚀耦合作用下,矿渣掺量、水胶比和杂散电流电压强度对矿渣水泥基复合材料微观结构的影响。结合X射线衍射、热重、扫描电子显微镜和压汞等方法,分析了矿渣水泥基复合材料经溶蚀90 d后的物相组成、Ca(OH)₂含量、微观形貌以及孔结构变化。研究结果表明:矿渣掺量越大,矿渣水泥基复合材料内部的Ca(OH)₂含量越少,材料的孔隙率越低,结构更均匀致密;随着杂散电流电压强度的增加,矿渣水泥基复合材料内部的Ca(OH)₂和AFt含量变少,且AFt和Ca(OH)₂等物相边界变得模糊不清;矿渣水泥基复合材料中C-(A)-S-H的含量略有增多,孔隙率略有下降;随着水胶比的增大,矿渣水泥基复合材料内部的Ca(OH)₂含量变少,剩余物相含量变少,微观结构变得松散多孔,孔径结构整体粗化,孔隙率增大。

高铁低硅赤泥钠化还原的物相转变及铁分离特性

郑富强, 戴妍妮, 胡兵, 刘臣, 欧阳思雯, 胡佩伟

2024, 43(1): 209-218.

摘要 ( 58 )

PDF (12168KB) ( 74 )

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高温焙烧赤泥可实现铁、铝、硅等元素的形态转化,使其易于分离回收,但高铁低硅赤泥的钠化还原焙烧反应差异性及机制研究却少有报道。本文采用X射线衍射分析,考察了还原温度、碳酸钠用量、还原时间等对高铁低硅赤泥还原焙烧的矿相转化及微结构影响,分析了反应后的铁磁化分离差异性。结果表明:还原焙烧中钠与铝、硅元素结合形成铝钠硅酸盐,有效破坏了铁、铝元素的紧密结构;赤铁矿、铝针铁矿大部分转为磁铁矿和浮氏体,促进了铁氧化物还原;低熔点含钠固溶体降低了金属铁质点迁移阻力,加速了铁晶粒的长大。基于铁铝结构崩解及粗晶粒金属铁的生成,焙烧产物经磨矿-磁选后,获得了全铁含量为90.41%、Fe回收率为93.08%的铁回收指标。

地聚物混凝土干燥收缩性能及活性氧化镁补偿收缩研究

张海霞, 董昊

2024, 43(1): 219-226.

摘要 ( 53 )

PDF (7500KB) ( 81 )

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制备粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土,并进行地聚物混凝土28 d抗压强度和干燥收缩测试,探究分析活性氧化镁含量、水玻璃模数、碱当量和矿渣含量对其抗压强度和干燥收缩的影响机理。结果表明:随着活性氧化镁掺量增大,地聚物混凝土28 d抗压强度下降,干燥收缩变形显著减小;与0%(质量分数,下同)活性氧化镁混凝土相比,掺量为3%、6%和9%时混凝土28 d抗压强度分别下降8.0%、8.2%和18.2%,干燥收缩分别减小21.5%、26.4%和38.2%,此外,当活性氧化镁掺量为3%和6%时,不仅有效补偿了干燥收缩,且抗压强度损失较小;随着水玻璃模数升高,地聚物混凝土28 d抗压强度和干燥收缩变形增大;随着碱当量升高,地聚物混凝土28 d抗压强度下降、干燥收缩变形增大;随着矿渣含量增加,地聚物混凝土28 d抗压强度增大、干燥收缩变形减小。综合考虑抗压强度及收缩的要求,建议实际应用中选择高活性、大掺量氧化镁,掺量宜控制在3%~6%。

高温蒸汽养护复掺混凝土力学性能时变特性与模型研究

刘浩, 胡娟, 金清平, 李帆, 张新胜, 杨曌, 廖宜顺

2024, 43(1): 227-235.

摘要 ( 49 )

PDF (3286KB) ( 57 )

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为研究高温蒸汽养护下粉煤灰-矿粉机制砂混凝土(简称复掺混凝土)力学性能时变特性与模型,本文结合某高速公路高温蒸汽养护复掺混凝土预制梁项目,设计了蒸汽-标准养护、蒸汽-自然养护和标准养护三种养护方式,测试了不同阶段复掺混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量,探究了抗压强度与劈裂抗拉强度、弹性模量的关系。结果表明:合适的蒸汽养护方式能促进复掺混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量更快增长,其中对抗压强度形成作用最显著,后期的力学性能不倒缩;蒸汽养护恒温阶段复掺混凝土的力学性能具有最大的增长率,其次是升温阶段,降温阶段力学性能增长率最小;蒸汽-标准养护方式下复掺混凝土的抗压强度时变模型可取对数或对数与幂函数复合函数,劈裂抗拉强度、弹性模量时变模型可取幂函数。

尾泥微粉-粉煤灰-水泥复合胶凝体系性能研究

李永清, 倪勇军, 李芳芳, 郭伟龙, 曹轩豪, 关博文

2024, 43(1): 236-245.

摘要 ( 52 )

PDF (10533KB) ( 79 )

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为了探究尾泥微粉在水泥基材料中应用的可行性,提高提锂尾渣资源利用率,利用提锂过程中产生的尾泥微粉与粉煤灰复掺后部分替代水泥,对尾泥微粉-粉煤灰-水泥复合胶凝体系的性能进行研究。结果表明:复掺适量提锂尾泥微粉与粉煤灰对复合胶凝体系流动性能有一定改善作用;复掺提锂尾泥微粉与适量粉煤灰部分替代水泥使得复合胶凝体系早期抗压强度略有降低,后期强度有明显增长。复掺5%(质量分数)提锂尾泥微粉与10%(质量分数)粉煤灰试验组的90 d抗压强度达到55.15 MPa,相比对照组提高了9.75%;复掺提锂尾泥微粉与粉煤灰在水化后期能够有效发挥复合活性效应与填充效应,促进水化产物生成并使其填充到大孔中,增加水泥浆体中毛细微孔(<10 nm)的比例,从而细化水泥浆体孔隙结构,提高体系致密度,宏观上表现为抗压强度增大。

角闪岩弃碴机制砂和石粉掺量对混凝土性能的影响机理

王立川, 李景, 于长彬, 曹文权, 凌建军, 王倩倩

2024, 43(1): 246-256.

摘要 ( 38 )

PDF (12480KB) ( 55 )

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为探明角闪岩弃碴制砂过程中石粉对混凝土性能的影响,以冀环京津6个地区的角闪岩弃碴为对象,通过开展力学测试、坍落度试验和Zeta电位分析,并结合SEM、FTIR等测试探讨了角闪岩弃碴机制砂和石粉掺量对混凝土工作性能、力学性能及微观结构的影响机理。研究表明:除鑫鑫地区外,其他地区的角闪岩弃碴机制砂均可提升混凝土的抗压强度,其中承德和小石匣地区的角闪岩弃碴机制砂对混凝土增强效果较优,与天然砂制备的混凝土相比,这两种弃碴机制砂制备的C30混凝土7 d抗压强度分别提升了20.51%和11.11%,28 d抗压强度分别提升了10.79%和6.58%;C50混凝土7 d抗压强度分别提升了15.14%和12.57%,28 d抗压强度分别提升了14.55%和16.55%。承德、鑫鑫、冀恒和小石匣地区石粉最佳掺量一般可达胶凝材料质量的8%～15%,而平山地区最佳掺量仅为5%。其中承德和小石匣地区石粉取代胶凝材料用量最高,原因在于这两个地区石粉的颗粒粒度较小,SEM表明在碱性条件下石粉呈明显侵蚀破坏形貌,在骨料界面处形成较多胶凝产物,提升了骨料颗粒之间的胶结程度。此外,适量石粉的加入对丰宁地区较粗机制砂混凝土有一定填充作用,能提升混凝土力学性能。FTIR和Zeta电位测试结果表明,角闪岩弃碴石粉能吸附聚羧酸减水剂并发生反应生成离子化合物,聚羧酸减水剂提升了石粉、水泥和聚羧酸溶液体系稳定性。本研究可为角闪岩弃碴机制砂在普通混凝土中应用及石粉在混凝土中取代不同胶凝材料用量配比设计提供参考。

全固废再生流态混合料制备及性能研究

周文娟, 胡牛涛, 钮浩翔, 谢谦

2024, 43(1): 257-267.

摘要 ( 59 )

PDF (9015KB) ( 83 )

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本文以碱渣、矿渣、冗余土、砖混再生骨料为主要原料制备回填用全固废再生流态混合料。通过流动度、凝结时间及抗压强度试验,探讨了胶材组成及胶材总量对流态混合料工作性能及力学性能的影响,并通过XRD、SEM进行微观分析。试验结果表明:当碱渣掺量为15%~50%(质量分数,下同)、矿渣为20%~85%、粉煤灰为0%~40%时,流态混合料强度达1 MPa;矿渣掺量对流态混合料的早期及后期抗压强度增长影响最显著;碱性废渣及粉煤灰掺量对流态混合料后期抗压强度的增长影响显著。通过微观分析发现,流态混合料的强度主要源于矿渣在碱性环境下发生的解聚,C-S-H、C-A-S-H及AFt交织形成骨架。

无机胶凝材料改性脱硫建筑石膏性能研究

单俊鸿, 张泽, 高鹏, 王奎

2024, 43(1): 268-275.

摘要 ( 49 )

PDF (8330KB) ( 59 )

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循环流化床(CFB)灰渣具有良好的火山灰性,以脱硫建筑石膏为主要胶凝材料,电石渣为碱激发剂,CFB灰渣和粉煤灰为矿物掺和料,研究CFB灰渣对脱硫建筑石膏流动度、凝结时间、抗压强度、膨胀率等性能的影响规律,并借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段分析其水化产物和微观形貌。结果表明,掺入CFB灰渣可以有效提高脱硫建筑石膏的力学性能和耐水性能,但对工作性能和膨胀性能有负面影响。经20%(质量分数)CFB飞灰、5%(质量分数)电石渣复合改性后,脱硫建筑石膏的1、28 d绝干抗压强度分别为20.53、22.37 MPa,较脱硫建筑石膏基样分别增加了28.6%、35.9%。CFB灰渣水化生成的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)包裹并填充于二水石膏晶体表面及空隙中,使硬化体内部结构更加密实,从而提高了脱硫建筑石膏的力学性能和耐水性能。

非规则再生骨料建模及再生骨料混凝土数值模拟

胡焱博, 高鹏, 李景哲, 章国辉, 王国陶, 董帅志, 储玉婷, 詹炳根, 余其俊

2024, 43(1): 276-286.

摘要 ( 97 )

PDF (13761KB) ( 175 )

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传统再生骨料混凝土(RAC)模型多采用基本几何形状来代表再生骨料(RA)结构,这与实际情况差异较大。本文结合数字图像技术和傅里叶描述法构建了真实的二维骨料数据库,并提出了基于骨料叠加法随机生成RA的新方法。基于外接矩形框/内切圆的粗判定和基于重叠框的精细判定提出了一种新的适用于傅里叶重构骨料的快速投放算法,实现了不同RA取代率和RA残余砂浆含量的RAC细观结构的构建。基于内聚力模型根据随机生成的RAC的细观结构建立了数值模型,研究了RA取代率和RA残余砂浆含量对RAC单轴抗拉性能的影响。结果表明,RAC的抗拉强度和弹性模量随着RA取代率和RA残余砂浆含量的增加而降低,但峰值应变变化不大。该RA模型更符合实际,且附着砂浆的含量和分布可自主调整。

碱激发垃圾焚烧底灰地聚物的制备及其水化特性研究

刘刚, 李心诚, 刘金军, 蹇守卫, 范璐璐, 涂亮亮

2024, 43(1): 287-294.

摘要 ( 55 )

PDF (7178KB) ( 76 )

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本文采用城市垃圾焚烧底灰(BA)、偏高岭土和矿粉作为原料,NaOH和水玻璃作为碱激发剂来制备底灰地聚物,重点研究了不同碱含量、BA掺量对聚合物抗压强度及水化特性的影响。研究表明:当碱含量达7%(质量分数,下同)时,过量的钠与活性钙、活性硅和铝反应,从而形成大量低强度N-A-S-H,使底灰地聚物强度下降;当碱含量固定、BA掺量达到80%时,底灰地聚物的强度大幅度降低。对于底灰而言,其聚合物体系对重金属离子具有显著的固化效果。因此,采用BA制备底灰地聚物对城市固废绿色再生利用和环境保护具有重要意义。

焚烧飞灰火山灰活性测试及评价方法研究

陈佳庆, 陈萍, 谢育朦, 王寅, 王子昂, 詹良通

2024, 43(1): 295-301.

摘要 ( 47 )

PDF (3641KB) ( 68 )

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生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用正受到关注,火山灰活性是其应用的重要性能,但目前缺乏可靠的火山灰活化评价方法。鉴于粉煤灰与焚烧飞灰均是焚烧产物,借鉴现有粉煤灰的火山灰活性评价方法,从物质组成(成分结构分析法)、胶凝性能(强度指数法)和化学反应(结合水含量法)三个角度对两种焚烧飞灰(炉排炉、流化床)进行火山灰活性测试和分析,同时与三个等级粉煤灰的测试结果进行对比。结果表明:成分结构分析法和强度指数法均可用于评价焚烧飞灰的火山灰活性,而结合水含量法不适用;非晶相硅铝含量可以作为火山灰活性的表征指标,与强度指数具有一定相关性;强度指数法测试结果受非晶相硅铝与钙相对含量的影响,对于焚烧飞灰,14 d胶砂强度指数即可反映其火山灰活性,而对于粉煤灰,需要考虑采用90 d甚至更长龄期的强度指数来进行评价。

高温下氮化硅陶瓷摩擦磨损性能的演变及机理研究

刘文进, 周国相, 杨治华, 贾德昌

2024, 43(1): 302-311.

摘要 ( 75 )

PDF (21672KB) ( 119 )

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Si₃N₄陶瓷因具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高硬度等特点,在高温耐磨损领域的应用备受关注。本文研究了高温下Si₃N₄陶瓷与C/SiC陶瓷或GH214合金摩擦时的平面摩擦磨损性能及磨损机理。结果表明:Si₃N₄陶瓷和C/SiC陶瓷对磨时,随着温度升高,摩擦系数先增大后减小;当温度为1 200 ℃时,Si₃N₄陶瓷平均摩擦系数低于 0.4,且其磨损表面出现磨痕、磨粒和SiO₂氧化膜,磨损形式主要为磨粒磨损和氧化磨损。Si₃N₄陶瓷与GH214合金对磨时,随着温度升高,摩擦系数增大,陶瓷样品表面出现明显的金属氧化物层,其磨损形式主要为粘着磨损和氧化磨损。Si₃N₄陶瓷与两种对磨材料摩擦时,氧化磨损均产生氧化膜并对Si₃N₄陶瓷均有保护和润滑作用,可有效减少Si₃N₄陶瓷基体的磨损,提高Si₃N₄陶瓷的磨损使用寿命。

碳源对反应烧结碳化硅性能的影响

张喜飞, 陈定, 顾华志, 黄奥, 付绿平

2024, 43(1): 312-316.

摘要 ( 52 )

PDF (6335KB) ( 68 )

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以炭黑和石墨为碳源,控制碳添加量为10%(质量分数,下同),研究了不同炭黑、石墨比例对反应烧结碳化硅性能的影响。结果表明,当炭黑添加量为4%、石墨添加量为6%时,反应烧结碳化硅的力学性能较佳,此时抗弯强度为251.7 MPa,断裂韧性为4.29 MPa·m^1/2。通过XRD检测及对XRD谱进行Rietveld精修,分析发现炭黑添加量为4%、石墨添加量为6%的反应烧结碳化硅中的游离Si含量为24.44%(质量分数),而石墨添加量为10%的反应烧结碳化硅中的游离Si含量为28.57%(质量分数),相比前者游离Si含量较高,减少游离Si的含量可以提高反应烧结碳化硅的力学性能。

聚乙二醇对硅酸盐胶黏剂适用期与性能的影响

沈镇强, 王玉丹, 曹先启, 宋来明, 薛金龙, 王超

2024, 43(1): 317-328.

摘要 ( 39 )

PDF (12452KB) ( 74 )

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为解决硅酸盐胶黏剂在空气中裸露时表面固化成膜导致的适用期过短问题,向硅酸盐胶黏剂中加入聚乙二醇(PEG)进行改性,使用流变仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重红外质谱联用仪和万能拉力机系统研究了胶黏剂的适用期、流变性能、微观形貌、分子结构、热稳定性及粘接性能。结果表明:当硅酸盐胶黏剂中PEG掺量为6%(质量分数)时,适用期延长至50 min;PEG在胶黏剂内部分布均匀,显著改变了胶黏剂的致密性与触变性;由Arrhenius方程计算出的预固化活化能由8.47 kJ/mol提高至12.61 kJ/mol;PEG不影响体系粘接性能,对同类型硅酸盐胶黏剂适用期也具有良好的延长效果。

花岗岩废料与玻璃废渣制备发泡陶瓷的研究

赵成琳, 袁文海, 董祎然, 姜葱葱, 何彪, 黄世峰, 程新

2024, 43(1): 329-338.

摘要 ( 59 )

PDF (12606KB) ( 97 )

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本文以花岗岩废料和玻璃废渣为原料、SiC为发泡剂,采用粉末烧结法制备了高孔隙率、低吸水率的全固废发泡陶瓷,探究了花岗岩废料和玻璃废渣配合比、烧结温度、发泡剂掺量对发泡陶瓷孔结构及性能的影响。结果表明:花岗岩废料形成了发泡陶瓷的骨架结构,玻璃废渣具有助熔作用;当玻璃废渣掺量为20%(质量分数)时,烧结温度降低了40 ℃。在1 110~1 150 ℃下制备的发泡陶瓷抗压强度为2.23~0.41 MPa,体积密度为468.41~326.31 kg/m³,孔隙率为79.15%~86.81%,吸水率为0.96%~1.00%,平均孔径为0.49~1.43 mm,实现了对发泡陶瓷孔径的有效调控,满足了不同应用场景对发泡陶瓷不同孔径的需求。本研究为花岗岩废料和玻璃废渣的规模化利用及不同孔径发泡陶瓷的制备提供了技术支持。

复合添加MgO和La₂O₃对纳米微晶氧化铝陶瓷微观结构的影响

李慧, 张金平, 高景霞, 王二萍, 张洋洋

2024, 43(1): 339-346.

摘要 ( 34 )

PDF (8700KB) ( 73 )

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纳米微晶氧化铝磨料具有良好的通用性和高精度磨削能力,且性价比较高,在机械制造、轴承、模具、汽车等领域有广泛的应用潜力。本研究以勃姆石(γ-AlOOH)为原料,MgO、La₂O₃为添加剂,采用溶胶-凝胶工艺合成纳米微晶氧化铝。通过差示扫描量热仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和从头算分子动力学方法模拟计算研究了添加剂对微晶氧化铝相转化、物相组成、微观结构及力学性能的影响。结果表明:复合添加MgO和La₂O₃可以使氧化铝中间相θ-Al₂O₃向α-Al₂O₃转化的温度从1 257 ℃降低到1 105 ℃,将致密化温度从1 600 ℃降低到1 350 ℃,将微晶氧化铝的晶粒尺寸从1.04 mm减小到120 nm,实现了低温致密烧结。

利用不锈钢渣制备微晶玻璃的研究进展

沈月, 周亚辉, 贾璐, 贾路瑶, 李浩, 姚彬, 邓磊波

2024, 43(1): 347-353.

摘要 ( 48 )

PDF (4516KB) ( 69 )

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工业的快速发展导致固体废弃物逐年增加,由其带来的环境与资源问题不容忽视。利用工业固体废弃物制备微晶玻璃材料是固废资源化利用的重要途径之一,同时,该方法还可实现有害重金属元素的固化,减少环境危害。本文基于不锈钢渣的来源与特性,对比分析了不锈钢渣无害化处理的常见方法。针对不锈钢渣的无害化处理和资源化利用问题,重点综述了利用不锈钢渣制备微晶玻璃过程中主要成分对材料结构与性能的影响;另外,基于微晶玻璃对重金属元素的固化研究现状,重点讨论了微晶玻璃对不锈钢渣中Cr、Ni、Mn重金属元素的固化;最后对不锈钢渣无害化处理与资源化利用的未来研究方向进行了展望。

废液晶玻璃再生制备低膨胀硼硅玻璃及其理化性能研究

田英良, 袁智淳, 赵志永, 穆广涵, 何峰

2024, 43(1): 354-362.

摘要 ( 47 )

PDF (1520KB) ( 82 )

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基于废液晶玻璃的高值化再生利用,以废液晶玻璃作为主要原料,石英砂、硼酸、纯碱为辅助原料,制备了低膨胀硼硅玻璃。通过浮力法、压痕法、石英膨胀法和重量试验法,探究了废液晶玻璃和辅助原料(Na₂O和B₂O₃)掺量对玻璃理化性能的影响。结果表明:随着废液晶玻璃掺量增加,玻璃密度、线热膨胀系数和耐酸质量损失增大,维氏硬度和耐碱质量损失减小;随着辅助原料中Na₂O含量增大,玻璃密度、线热膨胀系数、耐酸质量损失和耐碱质量损失增大,维氏硬度减小;随着辅助原料中B₂O₃含量增大,玻璃密度和维氏硬度减小,线热膨胀系数和耐酸耐碱质量损失增大;当废液晶玻璃、辅助原料中Na₂O和B₂O₃质量分数分别为60.00%、1.00%和14.72%时,玻璃维氏硬度最大、密度和线热膨胀系数最小,分别为7.143 0 GPa、2.309 7 g·cm^-3和3.531 7×10^-6℃^-1;当废液晶玻璃、辅助原料中Na₂O和B₂O₃质量分数为60.00%、3.00%、9.72%时,玻璃耐酸质量损失最小,为0.614 0 mg·cm^-2;当废液晶玻璃、辅助原料中Na₂O和B₂O₃质量分数为70.00%、2.00%、11.67%时,玻璃耐碱质量损失最小,为1.214 0 mg·cm^-2。

氧化石墨烯辅助仿生矿化原位合成羟基磷灰石

张彪, 石淇铭, 白梓恒, 刘泓宇, 马涛, 王芬, 朱建锋, 施佩

2024, 43(1): 363-369.

摘要 ( 50 )

PDF (9490KB) ( 60 )

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羟基磷灰石(HAp)是一种与人体骨骼成分类似的无机材料,具有良好的生物相容性。本文以氧化石墨烯(GO)为模板,通过模拟体液(SBF)仿生矿化原位合成了HAp纳米粒子。通过SEM、XRD、EDS和拉曼光谱等测试分析研究了矿化时间、SBF/GO体积比对矿化产物物相组成、形貌和结构的影响。结果表明,矿化处理后的GO表面形成了大量均匀分布的类骨HAp。随着矿化时间延长和SBF体积占比增大,矿化产物的尺寸及数量增大,GO层间距逐渐扩大。本研究验证了GO辅助合成HAp的可行性,拓展了仿生矿化法的应用领域。

EDTA-LDH/zeolite制备及其对重金属离子的吸附

谢修鑫, 廖立兵, 雷馨宇, 王丽娟, 唐晓尉

2024, 43(1): 370-382.

摘要 ( 43 )

PDF (11472KB) ( 76 )

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用水热法和焙烧还原法两步合成了乙二胺四乙酸-水滑石/沸石(EDTA-LDH/zeolite)复合材料,并将其用于去除水溶液中的Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺,系统研究不同条件下EDTA-LDH/zeolite对单一及混合重金属离子溶液中Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺的吸附效果与吸附机制。结果表明,当EDTA-LDH/zeolite投加量为0.05 g、重金属离子浓度为1 500 mg/L、pH值为6.5、吸附时间为24 h时,EDTA-LDH/zeolite吸附性能最佳。重金属离子间存在竞争吸附,EDTA-LDH/zeolite对Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺的最大吸附容量分别为65.33、98.35和108.51 mg/g。去除过程中沉淀作用、表面络合、螯合反应等多种机制协同作用,去除行为均符合Langmuir等温模型与拟二阶动力学模型。

储氢材料虚拟仿真实验的设计与教学实践

卢洋藩, 肖学章, 刘芙, 程逵, 陈立新

2024, 43(1): 383-386.

摘要 ( 54 )

PDF (948KB) ( 31 )

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针对固态储氢材料制备及性能测试线下实验教学中存在的时间、空间和深度限制,设计建设了虚拟仿真实验。实验内容包含一类材料、两个体系、两类制备技术、三种性能测试方法,并且结合动画展示材料内部原子级别的反应机理,既让学生亲自体验、直接观察每一步实验过程,又能深入理解实验机理,实现了多个维度的以虚补实和探究型的实验教学,有利于培养学生的自主学习能力和实践创新能力,提升材料科学与工程专业实验教学的质量和水平。

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