氯氧镁水泥固化淤泥力学性能试验与微观机理研究

绿色低碳的氯氧镁水泥(MOC)在淤泥固化中具有较好的应用前景.目前，MOC固化淤泥领域对于MOC净浆中认为的较优水氯比区间(n(H₂O)/n(MgCl₂)=12～21)研究较少，相关反应机理尚不明确.选取5组满足该区间的水氯比(n(H₂O)/n(MgCl₂)=16,17,18,19,20),通过无侧限抗压强度(UCS)、酸碱度(pH)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等试验，研究了水氯比、MgO掺量以及养护龄期对MOC固化淤泥力学性能以及微观机理的影响.结果表明：MOC固化淤泥的最优水氯比为17;MOC固化淤泥早强显著，但14 d后无侧限抗压强度会有所下降；相同水氯比下，MgO掺量越高，生成的产物越多，无侧限抗压强度越大，pH也越高；MOC固化淤泥的产物以三相(3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)为主，并含有少量五相产物(5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂...     

聚丙烯单丝增强石膏基复合材料力学性能的研究

采用较粗的聚丙烯(PP)单丝作为石膏材料的增强材料,通过抗折和抗压实验研究了单丝长度、掺量对PP单丝/石膏复合材料抗折和抗压强度的影响.抗折实验结果表明:PP单丝的掺入有利于提高复合材料的抗折强度,当掺量小于1%时,复合材料抗折强度随掺量增加而变大,当掺量为2%时复合材料抗折强度呈下降趋势;掺量相同的情况下,单丝长度越长增强效果越好,15 mm的PP单丝掺量为1%的试样抗折强度最高较空白样提高了26%;折断后试样断口中PP单丝呈拔出状,表明PP单丝与石膏材料的结合较弱.抗压实验结果表明:PP单丝的掺入降低了复合材料的抗压强度,抗压强度随掺入量增加而减小,15 mm的PP单丝掺量为2%的试样抗压强度最小较空白样减少了9.6%.     

储能充填体相变前后传热性能及强度特征

目前,深井高温问题越来越突出,在充填体中加入相变材料来降低地温是解决深井高温问题的新思路。采用石蜡和CaCl₂·6H₂O制备新型复合相变材料,通过差示量热扫描仪、扫描电子显微镜、电液伺服岩石压力试验机和数值模拟等手段,研究含石蜡-CaCl₂·6H₂O充填体的相变前后的抗压强度与传热性能。研究结果表明：石蜡与CaCl₂·6H₂O复合后不发生化学反应,石蜡-CaCl₂·6H₂O不溶于水最佳复合质量比为3:2;石蜡-CaCl₂·6H₂O经济成本较低,在常用相变材料中经济排名靠前;加入石蜡-CaCl₂·6H₂O后充填体的抗压强度降低12.95%,石蜡-CaCl₂·6H₂O发生相变后,强度降低37.65%,但充填体的热量吸收能力提高79.60%;含石蜡-CaCl₂·6H<...     

纳米粒子和聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料抗折性能

通过抗折试验和抗折试验后小立方体抗压强度试验,探讨了纳米粒子掺量、聚乙烯醇(PVA)纤维掺量和石英砂粒径对水泥基复合材料抗折性能的影响。结果表明,纳米粒子掺量、PVA纤维体积掺量和石英砂粒径对水泥基复合材料抗折强度和抗折试验后小立方体抗压强度有较大影响。PVA纤维水泥基复合材料的抗折强度和小立方体抗压强度随着纳米Si O_2掺量增加呈先增大后减小的趋势,当纳米Si O_2掺量达到1.5%和1.0%时,抗折强度和抗压强度分别达到最大值;随着纤维体积掺量的增大,掺纳米Si O_2水泥基复合材料抗折强度和小立方体抗压强度逐渐增大,但当PVA纤维体积掺量超过0.6%时,小立方体抗压强度有逐渐降低的趋势;随着石英砂粒径的减小,抗折强度和小立方体抗压强度逐渐降低,采用粒径a石英砂配制的水泥基复合材料具有更高的抗折强度和小立方体抗压强度。     

纳米粒子和PVA纤维增强水泥基复合材料抗折性能研究

通过抗折试验和抗折试验后小立方体抗压强度试验,探讨了纳米粒子掺量、PVA纤维掺量和石英砂粒径对水泥基复合材料抗折性能的影响。结果表明,纳米粒子掺量、PVA纤维体积掺量和石英砂粒径对水泥基复合材料抗折强度和抗折试验后小立方体抗压强度有较大影响。PVA纤维水泥基复合材料的抗折强度和小立方体抗压强度随着纳米SiO₂掺量增加呈先增大后减小的趋势,当纳米SiO₂掺量达到1.5%和1.0%时,抗折强度和抗压强度分别达到最大值;随着纤维体积掺量的增大,掺纳米SiO₂水泥基复合材料抗折强度和小立方体抗压强度逐渐增大,但当PVA纤维体积掺量超过0.6%时,小立方体抗压强度有逐渐降低的趋势;随着石英砂粒径的减小,抗折强度和小立方体抗压强度逐渐降低,采用粒径a石英砂配制的水泥基复合材料具有更高的抗折强度和小立方体抗压强度。     

外掺料对秸秆水泥基复合材料性能的影响

为改善秸秆水泥基复合材料耐水性、提高其强度,将粉煤灰和脲醛树脂作为外掺料加入到秸秆水泥基复合材料中,采用吸水率、软化系数、抗压和抗折强度等试验方法,研究不同掺量外掺料对秸秆水泥基复合材料物理力学性能影响。试验结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,秸秆水泥基复合材料的耐水性和强度增加;随脲醛树脂掺量的增加,复合材料软化系数提高,吸水率降低,材料的柔韧性增强。这说明粉煤灰和脲醛树脂均能增强复合材料耐水性,改善其力学性能。     

聚乙烯醇、玄武岩混杂纤维混凝土性能研究

将玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维混杂后掺入到C60级普通混凝土基体中,对两种纤维长度和三种纤维体积掺量下混凝土基体的28d抗压、抗折和弯曲韧性等性能进行实验研究。结果表明,混凝土中掺入纤维后,低掺量纤维对基体的抗压强度有所增加;抗折强度随纤维掺量增加而增加,15mm混杂纤维对混凝土抗折强度效果最好;弯曲韧性随纤维掺量和纤维长度增加而增加。     

碳排放CO2温室效应机制

基于两个化学反应(1)CO₂+H₂O→H₂CO₃和(2)H₂CO₃+3H₂O→H₂CO₃·3H₂O,采用量子化学方法,优化获得反应物和产物分子结构,计算其红外振动光谱和化学反应的热力学数据,确定这些化合物对红外辐射的吸收与强度.研究发现,反应(1)和(2)能自发发生反应,产生H₂CO₃和H₂CO₃·3H₂O(三水碳酸);H₂CO₃具有较强的红外辐射吸收(重要的吸收频率1 919.9 cm^-1和强度426.7 km/mol等),H₂CO₃·3H₂O具有很强的红外辐射吸收(重要的吸收频率3 145.9 cm^-1和强...     

冻融循环作用下玄武岩纤维混凝土抗压和抗折性能分析

通过掺加纤维的方法可有效改善混凝土在寒冷或者低温地区的冻害情况.基于此,本文通过控制变量法设计了5组不同冻融循环作用次数和4种玄武岩纤维掺量下的正交试验,并以此探究了不同冻融循环作用和不同玄武岩纤维掺量下混凝土的力学性能.研究结果表明：1)掺加玄武岩纤维可有效提高混凝土抗压强度、抗折强度以及抗冻融性能,且当掺量为2 kg/m³时其强度提高幅度最大;2)随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土抗折强度提高率增大,而抗压强度提高率则先增大后减小;3)当玄武岩纤维掺量为2 kg/m³时,不同冻融循环作用下混凝土抗折强度降低率随着冻融次数的增加而增加,抗压强度降低率则不明显.     

玄武岩纤维粉煤灰橡胶混凝土力学性能试验研究

对玄武岩纤维橡胶混凝土设计了正交试验,对其力学性能进行测试并与普通混凝土对比,分析橡胶颗粒取代率、玄武岩纤维和粉煤灰掺量对混凝土28 d抗压、劈裂抗拉和抗折强度的影响。结果表明:橡胶颗粒取代率5%,玄武岩纤维掺量4 kg/m~3,粉煤灰掺量15%时,混凝土各项性能最佳。随橡胶颗粒取代率增加,混凝土抗压强度显著降低;而掺入玄武岩纤维使抗拉和抗折强度有较大幅度提升;最后从玄武岩纤维对混凝土类材料增韧阻裂机制进行了讨论。     

纳米SiO2稳泡效应及其对泡沫混凝土性能的影响

泡沫的稳定性是影响泡沫混凝土性能的重要因素,文章利用硅烷偶联剂(烷氧基硅烷聚合物)对纳米SiO₂(简称NS)进行表面润湿性改性,研究改性纳米SiO₂稳泡剂对泡沫稳定性的影响,以及不同掺量改性纳米SiO₂稳泡剂对泡沫混凝土流动性、强度、干燥收缩的影响。研究结果表明：硅烷偶联剂能够有效地改变纳米SiO₂表面润湿性,只有适当润湿性和掺量的纳米SiO₂才能起到提高泡沫稳定性的作用;随着改性纳米SiO₂稳泡剂掺量的增加,泡沫混凝土的流动度会略有下降,抗压强度得到明显提升,而抗折强度受到的影响不大,干燥收缩率也受到一定程度的抑制。     

半柔性路面用地聚物砂浆配合比设计

以粉煤灰为主要原料,矿渣微粉为掺加剂,水玻璃(Na₂O·nSiO₂)和氢氧化钠为复合激发剂,标准砂为细集料,通过正交实验进行配合比设计,运用极差和方差分析流动度、凝结时间、泌水率、抗压及抗折强度、收缩膨胀率的影响规律,在常温条件下制备半柔性路面用地聚物砂浆.实验结果表明:半柔性路面用地聚物砂浆配合比的水胶比为0.45~0.50,砂胶比为0.2,矿渣微粉取代率为0.3,碱激发剂掺量为0.14~0.17.     

再生微粉基本性能及对胶砂性能的影响

为了研究再生微粉的基本理化性能及其对胶砂抗压、抗折强度和微观结构的影响,本试验测试了再生微粉的基本物理性能指标,采用X射线衍射及荧光衍射法(XRD,XRF)分析了再生微粉的主要化学组成;将再生微粉作为矿物掺合料以不同掺量取代水泥,研究了再生微粉取代率对砂浆抗压、抗折强度及微观结构的影响规律。结果表明:(1)再生微粉粒径较大且质地疏松,其主要化学成分与普通硅酸盐水泥相近;(2)胶砂抗压、抗折强度随再生微粉掺量的增大而降低;(3)再生微粉掺量越大,砂浆微观结构越疏松多孔。再生微粉掺量在10%以内时,可以作为矿物掺合料替代水泥制备胶砂。     

再生橡胶改性高强混凝土性能试验研究

以废轮胎橡胶粉作为改性材料,研究了橡胶粉含量和细度对高强混凝土密度、坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。研究表明:随着橡胶粉掺量的增加,橡胶粉高强混凝土材料的密度、坍落度、强度会下降。橡胶粉的粒径对高强混凝土的抗压强度、抗折强度影响不明显,但劈裂抗拉强度就随着橡胶粉粒径的增大而下降。     

纳米SiO2对橡胶砂浆力学及收缩特性影响的研究

为了提高大掺量橡胶颗粒砂浆的力学强度,推进橡胶砂浆在实际工程中的应用,试验采用外掺纳米SiO_2的方法对橡胶砂浆进行改性,研究不同掺量纳米SiO_2对橡胶砂浆的孔隙率、密度、抗压强度与抗折强度以及试块的干缩和自收缩性能的影响。试验结果表明,纳米SiO_2的加入能够有效降低橡胶砂浆孔隙率,提高其密度及抗压强度与抗折强度,但在纳米SiO_2掺量小于3%时,强度提升幅度随纳米SiO_2掺量增加明显增加,在纳米SiO_2掺量大于3%时,其强度增长幅度变缓。橡胶等体积替代30%砂的条件下,纳米SiO_2最佳掺量为水泥质量的3%;纳米SiO_2在提高橡胶砂浆抗压与抗折强度的同时也加大了试块的收缩,增大了砂浆的开裂风险,故在今后的研究中仍需进一步综合考量。     

再生橡胶改性高强混凝土性能试验研究

以废轮胎橡胶粉作为改性材料，研究了橡胶粉含量和细度对高强混凝土密度、坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。研究表明：随着橡胶粉掺量的增加，橡胶粉高强混凝土材料的密度、坍落度、强度会下降。橡胶粉的粒径对高强混凝土的抗压强度、抗折强度影响不明显，但劈裂抗拉强度就随着橡胶粉粒径的增大而下降。     

纳米SiO_2与粉煤灰的增强效应对透水混凝土性能的影响

在基准透水混凝土配合比的基础上,研究复掺纳米SiO_2和粉煤灰对透水混凝土性能的影响。通过抗压、抗折、渗透系数、孔隙率等实验对比两种掺和料对透水混凝土力学性能和渗透系数的影响。结果表明:单掺纳米SiO_2对透水混凝土的抗压和抗折强度均有提升,对渗透系数和孔隙率没有影响;单掺粉煤灰对透水混凝土的抗压和抗折强度呈现先增大后减小的趋势,渗透系数和孔隙率小幅度的下降;双掺纳米SiO_2与粉煤灰对透水混凝土性能起叠加效应。在不影响渗透系数前提下,当纳米SiO_2掺量为5%,粉煤灰掺量为20%时,透水混凝土抗压强度最高。     

橡胶粒径与掺量对砂浆力学性能影响的试验研究

摘 要 系统研究了橡胶粒径和掺量对橡胶砂浆力学性能的影响,橡胶等体积替代砂子比例为20%、40%、60%,橡胶粒径分别为5~20 目、20~40 目、60~80 目。研究结果表明,橡胶砂浆抗压强度和抗折强度均随橡胶掺量的增大而降低,随橡胶粒径的减小而提高。优选橡胶粒径为60~80 目时,具有20%,40%和60%橡胶掺量的橡胶砂浆抗压强度分别降低21.6%,43.3%和55.8%,抗折强度分别降低14.9%,29.4%和33.8%。另外,橡胶掺量越大,粒径越小,则橡胶砂浆折压比越大,韧性越好。该项研究对促进废弃橡胶的规模化应用,提高混凝土的韧性,具有重要的理论和实用价值。     

基于NSGA-Ⅱ的二氧化碳氢化反应热力学多目标优化

二氧化碳氢化合成低碳烯烃反应是化学储能技术路径中重要的单元反应,二氧化碳首先与由可再生能源获得的氢气进行化学反应合成低碳烯烃,随后通过齐聚反应将能量储存到清洁燃料中。以二氧化碳氢化合成低碳烯烃反应为研究对象,使用Gibbs自由能最小化方法进行了平衡热力学分析,得到反应温度、反应压力、进料气H₂与CO₂的物质的量比对CO₂平衡转化率、低碳烯烃选择性及平衡组分的影响;基于统计学理论建立了反应参数对CO₂平衡转化率、低碳烯烃选择性和反应系统中H₂O平衡摩尔分数的回归函数模型;最后采用基于快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）的多目标优化方法对反应系统性能进行多目标优化。结果表明：从提高反应系统性能和降低催化剂水解失效风险角度进行的多目标优化与CO₂平衡转化率最大的单目标优化相比,H₂O的平衡摩尔分数从47.2%减少到24.9%;与低碳烯烃选择性最大的单目标优化相比,H₂O的平衡摩尔分数从51.1%减少到18.7%;与H₂O平衡摩尔分数最小的单目标优化相比,CO₂平衡转化率和低碳烯烃选择性从64.9%和8.7%分别提高到72.9%和58.6%。     

纳米MgO对高强水泥基材料力学与收缩性能的影响

高强水泥基材料通常表现出收缩量大和容易开裂等问题,为此,采用纳米MgO制备高强水泥基材料,探析纳米MgO对高强水泥基材料力学性能和收缩性能的改性作用。结果表明:纳米MgO掺量越大,高强水泥基材料的初凝时间和终凝时间越短,终凝时间的缩短量相对较大,流动性降低。0. 5%～4. 0%纳米MgO能提高高强水泥基材料的抗折强度与抗压强度,且抗折强度约为抗压强度的1/5～1/7;掺量为1. 0%时,抗折强度和抗压强度达到最大。干燥收缩与质量损失随纳米MgO掺量的增加不断降低;且两者之间存在呈线性关系。综上发现,纳米MgO能改性高强水泥基材料的和易性、力学性能和收缩性能。