废弃瓷砖制备烧结透水砖的研究

以废弃瓷砖和回收建筑玻璃为原料,利用面粉为造孔剂和成型粘结剂,通过瓷砖破碎、玻璃粉磨、模压成型及高温烧制等工艺制备出烧结透水砖,并研究瓷砖骨料和玻璃粉料配比与烧制温度对透水砖孔隙率、抗折强度、体积密度、透水系数等性能的影响。结果表明:当玻璃粉含量为20%、烧制温度为1 100℃时,所制得的透水砖综合性能优异,此时其抗折强度为(7.66±1.56)MPa、孔隙率为30%、体积密度为1.44 g/cm~3、透水系数为0.11 cm/s。     

透水道路砖的制备及性能的研究

利用矿渣颗粒所固有的特性——多孔性和吸水性来制备透水砖,采用了不同集灰比和水灰比制备透水砖,通过用静水天平来测其有效孔隙率,用TZA-300型电液压式抗折抗压试验机测定其28天抗压强度,用抗渗仪测其透水性。分析不同的集灰比和水灰比对透水砖强度、有效孔隙率及透水性的影响,从而选择出更好的制备透水砖的配合比。     

复合结构生态透水砖设计及性能分析

以水泥细石透水混凝土为基层材料、树脂砂基混合料为面层材料,制备复合结构生态透水砖(EP-BCS).通过分析树脂、水泥、有机物X及石英粉对复合结构砂基透水砖的抗折强度、抗压强度,以及透水系数的影响规律,确定透水砖的基本结构和组分,并对其透水机理进行分析.研究表明:掺入4%石英粉作为矿物外掺料,可以在保证树脂砂基混合料强度的基础上有效改善材料的透水性能;当树脂掺量为3%～5%时,有利于面层砂基混合料力学性能的改善;当树脂掺量为5%,石英粉掺量为4%,以及体积分数10%的有机物X掺量为2%,基层透水混凝土的主要组分掺量为细石∶水泥∶水=3.0∶0.8∶0.3时,复合结构生态透水砖的抗压强度高于25.0MPa,且透水系数均高于2.3×10-2 cm·s-1,满足相关规范对一般透水砖的性能要求.     

利用废弃陶瓷磨具再生砂制备烧结透水砖

利用废弃陶瓷磨具破碎制成具有复合结构的坚固的不同粒度再生骨料,进而以不同粒度的骨料和砂结比分别配制透水砖的上层(装饰过滤层)和下层(透水层)的成型料,以二次投料法模压成型具有复合结构的透水砖坯体,脱模后在相应的温度制度下干燥、烧结,制成透水砖样品.经便携式显微镜观测发现其上层、下层和中间结合层组织均具有丰富的气孔结构.经检测,该透水砖透水性能优异,透水系数为2.8 cm/s,远超A级指标规定的标准值2.0×10-2 cm/s;耐磨性方面测得磨坑长度30 mm,防滑性77 BPN;劈裂抗拉强度为平均值9.2 MPa,单块最小值9.0 MPa;抗冻性良好,在经过35次冻融循环后单块质量损失率3％,冻后顶面缺损深度2 mm,强度损失率13％.该烧结透水砖满足了国内各地区,特别是北方冬季冰冻地区在海绵城市建设中对透水铺装材料的要求.     

环保透水砖的制备与性能研究

以废玻璃、废陶瓷为主要原料,以粘土为结合剂制备环保型陶瓷透水砖。透水砖经1000℃保温I-3h烧成。透水系数〉1．0×10^-2cm/s,保水性〉0．6g/cm^3,抗压强度〉12．1MPa。产品符合JC／T945--2005《透水砖》标准。     

气体静压轴承用多孔SiC陶瓷的制备及静态性能

以α-SiC和β-SiC粉末为原料,羧甲基纤维素为造孔剂,制备了多孔SiC陶瓷.探讨了烧结温度、成型压力和造孔剂含量对SiC陶瓷的气孔率、显气孔率以及弯曲强度的影响,研究了用不同渗透率的多孔SiC陶瓷制备气体静压轴承的承载能力和静态刚度.结果表明:在高温下,β-SiC转变为α-SiC,同时,通过α-SiC的蒸发-凝聚过程实现了SiC陶瓷的烧结,并形成无收缩自结合结构;试样的气孔率和显气孔率随烧结温度和成型压力的增加而略有降低,但弯曲强度却增大;造孔剂含量越高,试样的气孔率和显气孔率越大,弯曲强度越低.添加质量分数为10%的造孔剂,经250MPa冷等静压成型,在2 400℃下制备的试样气孔率和显气孔率分别为28.91%和24.03%,渗透率为7.74×10-13 m2,弯曲强度为63.8MPa.因此,多孔SiC陶瓷的渗透率越低,利用它制备的气体静压轴承的承载能力越低,静态刚度就越高.     

艺术陶瓷材料的制备与性能研究

研究了成型压力、SiC微粉添加量和造孔剂含量对多孔陶瓷体积密度、显气孔率、常温和高温折弯强度的影响。结果表明,多孔陶瓷适宜的成型压力为100MPa,此时,陶瓷材料具有较高的折弯强度和体积密度以及低的显气孔率;随着SiC微粉加入量的增加,陶瓷试样的常温和高温抗折强度都呈现出先增加后减小,然后又逐渐增加的特征,当SiC微粉加入量为40%时,陶瓷试样具有较高的常温和高温折弯强度,且此时的体积密度较高、显气孔率较低。随着造孔剂加入量的增加,陶瓷试样的体积密度逐渐减小,而显气孔率逐渐增加,陶瓷试样的常温和高温抗折强度都呈现逐渐减小的特征;加入相同量的造孔剂的情况下,陶瓷试样的高温抗折强度高于常温抗折强度。     

再生骨料混凝土配制透水路面砖

通过理论计算和试验分析,揭示骨灰比、砂率和水灰比对再生骨料透水混凝土力学性能和透水系数的影响规律.采用功效系数法得出再生骨料透水混凝土配合比控制参数,即骨灰比为3.5,砂率为15%,水灰比为0.34.通过优选配合比参数,得到具有良好透水性能的再生骨料透水混凝土路面砖,其抗压强度可达到20MPa以上;降低透水能力的要求,则其强度可以满足JC/T 466-2000混凝土路面砖标准的要求.     

再生骨料填充墙材抗压和抗折强度影响因素分析

以砖粉掺量(砖粉与混凝土粉比例)、水灰比、骨灰比、石灰掺量及取代率为参数,采用五因素、四水平的正交试验方法设计再生骨料填充墙材配合比,通过96个再生填充墙材试件的抗压和抗折强度测试,分析各影响因素对再生骨料填充墙材抗压和抗折强度的影响规律以及各水平之间的差异关系,并采用多元回归分析的方法,建立了再生骨料填充墙材抗压和抗折强度的计算公式.研究结果表明:水灰比是影响再生骨料填充墙材抗压强度和抗折强度的主要因素,骨灰比对再生骨料填充墙材的折压比的影响最为显著.     

混凝土砂基透水路面砖制备及物理性能测试

推广砂基透水砖是实现沙漠沙资源化的有效途径.以烘干砂为主要骨料、高标号水泥为粘结剂并采用静压成型工艺,研制出一种预制透水孔的混凝土砂基透水路面砖,并对所研制的透水砖进行了物理性能测试和造价分析.结果表明:(1)所研制的混凝土砂基透水砖抗压强度超出我国建筑材料行业标准Cc60透水砖的要求,抗压强度可达100 MPa.(2)预设的透水孔使混凝土透水砖的透水性超过行业标准,而且透水孔上小下大,不易堵塞,不影响人行步道的舒适性.(3)根据透水砖的抗压强度、透水性、保水性、造价等方面综合考虑,选取细砂率70%、水灰比0.34、孔隙率2%、添加水性氯丁胶(AN)的第20组作为高强透水砖优选方案,选取细砂率85%、水灰比0.30、孔隙率1%、无添加剂的第22组作为常用广场透水砖优选方案,用于后续产业化开发研究.(4)增加粗骨料可显著提高透水砖的抗压强度,透水砖的细砂率可控制在70%~85%.(5)添加合适类型和剂量的添加剂可提高透水砖的抗压强度.(6)除了第7、11、12、19组造价偏高以外,其余组次造价都在60~100元/m2,与常规无砂混凝土透水砖价格接近,远小于市场上已有同类砂基透水砖的价格.     

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。     

粉煤灰基多孔陶瓷膜的制备工艺研究

为了研究多孔陶瓷膜样品的主要实验影响因素,通过单因素试验法探究不同工艺条件对制备多孔陶瓷膜样品性能的影响,并作正交优化试验。以粉煤灰为主原料,经过研磨过筛处理后,添加少量Al_2O_3、造孔剂和TiO_2,均匀混合,模压成型,高温烧结后制得多孔陶瓷膜。在优化试验配方和工艺参数后,当粉煤灰80wt%、Al_2O_38wt%、淀粉10wt%、TiO_22wt%、模压强度为18MPa、烧成温度为1200℃、保温时间为0. 5 h时,烧结得到膜样品的平均孔径为2μm、孔隙率为41. 3%、抗折强度为8. 96 MPa、水通量为1201 L/(m2·h·MPa)、耐酸度为96.5%、耐碱度为95.1%、体积密度为1. 69 g/m L。探究结果表明,烧成温度和造孔剂含量对膜样品性能的影响较大。     

基于矩阵分析的橡胶透水混凝土正交试验

选取水胶比、橡胶粒径、橡胶掺量、VAE-707乳液掺量及目标孔隙率五个因素对橡胶透水混凝土进行正交试验设计,研究其对抗压、抗折强度及透水性能的影响。利用矩阵分析法和灰色决策进行分析,得到橡胶透水混凝土最优配合比:水胶比0.3、橡胶颗粒大小0.425 mm、橡胶颗粒掺量3%、VAE-707乳液掺量为6%、目标孔隙率为16%;其中目标孔隙率对透水混凝土的性能贡献率最大,透水混凝土的抗压、抗折强度随着目标孔隙率的升高而降低,而透水系数则呈相反规律;透水混凝土实测孔隙率整体小于设计孔隙率,有效孔隙率约占总孔隙率的80%～90%,封闭孔占总孔隙10%～20%左右。     

工程弃土复配及再生砖性能试验

为处理日益增多的工程弃土，研究了不同来源工程弃土及其复配土作为再生烧结砖原料的可行性，测试了工程弃土的颗粒级配、化学组成、矿物组成、液限、塑限和塑性指数，再生砖的挤出成型、干燥和烧结结果，再生砖的密度、24h吸水率、抗压和抗折强度，使用SEM观察了再生砖的微观形貌.发现仅少数几种工程弃土可直接制备再生砖，但通过合理的复配可以将工程弃土的再利用率提升至100%.复配可调整弃土的颗粒组成和矿物组成，黏土矿物含量提高，复配土的可塑性提高，越容易挤出成型，但也易在干燥中开裂.黏土矿物含量大的工程弃土在烧结时产生较多的低共熔物，导致再生砖的孔隙率减小，密度和抗压、抗折强度增大，合理的复配可提高再生砖的抗压强度，增幅可达26.7%.最后提出利用工程弃土制备再生砖的快速识别并复配的方法，通过测试工程弃土的液限和塑性指数，或者颗粒级配和黏土矿物组成，快速识别未知工程弃土制备再生砖的可行性，并计算可行的复配配方.     

氯化钠作为造孔剂制备含氯多孔羟基磷灰石实验研究

采用化学沉淀法,制备纳米HA粉体.采用造孔剂法,首次利用Na Cl作造孔剂,将纳米HA粉体和Na Cl颗粒按一定比例混合压制成型,经高温烧结制备出多孔含Na Cl的HA材料.利用XRD、SEM、EDX手段研究多孔HA的组成成分、微观形貌、孔径尺寸及孔隙率.研究结果表明:Na Cl是比较理想的造孔剂材料,可制备孔隙率、孔径尺寸、形貌可控的多孔材料.造孔剂含量为30%,尺寸在160~200目时,造孔效果最好;在烧结温度1200℃烧结时,Na Cl会与HA发生反应,生成Ca5(PO4)3Cl,Ca9.54P5.98O23.58Cl1.6(OH)2.74等新的物相.     

焚烧底灰-偏高岭土基的地质聚合物发泡材料的制备与性能

采用双氧水为发泡剂,十二烷基硫酸钠为稳泡剂,制备了焚烧底灰(bottom ash,BA)和偏高岭土(metaraolin,MK)为原料的地质聚合物发泡材料。对BA掺量与焚烧底灰-偏高岭土基地质聚合物的孔隙率、体积密度、抗压抗折强度、扫描电子显微镜(SEM)图像和X射线衍射(XRD)等性能进行了研究。结果表明,这些性能数据具有很大的关联性。30%的BA掺量,体积密度为0. 341 g/cm~3,孔隙率为46%,此掺量下地质聚合物的综合性能较好,抗压强度为2. 3 MPa,抗折强度为0. 63 MPa。     

碱激发铜渣粉透水混凝土透水性能与抗压强度影响试验研究

为探索通过铜渣活化制备透水混凝土的可行性,开展了碱激发铜渣粉透水混凝土性能影响因素的试验研究。以磨细铜渣粉为活性材料,水玻璃和NaOH为复合激发剂,偏高岭土为掺和料,玄武岩为骨料,研发制备铜渣粉透水混凝土。以骨胶比、碱当量和水玻璃模数为影响因素,测试试样的单轴抗压强度、透水系数和连续孔隙率,进行三因素三水平的正交试验。试验获得了各因素对透水混凝土的透水性能和力学性能的影响规律,通过优化配比,铜渣粉透水混凝土透水系数满足规范要求,抗压强度达到9 MPa以上。     

透水性人行道砖配合比设计与性能分析

讨论了透水性人行道砖的材料组合与其透水性能、强度等指标的关系。通过确定合理的级配,使其既能满足一定的强度,又具有一定透水能力。     

煤沥青改性中间相炭微球制备高密高强石墨的研究

为解决低粘结组分中间相炭微球(MCMB)自烧结性较差的问题,采用热分析和扫描电镜等表征方法,研究了煤沥青种类对改性MCMB粉体烧结性能及其所制备的石墨材料性能的影响.结果表明,采用溶液混合法可在MCMB粉体(D50=23μm)表面均匀包覆一层煤沥青,并显著提高了低粘结组分MCMB粉体的烧结性能.以改性MCMB粉体为原料经等静压成型、焙烧和石墨化处理所制备的石墨材料均匀致密,抗折强度明显高于以未经改性处理的MCMB粉体为原料制备的石墨材料(22MPa),并按改性用高温沥青、改质沥青和中温沥青的顺序依次升高,分别为27.7 MPa、42.7 MPa和56.9 MPa.     

二氧化钛基多孔陶瓷材料的制备

采用粒径较小(30 nm)的TiO2为陶瓷骨架材料,且以聚苯乙烯(PS)和碳纤维为造孔剂,通过挤出成型的方法成功制备了TiO2基多孔陶瓷材料.由于PS粒径的单一性(3μm)和碳纤维尺寸的方向性,最后得到的烧结体既有单方向排列的条形孔结构又有孔径均一、分布均匀的圆孔结构.研究结果表明,烧结体的气孔率和弯曲强度与烧结温度、造孔剂种类及含量有密切的关系.