纳米SiO2增强高流态早强水泥灌浆材料的水化机理

为了满足民用基础设施日益增长的功能要求,水泥灌浆材料必须具有高流态、早强和低收缩的特定性能。本文采用正交试验方法研制了纳米SiO₂增强的高流态早强水泥灌浆材料(HECM),通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)测试分析了在不同养生龄期和纳米SiO₂含量情况下,纳米SiO₂对HECM微观结构和水化产物的影响机制。结果表明：HECM在养护1 d时的弯曲强度和抗压强度分别高于3.5 MPa和12 MPa,流动性和收缩率分别小于11s和0.15%;与普通水泥基材料相比,随着HECM中水化速率的加快,纳米SiO₂对强度的影响将提前发生。     

热氧老化时间对HDPE/Na2SO4复合材料性能的影响

探究了120℃温度下不同热氧老化时间对高密度聚乙烯(HDPE)/硫酸钠(Na₂SO₄)复合材料性能的影响，通过扫描电镜(SEM)、力学性能测试、热失重分析(TG)、差示热量热分析(DSC)、非等温结晶动力学模型(Jeziorny方程)以及热降解动力学模型(Kissinger方程、Flynn-Wall-Ozawa方程、Coats-Redfern方程)等表征方式分析了添加抗氧化剂1010前、后不同热氧老化时间对HDPE/Na₂SO₄复合材料力学性能、结晶性能、热稳定性能以及降解动力学、结晶动力学的综合影响。结果表明：随着热氧老化时间的增加，HDPE/Na₂SO₄复合材料的力学性能、结晶性能、热稳定性均下降(复合体系失效方式是HDPE/Na₂SO₄复合材料内部开裂所致),添加抗氧化剂1010后，同一老化时间下，HDPE/Na₂SO₄复合材料的热稳定性、力学性能以及结晶速率和结...     

玻璃粉/硅粉复掺对混凝土腐蚀环境下耐久性的影响

基于格尔木地区土壤中实测腐蚀性离子种类与含量,设计Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄及MgSO₄复合溶液进行全浸泡试验,通过相对质量评价参数(ω₁)与相对动弹性模量评价参数(ω₂)变化规律研究玻璃粉/硅粉复掺对混凝土耐久性能的影响.分析标准养护下玻璃粉/硅粉复掺对胶凝材料水化反应的影响,以及玻璃粉/硅粉复掺混凝土受复合盐溶液侵蚀的微观机理.并依据Wiener理论预测了复合盐溶液腐蚀环境下混凝土的服役寿命.结果表明:复合盐溶液腐蚀环境下,混凝土劣化幅度因玻璃粉掺量的变化而不同;标准养护下玻璃粉/硅粉复掺对胶凝材料水化产物无影响,且养护至56~120 d时SiO₂仍进行着明显的火山灰效应;玻璃粉掺量10%、硅灰掺量6%时,玻璃粉/硅粉复掺对混凝土气孔结构有所改善,所以在复合盐溶液腐蚀前后混凝土内部平均气泡孔径均小于未掺玻璃粉与硅灰时的混凝土气泡孔径;玻璃粉/硅粉复掺制备混凝土时玻璃粉掺量不宜超过10%.     

旋转填充床中O3/Fenton工艺处理酸性黄23印染废水的研究

以超重力旋转填充床（RPB）为反应装置,结合Fenton试剂,研究了臭氧高级氧化技术处理酸性黄23印染废水的效果。考察了初始pH值、Fe ²⁺离子浓度、H₂O₂浓度、臭氧质量浓度、旋转填充床转速、NaCl质量浓度、KH₂PO₄质量浓度、Na₂SO₄质量浓度等因素对脱色率和COD去除率的影响。实验结果表明,当转速为1000r/min、pH=4、Fe ²⁺浓度为0.6mmol/L、H2O2浓度为1.5mmol/L、O3质量浓度为40mg/L、液体流量为30L/h时,酸性黄23的脱色率可达到90%以上,溶液COD去除率可达到33%;随着NaCl、KH₂PO₄质量浓度的增加,酸性黄23脱色率与溶液COD去除率不断减小;改变Na₂SO₄质量浓度,酸性黄23脱色率与溶液COD去除率变化不大。     

丙烯酸-马来酸酐共聚物络合超滤分离水溶液中Pb2+和Zn2+的实验研究

采用丙烯酸-马来酸酐共聚物(PMA)为络合剂, 研究络合超滤技术对水溶液中Pb²⁺和Zn²⁺的分离效果、竞争络合效应以及外加盐对分离效果的影响。以两种金属离子截留率之差表示分离率, 以单一金属离子溶液中离子截留率与混合溶液中该离子的截留率之差表示金属离子间的竞争强度。结果表明: 随着PMA浓度增加, 两种金属离子的分离率先增大后减小, 当PMA浓度为200 mg/L时, 分离率达到最大值, 为54.47%。pH从2增加到6时, 分离率先增大后减小, 且在H=4时达到最大, 为71.34%。两种金属离子的竞争效应随pH及PMA浓度的增加先增强后减弱, 在pH=5, PMA浓度为200 mg/L时, 混合溶液中两种离子竞争效应最强。外加Na₂SO₄对分离率有较大影响, 随着 n(Na₂SO₄)增大分离率增加, 随后基本保持不变, 在n(Na₂SO₄)=0.06 mol/L时, 分离率达到最大值, 为97.677%。加入Na₂SO₄减弱了Zn²⁺的竞争络合能力, 有利于两种金属离子的分离。     

硫酸镁侵蚀作用下高流态水泥砂浆的早期强度劣化特征

高流态早强(HFES)水泥砂浆被广泛应用于土木工程的各个领域。在复杂的工程环境下,HFES水泥砂浆的硫酸盐侵蚀不容忽视。尽管硫酸盐对水泥基材料性能的影响已有一些研究,但HFES水泥砂浆与传统水泥基材料相比有明显不同,其在硫酸盐侵蚀情况下的劣化机制尚不明确。本文研究了不同硫酸镁溶液浓度和侵蚀时间下HFES水泥砂浆的早期抗折和抗压强度,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)测试,分析了硫酸镁溶液浓度和侵蚀次数对HFES水泥砂浆微观结构和水化产物的影响,揭示了硫酸镁对HFES水泥砂浆早期强度形成的影响机制。     

固体NaOH/Na2SiO3激发矿粉/粉煤灰-炉渣基注浆材料性能研究

以矿粉和粉煤灰-炉渣作为前驱体,其中粉煤灰、炉渣以质量比4:1共同粉磨制备前驱体之一,以NaOH和Na₂SiO₃配制模数为1.2的固体激发剂,制备碱激发注浆材料。研究粉煤灰-炉渣的掺量、激发剂的掺量(以Na₂O计)对注浆材料工作性能和力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对水化产物进行物理化学表征,使用核磁共振分析注浆材料孔结构特征。研究结果表明：粉煤灰-炉渣掺量为50%的注浆材料的28 d最大抗压强度达31.25 MPa。水化产物主要为C-A-S-H凝胶,浆液结石体内部孔隙主要为胶凝孔(孔径<10 nm)和过渡孔(孔径为[10～100) nm),占比超过90%。     

Na2SiO3/Fenton体系氧化脱除NO的实验研究

针对当前氧化法脱硝所需烟气停留时间过长的问题,采用Na₂SiO₃/Fenton脱硝系统进行了氧化脱除燃煤烟气中NO的实验研究．结果表明：该系统可以在烟气停留时间为3 s的条件下获得94.36%的NO脱除效率．最佳反应条件为：反应温度50℃,H²₂O₂浓度1 mol/L,Na₂SiO₃浓度0.06 mol/L,Fe⁺浓度0.01 mol/L．电子自旋共振技术和抑制剂添加实验说明：Na₂SiO₃的添加抑制了原Fenton系统中·OH自由基的生成,促进了O₂^-·自由基的生成并使其成为NO脱除的主要活性物质．除此之外,反应物(H₂O₂,Fe²⁺和Na₂SiO₃)初始浓度及温度增加对NO脱除具有一定的促进作用,但促进效果有限,而...     

水泥-石灰石粉胶凝材料在硫酸盐侵蚀下的破坏机理

采用5%硫酸钠溶液,对水泥-石灰石粉胶砂试件进行长期浸泡腐蚀试验,测试试件强度,并对试件进行XRD分析和SEM观察.研究结果表明:在硫酸盐侵蚀下,试件劣化是因产生石膏而不是钙矾石造成的;侵蚀反应还造成水化产物碳铝酸钙分解,促使试件腐蚀破坏;水泥-石灰石粉胶凝材料的破坏主要是由石青膨胀和水化产物分解共同造成的;在硫酸盐腐蚀环境中,不宜采用石灰石粉作混合材的复合水泥以及用石灰石粉作掺合料的混凝土.     

盐碱胁迫对紫花苜蓿根系Na+、K+离子流速的影响

中国盐碱地形成,大部分与土壤中碳酸盐的累计有关,因而碱化度普遍较高。在盐碱地再利用过程中,简单说,可以分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。利用NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃、Na₂CO₃4种盐,按不同比例配比,人工模拟盐碱地中轻盐碱地盐碱度、中度盐碱地盐碱度和重盐碱地盐碱度。选用耐盐苜蓿品种金皇后、中度耐盐苜蓿品种阿尔冈金、敏感苜蓿品种敖汉,分别进行盐碱胁迫实验;通过非损伤微测技术检测苜蓿根系Na⁺ 、K⁺离子流变化,比较轻盐碱度、中度盐碱度和重盐碱度胁迫下3个耐盐苜蓿品种的离子流速差异。结果显示:在盐碱胁迫下,耐盐碱品种金皇后Na⁺离子流速外流速度比中度耐盐品种阿尔冈金要高,且均表现为外流;敏感品种敖汉在中度盐碱环境下由外流转变为内流,并出现萎蔫迹象。3个苜蓿品种的K⁺离子流速都发生变化,表现为外流,但流速变化各不相同且无明显的规律性。所以,在盐碱抗逆性中紫花苜蓿可以通过Na⁺离子流速控制来适应盐碱环境。     

复合催化剂SO42--H3PW12O40/TiO2(P123)的制备及其光催化降解二硝基甲苯

 采用溶胶-凝胶与溶剂热相结合的方法制备了系列介孔复合光催化剂SO₄^2--H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂ （P123）,并对其进行了表征和分析。N₂吸附表面分析及扫描电镜（SEM）图片显示,复合催化剂的粒径明显减小,比表面积高达211m²/g,是TiO₂的5 倍。紫外漫反射吸收光谱（UV-Vis）显示,与TiO₂相比,复合催化剂的吸收光谱发生了明显的红移,且吸收强度明显增强。运用L₁₆（4⁵）的正交实验设计探讨了H₃PW₁₂O₄₀负载量、模板剂P123 的添加量、溶液初始pH 值、催化剂加入量以及H₂SO₄浓度5 个因素对二硝基甲苯（DNT）降解性能的影响,并对正交实验结果进行了直观分析和方差分析。结果表明,该降解过程符合L-H 表观一级反应动力学,在催化剂用量为1.2g/L、H₃PW₁₂O₄₀负载量为20%、模板剂P123 的加入量为2g、溶液初始pH 为2、H₂SO₄的浓度为1mol/L 条件下,经氙灯光源辐照4h 后,DNT 的降解率达到98.7%,DNT 降解的半衰期为0.7162h,取得了良好的光催化效果。     

钢渣粒度分布对钢渣水泥水化特性影响的灰度分析

利用机械激发的原理,从强度与Ca(OH)₂含量两个方面,研究不同球磨时间下钢渣粉的粒度特性以及比表面积对钢渣水泥胶砂水化性能的影响,同时采用灰色关联分析方法探讨钢渣颗粒粒径与钢渣水泥胶砂强度和水化程度的影响规律.结果表明:球磨时间增加,钢渣比表面积增大,活性随之增强;通过DTG热分析发现钢渣的比表面积的变化会影响水化产物Ca(OH)₂结晶和晶体生长速率;钢渣粉中10~20μm粒级对钢渣水泥强度促进作用最大,5~10 μm粒级对钢渣水泥28 d Ca(OH)₂含量促进作用最大,因此增加5~20 μm范围的钢渣颗粒含量,有利于提高钢渣活性.     

稠油硫酸盐热化学还原生成H2S实验研究

为了研究稠油注汽热采过程中生成H₂S机理，以Na₂SO₄，CaSO₄，MgSO₄，Fe₂（SO₄）₃，Al₂（SO₄）₃与稠油硫酸盐热化学还原（TSR）实验为基础，探究稠油TSR生成H₂S机理。实验表明，不同硫酸盐与稠油反应生成H₂S不尽相同，硫酸盐的阳离子所带电荷数决定TSR反应程度的难易，电荷数越多越容易进行反应，且H₂S生成量顺序为Al₂（SO₄）₃>Fe₂（SO₄）₃ > MgSO₄ > CaSO₄ > Na₂SO₄，但生成的烃量顺序为Fe₂（SO₄）₃ > Al₂（SO₄）₃ > MgSO₄ > CaSO₄ > Na₂SO₄。与其他硫酸盐不同的是，由于Fe₂（SO₄）₃的氧化性，Fe³⁺可能与生成的H₂S进一步反应。通过傅里叶红外变换光谱（FT-IR）对固相检测发现，不仅存在金属氧化物（CaO，MgO，Fe₂O₃，Al₂O₃）还存在FeS₂。最后，通过对MgSO₄油相硫含量的检测发现，反应后硫含量高于原油硫含量，证明了无机硫向有机硫的转化。     

硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土力学性质试验研究

为研究硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀下水泥土的力学性质,将制备的水泥土试块置于不同浓度的硫酸铵和硫酸钠溶液中进行长期(150 d)浸泡,通过无侧限抗压强度试验,得到无侧限抗压强度随侵蚀溶液浓度和侵蚀时间的变化规律,分析硫酸铵和硫酸钠溶液侵蚀对水泥土力学性质的影响。研究结果表明:硫酸铵和硫酸钠溶液对水泥土均具有侵蚀作用,浓度越大,侵蚀越显著;浸泡时间越久,侵蚀越明显;在侵蚀早期,硫酸钠浓度在一定范围内对水泥土的抗压强度增长有利,在短期内硫酸钠溶液可以提高水泥土试块无侧限抗压强度;在相同SO_4~(2-)浓度下,硫酸铵溶液侵蚀下的水泥土抗压强度要低于硫酸钠溶液侵蚀下的抗压强度,铵盐会对水泥土的力学性质产生影响;硫酸盐对水泥土的侵蚀作用要远大于铵盐对水泥土侵蚀作用。     

氨法脱硫中亚硫酸铵的氧化工艺参数

通过改变亚硫酸铵初始浓度、硫酸铵初始浓度、反应温度、混合液pH值、空气流量、催化剂浓度, 研究氨法脱硫中亚硫酸铵氧化率的变化. 结果表明: (NH₄)₂SO₃的浓度与 (NH₄)₂SO₃的氧化率成反比关系; 初始 (NH₄)₂SO₄浓度越大, (NH₄)₂SO₃氧化率越低; 当反应温度为40~60 ℃时, 随着温度的升高,  (NH₄)₂SO₃的氧化率不断增大;  (NH₄)₂SO₃氧化率受混合溶液pH值的影响, 较合适的pH值为5.5; 当空气流量为100~400 L/h时, 随着空气流量的增大,  (NH₄)₂SO₃的氧化率增大; 随着催化剂CoSO₄浓度升高,  (NH₄)₂SO₃氧化率增大.结合氨法脱硫工程实例考虑, 当反应温度控制在50 ℃ 左右, (NH₄)₂SO₃采用低浓度氧化, 混合液pH值为5.5, 空气流量为300 L/h, 催化剂浓度较高时, (NH₄)₂SO₃的氧化率较高.     

汽油火灾烟气净化碱性发泡液的性能及应用实验

为研究泡泡消烟技术在汽油火灾烟气净化中的有效性,水中添加质量分数1%月桂酰两性基二乙酸二钠(LAD)表面活性剂制备发泡液,并加入Na₂S₂O₃,Na₂SO₃,NaHCO₃,NaOH等碱性添加剂制成碱性发泡液。通过分析发泡液的表面张力、黏度、泡沫性能、pH值及汽油燃烧残留物(炭黑)沉降时间等性能指标,确定最优消烟发泡液为质量分数1%的LAD溶液添加质量分数0.4%Na₂SO₃碱性添加剂;使用自制烟气收集净化装置对发泡液的净烟效果测试发现,汽油烟气被包裹在泡泡中而难以溢散并被泡泡液缓慢吸附、中和,使得反应后溶液的pH值大幅降低;模拟隧道汽油火灾黑烟净化实验测得泡泡喷射作业150 s能使黑烟浓度降低97.8%。碱性发泡液能有效净化汽油火灾烟气。     

硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用下纤维增强地聚合物砂浆性能

为探究纤维对地聚合物材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对纤维增强偏高岭土-粉煤灰(MK-FA)基地聚合物砂浆经硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用后的宏观形貌特征、微观结构特征、质量损失率及力学性能等进行了研究,探讨了纤维对MK-FA基地聚合物砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的改善机理。结果表明：随硫酸盐侵蚀-干湿交替次数的增加,试件力学性能先上升而后趋于稳定,质量损失率先增大后减小,纤维可改善地聚合物砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能;Na₂SO₄溶液主要侵蚀试件表面,对内部结构没有明显损害;稳定致密的内部结构及纤维的桥接作用使纤维增强MK-FA基地聚合物砂浆具有优异的耐硫酸盐侵蚀性能,有利于维持试件力学性能和结构稳定性。     

Na0.45La3.16W5O20:Re3+(Re= Eu,Tb)微纳米材料的制备与发光性质研究

采用沉淀法合成了直径约100 nm、呈树枝状的Na_0.45La_3.16W₅O₂₀: Re³⁺(Re = Eu³⁺,Tb³⁺)微纳米材料。采用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM) 研究了所制备Na_0.45La_3.16W₅O₂₀:Eu³⁺、Na_0.45La_3.16W₅O₂₀:Tb³⁺微纳材料的结构、形貌;采用荧光光谱仪研究了所制备材料的激发光谱和发射光谱,并指明了荧光谱图中波峰和跃迁的对应关系。从材料的色坐标图可以看出,随着Eu³⁺掺杂浓度的增加,颜色更趋于红色区域,色坐标从(0.6028,0.3215)变化到(0.6424,0.33);随着Tb³⁺掺杂浓度的增加,颜色更趋于绿色区域,色坐标从(0.303,0.4179)变化到(0.3108,0.5351)。     

多因素综合作用下卤水盐结晶实验研究

针对盐矿水溶开采过程中盐结晶析出附着在采卤管道上,使采卤效率降低或采卤管堵塞的问题,综合考虑了卤水温度、盐含量和流速等因素在开采过程中的变化情况,根据相似模拟准则,在实验室内搭建的物理模拟试验平台上进行了多因素综合作用下盐结晶析出规律的研究。试验结果表明,由Na₂SO₄-NaCl-H₂O三元水盐体系相图可知,Na₂SO₄质量浓度最大为20g/L时,卤水中只有NaCl结晶析出;多因素综合作用下,影响盐结晶的主要敏感因素为卤水温度和盐含量;当卤水中各组分质量浓度之和为318g/L,温度降为20℃时,卤水中才有结晶析出。本研究为盐矿开采预防结晶堵管提供一定的理论指导。     

碳化和纳米SiO2改性再生粗骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能

分别使用加速碳化和纳米SiO₂溶液浸泡的方式,对由两种强度等级混凝土(C30和C60)获得的再生粗骨料(RCA)进行改性;制备得到不同方式改性的再生粗骨料混凝土(RAC),并进行硫酸盐侵蚀实验.运用抗压强度实验和分光光度计法,分析RAC的宏观力学性能和硫酸根侵蚀深度的变化.利用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)、显微硬度和热重分析(TGA)手段,研究硫酸盐侵蚀后两种改性RAC的界面过渡区(ITZ)微观结构、化学组成和微观力学性能的变化特征.结果表明,RAC的力学性能随着硫酸盐侵蚀龄期的延长先增加后急剧降低.相比而言,纳米SiO₂的火山灰效应和填充效应使制备的RAC水泥水化更加充分,老骨料-老砂浆ITZ更加平整致密,表现出更好的抗硫酸盐侵蚀性能.