纳米偏高岭土对水泥砂浆断裂性能影响的试验研究

为了探明纳米偏高岭土对水泥基材料断裂性能的影响规律,采用5种纳米偏高岭土质量分数(1%、3%、5%、10%、15%),制备了纳米偏高岭土水泥砂浆切口试验梁,完成了带切口纳米偏高岭土水泥砂浆试件的三点弯曲试验和不同质量分数纳米偏高岭土水泥砂浆抗折、抗压强度试验.得到了不同质量分数纳米偏高岭土水泥砂浆的荷载-位移曲线及抗折、抗压强度,探讨了纳米偏高岭土对水泥砂浆断裂能、承载力、变形性能及抗折、抗压强度的影响规律.研究结果表明:当纳米偏高岭土质量分数小于5%时,砂浆试件断裂能、承载能力、变形性能、抗折与抗压强度随着纳米偏高岭土质量分数增加而逐渐增加,当质量分数为5%时断裂能为普通水泥砂浆的3.34倍;随着纳米偏高岭土质量分数的进一步增加,纳米偏高岭土水泥砂浆试件断裂能不断降低,当质量分数达到15%时,断裂能降为普通水泥砂浆的1.47倍.因此,掺加适量纳米偏高岭土能够在一定程度上提高水泥砂浆抗裂性能.     

纳米偏高岭土砂浆氯离子渗透性的试验研究

为研究不同水胶比(0.4、0.5、0.6)、养护方式(水养护、饱和Ca(OH)2溶液养护、水与饱和Ca(OH)2溶液交替养护)、矿物掺合料(矿粉、粉煤灰、凹凸棒粘土)对纳米偏高岭土砂浆氯离子渗透性的影响,采用正交试验设计9组纳米偏高岭土砂浆配合比,分析其对纳米偏高岭土砂浆物理性能(电阻率、孔隙率)、力学性能(抗折强度、抗压强度)、氯离子渗透性的影响规律;探讨纳米偏高岭土砂浆氯离子渗透性与其电阻率、孔隙率之间的关系。研究结果表明,水胶比是影响纳米偏高岭土砂浆电阻率、孔隙率的重要因素;矿物掺合料是影响纳米偏高岭土砂浆抗折强度、抗压强度、氯离子扩散系数的重要因素,掺30%粉煤灰、3%凹凸棒粘土时纳米偏高岭土砂浆氯离子扩散系数较掺30%矿粉的分别提高2.74倍、3.43倍;养护龄期为28 d时,纳米偏高岭土砂浆氯离子扩散系数与电阻率、气孔含量分别呈反比、正比关系。     

矿物掺合料对页岩陶粒混凝土抗压强度的影响

以页岩陶粒混凝土为基础配方,系统研究了单掺和双掺不同含量的偏高岭土、粉煤灰、钢渣等矿物掺合料对其抗压强度影响,通过SEM和XRD进行了相关的微观结构和组成分析.结果表明当单掺矿物掺和料质量分数为10%时,页岩陶粒混凝土达到最高的抗压强度;双掺和时,总掺量为10%(质量分数)、比例为1∶2的偏高岭土和粉煤灰时,页岩陶粒混凝土的抗压强度最好,其3d、7d和28d的抗压强度分别达到了18.1、28.6和35MPa,对比没有加入矿物掺合料的页岩陶粒混凝土的抗压强度分别增加了417%、267%和250%,主要原因是偏高岭土和粉煤灰的掺加能够优化轻骨料混凝土的微观结构,对强度具有较大贡献.     

CePO_4：Dy（3＋）微纳米纤维的制备及其荧光特性的研究

采用高压静电纺丝技术和高温焙烧制得CePO4：Dy3＋微纳米纤维。通过扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、差热-热重分析（TG-DTA）及荧光光谱（PL）等测试手段对纤维的表面形貌、纯度、晶型及荧光性质进行了表征。SEM测试结果显示经过1100℃焙烧,纤维直径减小到150 nm左右。XRD测试结果显示焙烧温度越高,样品的结晶性越好,其晶相为单斜晶相,与国际标准数据库No.83-0650基本吻合。FTIR测试结果与XRD测试结果相吻合。荧光光谱测试显示样品具有较好的荧光性质,尤其是发射光谱展示了Dy3＋的4F9/2-6H15/2,4 F9/2-6 H13/2标准跃迁并表明发射强度在一定浓度范围内（摩尔分数为0～5.0%）随着Dy3＋掺杂浓度的增大而增强。     

偏高岭土复合加固剂改性生土材料的结构及性能研究

从微细观的角度深入认识土体加固时内部的胶结质量和强度问题,提出采用偏高岭土复合加固剂加固生土材料.通过室内力学特性试验、浸水试验、冻融试验检验其适用性,利用XRD和SEM进行了微细观机理分析.结果表明,偏高岭土复合加固剂能明显提升土体的胶结强度.加固后生土材料的强度、耐水性、耐冻融性明显增强.进一步深化了对生土材料固化机理和胶结强度增长机理的认识.     

掺偏高岭土和矿粉蒸养高强砂浆早期水化特征和孔结构研究

针对预应力高强混凝土(PHC)管桩节能生产的需要,研究短期蒸养条件下偏高岭土和矿粉对低水胶比砂浆早期水化性能和孔结构特征的影响。测试掺偏高岭土和矿粉高强砂浆的抗压强度,采用X线衍射(XRD)和热重分析(TGA)研究蒸养水泥石的早期水化物相组成和含量变化,进一步采用MIP法测试蒸养砂浆的孔结构特征。研究结果表明:经短期蒸养后,矿粉对砂浆早期强度、水化性能和孔结构特征影响较小,在空白和单掺矿粉的高强砂浆中存在界面弱区;偏高岭土的掺入则显著提高砂浆1 d抗压强度,加快了砂浆早期水化进程,提高了水化产物中凝胶含量,促进了含铝相水化产物的形成。同时,偏高岭土还细化了砂浆孔径分布,并明显改善了集料与浆体间的结合状态。     

粉煤灰基矿质聚合物的制备研究

以粉煤灰、偏高岭土为主要铝硅原料,辅以矿山尾矿固体废弃物合成一系列的矿质聚合物.通过测定其抗压强度优选出偏高岭土、粉煤灰、矿渣的最佳配比为3:3 : 5,碱激发剂浓度在15%时,矿质聚合物的强度最高,达到36.36 MPa.XRD、SEM分析表明其结构主要是无定形态,并且形成了连续的胶凝相.     

玉林高岭土的结构精细化研究

对玉林高岭土的组成进行了化学全分析和物相结构（XRD）表征,同时用SEM对高岭土的微结构进行检测,测试结果表明煅烧后的高岭土粒子具有良好的晶化度,呈现出不规则的块状形貌．高岭土经过精细化处理后其纯度、白度、粒度等物性指标明显得到改善,其中Fe2O3、TiO2含量降低,白度约提高10％,粒子的大小和分布更为均匀,更适合于工业化的应用．     

纳米偏高岭土对铁尾矿砂-再生混凝土抗压性能影响及微观结构分析

为综合利用固体废弃物,以再生粗骨料部分取代天然骨料、以铁尾矿砂部分取代天然砂分别作为粗、细骨料,同时以纳米偏高岭土（NMK）部分取代水泥作为胶凝材料制成铁尾矿砂-再生混凝土（IRC）,进行立方体抗压强度试验,探究NMK对IRC抗压强度的影响。利用扫描电镜（SEM）及氮吸附法（BJH）研究再生混凝土微观结构的变化规律。研究结果表明：铁尾矿砂取代率的增加会提高再生混凝土强度变化率,且取代率越大,抗压强度变化率越高;适量掺入NMK可以提高再生混凝土的抗压强度,当NMK取代率为5%时,抗压强度最大;掺入适量的NMK可以通过促进二次水化反应生成大量的C-S-H凝胶,提高砂浆内部及砂浆与骨料之间的密实度,提升界面过渡区强度,优化内部孔隙结构,进而提升IRC的抗压强度。     

碳量子点对水泥基材料强度及微观结构的影响

采用微波法制备碳量子点(CQDs)材料,并将CQDs掺入水泥中制备水泥基复合材料;采用X线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)测试分析材料的化学组成与结构形貌,通过荧光光谱仪、压力试验机、水泥水化热测定仪测试材料的光学、力学性能以及分析CQDs的掺入对水泥水化热反应和抗压强度的影响。结果表明：微波法制备的CQDs的颗粒粒径为4～6 nm,掺入适量的CQDs能加快水泥水化反应进程,随着CQDs掺入量的增大,水泥基复合材料抗压强度呈现先增大后减小的变化规律,当CQDs与水泥的质量比为2.787×10^-3时,水泥基复合材料的抗压强度达到最大(养护28 d, 100.98 MPa),比未掺CQDs试样的抗压强度(92.92 MPa)提高了8.67%。     

复相α/β-Sialon的合成及其烧结研究

通过-αSialon原料中加入Si,Al,Al2O3,在流动N2气氛中烧结,生成复相α/-βSialon材料.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对不同烧结温度试样的晶型、微观形貌进行了表征.主要探讨了不同的烧结温度对试样的耐压强度和体积密度的影响.结果表明:1 500℃材料烧结时,能制备出致密、耐压强度高的复相α/-βSialon材料.     

粉煤灰基矿物聚合材料的抗压强度和微观结构

以粉煤灰为硅铝原料,钠水玻璃为激发剂,在80℃下干燥养护6 h制备了矿物聚合材料。研究了钠水玻璃固相组成对试件抗压强度的影响,并通过X射线衍射、扫描电镜、27Al和29Si魔角自旋核磁共振方法分析了最优试件的物相组成、微观形貌和微观结构。结果表明,模数为1.5、Na2O掺量为10%(质量分数)的钠水玻璃激发粉煤灰制得的试件抗压强度约为18 MPa;SEM分析表明凝胶由纳米级颗粒组成,颗粒之间相互连接形成致密的空间网络;XRD和MAS-NMR分析表明矿物聚合材料具有一定的无定形状态,漫射峰对应的衍射角在25°～35°范围内,Al主要以四配位的AlQ4(4Si)结构单元存在,Si主要以Q4(2Al)和Q4(3Al)结构单元存在。     

温度对含碳纤维水泥水化及抗压强度的影响

为了研究温度对含碳纤维水泥水化及其强度的影响,首先将制备好的含碳纤维水泥净浆倒入40mm×40mm×40mm立方体模具中,振密实后分别放入低温(10℃),常温(25℃),高温(100℃)环境下养护至规定龄期(3,7,28d),通过XRD和SEM研究水泥水化过程,对比分析在不同养护温度条件下含碳纤维混凝土的抗压强度。研究结果表明,随着养护温度的增加,C-S-H凝胶和C-H的形成速率增加,从而提高了混凝土的抗压强度;在一定温度范围内提高养护温度,可加速含碳纤维混凝土水化过程。     

（Ba0.2Sr0.8）1-1.5xBixZn0.04T i0.98O3陶瓷结构及介电性能的研究

采用传统固相反应方法,制备了（Ba0.2Sr0.8）1-1.5xBixZn0.04Ti0.98O3（x=0.00、0.01、0.02、0.03）陶瓷材料,用X射线衍射、扫描电子显微镜和变温介电谱方法,对它们的晶格结构、微观形貌和复介电常数进行了测量和分析.结果表明：1）Zn2＋和Bi3＋进入到Ba0.2Sr0.8TiO3晶格中并与之形成ABO3钙钛矿型固溶体;2）随Bi2O3掺入,陶瓷的室温晶系结构由立方相转变为四方相,同时出现在约120K的弥散相变转化为弛豫相变;3）Bi2O3掺杂对晶粒生长有明显的抑制作用,但晶粒之间的连接性增强,陶瓷的致密度增加;4）当T=300K,f=1Hz,当Bi3＋的掺杂量为0.01mol时,陶瓷样品室温介电常最大（ε＇=1529.95）,此时室温介电损耗值为最大（tanδ=3.366×10-2）.上述结果为该类陶瓷掺杂改性研究,以及弛豫相变机制探索提供参考.     

Fe_3O_4@Au核壳结构的制备及在苯乙烯环氧化中的研究

以FeCl3·6H2O为铁源,乙二醇为还原剂,聚乙二醇为表面活性剂,在200℃水热条件下制备平均粒径约为300 nm的介孔Fe3O4.以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为偶联剂对Fe3O4进行改性,室温超声下用柠檬酸钠将Au3+还原为Au0,制备了Fe3O4@Au核壳材料.利用扫描电镜(SEM),N2-吸附-脱附等温线,X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外对核壳材料进行表征,结果表明,比表面为95.56 m2/g、孔径为5.67 nm,Fe3O4表面被金均匀涂层,其具有较好的光催化环氧化选择性.     

磁性4A沸石分子筛的合成与表征

为解决微细粉末状沸石产品应用中与所处理溶液难以分离的问题,采用传统水热法,在合成4A沸石的原料液晶化过程中加入磁性微粒Fe3O4,通过95℃下静态晶化6h,合成了含有Fe3O4的磁性4A沸石,并对其进行了XRD、SEM、IR、TG、XPS、磁化率及吸附性能等表征测试。结果表明：磁性4A沸石具有良好的热稳定性和磁稳定性,其磁化率随所包含Fe3O4量的增加而增大;与纯4A沸石相比,磁性4A沸石对钙、镁、铅金属离子及有机物氯乙酸交换吸附性能虽有小幅下降,但是仍有较高的吸附值;由于磁性4A沸石可以方便地用磁铁吸附分离,所以其粉末状产品不用成型就可以直接在溶剂或溶液中使用。     

钨酸铋及其复合材料的制备和可见光催化研究

本文利用水热合成反应成功制备了钨酸铋、碱式硝酸铋和钨酸铋/碱式硝酸铋复合材料等三种光催化材料,并对其进行了XRD、SEM、BET比表面积测试.室温条件下还对三组样品降解亚甲基蓝溶液的可见光催化活性进行了测量.研究表明180℃水热反应12h制备的Bi2WO6纳米材料形成二维片状结构,并且其可见光催化效果最好.     

β-NaYF4：Yb，Er上转换发光纳米晶的制备及表面性能

利用热分解法制备出β-NaYF4：20mol％Yb,2mol％Er上转换发光纳米晶,并采用两种方法对产物进行后处理。分别用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱（FL）、傅立叶红外光谱仪（FT—IR）对产物的结构、形貌、发光性质及表面性能进行了表征。结果表明,制备的NaYF4：20mol％Yb,2mol％Er纳米晶为六方相,粒径分布均匀为25nm左右,在980nm红外光激发下,呈现强的上转换发光。两种后处理方法对纳米晶的上转换发光强度及表面性能均产生了影响,但其形貌及晶相无变化。     

Bi2Fe4O9的制备及光催化性能研究

用Bi(NO3)3.5H2O和Fe(NO3)3.9H2O为基本原料,采用共沉淀法合成了Bi2Fe4O9粉体,用XRD和SEM测试了不同制备条件下得到的Bi2Fe4O9粉体的晶体结构和形貌,XRD结果表明在650℃～750℃直接煅烧2h可得到纯相Bi2Fe4O9粉体,SEM结果表明随着灼烧温度的提高,晶粒的尺寸增加,750℃时晶粒呈片状,UV-Vis分析表明,Bi2Fe4O9在可见光区域有较强的吸收,光催化性能表明,Bi2Fe4O9粉体对甲基橙降解效果较好。     

片式电感用NiCuZn铁氧体材料制备性能研究

采用传统的固相法制备出Ni0.45Cu0.14Zn0.41Fe2O4铁氧体材料,通过掺杂1.2wt V2O5助烧剂对材料进行低温烧结(880℃~920℃)。并通过XRD,SEM,VSM以及磁导率测试对材料进行分析和表征。结果表明:NiCuZn铁氧体实现了良好的低温烧结,成像单一、晶粒均匀,饱和磁化强度达到了67.92 emu/g,磁导率也达到了220。表明稳定的材料性能可以满足片式电感的应用要求。