材料组分对矿渣、粉煤灰和赤泥基地聚物收缩影响试验研究

为研究矿渣、粉煤灰和赤泥3种不同胶凝材料组成成分对地聚物基本力学和收缩变形性能的影响,开展了矿渣、粉煤灰和赤泥单掺及混掺地聚物砂浆试块的自由收缩和干燥收缩试验研究,并测试了其抗折和抗压强度,分析了其断面破坏形态;研究了极限收缩与抗压强度之间的关系。试验结果显示：单掺赤泥、粉煤灰基地聚物强度较低,收缩变形较大;而双掺的矿渣-赤泥,矿渣-粉煤灰地聚物的抗压强度较大,化学反应迅速,结构密实;地聚物试块的自由收缩略小于干燥收缩,收缩变形与抗压强度呈反比;矿渣-赤泥基地聚物的抗折和抗压强度超过5 MPa和36 MPa,自由收缩和干燥收缩均较小,是一种理想的地聚物胶凝材料。     

锌粉掺量对矿渣基地聚物涂料粘结性能的影响

为了改善矿渣基地聚物涂料对钢基底的粘结性能,采用掺加锌粉的方式制备一种用在钢基体上矿渣基地聚物复合涂料,探究锌粉对矿渣基地聚物复合涂料与钢基体的粘结性能影响,通过SEM/EDS、XRD、FT-IR等对其粘结性能、物相组成以及微观结构进行表征。结果表明,当锌粉掺入量为质量分数10%时,涂料在钢基体上的最大拉脱力为813.7 N,对比未掺加锌粉涂料样品的增大了近1.5倍,涂料与钢基体结合面处生成的Fe—(O—Si—O)_n—Zn键结构是锌粉增强矿渣基地聚物基复合涂料与钢基体附着力的主要原因。     

低掺量粉煤灰基地聚物胶凝材料性能试验研究

为了研究粉煤灰基地聚物胶凝材料的组成对其性能的影响,对C类粉煤灰分别掺入少量（质量分数小于17%）偏高岭土和矿渣粉后,进行了两种地聚物胶砂试块的力学性能试验研究,并与相同配比、相同制作养护条件下的普通硅酸盐水泥胶砂试块进行了比较.试验结果表明：纯粉煤灰（C类）地聚物胶凝材料强度低于P.O 42.5水泥;当外掺料质量分数大于17%时,粉煤灰基地聚物胶凝材料强度超过同龄期（14 d）的水泥;掺入矿渣粉的粉煤灰基地聚物抗压强度高于掺入等量偏高岭土的粉煤灰基地聚物.     

单组分电炉镍渣基地聚物修补材料制备与性能调控

冶炼镍铁每年生产大量的电炉镍渣,目前对其综合利用率很低,大面积的露天堆放造成的严重环境污染问题日渐突出。电炉镍渣含有大量的玻璃相SiO2和MgO,有一定的火山灰活性,为寻求高效绿色的电炉镍渣利用方式,本文以电炉镍渣为原料,制备单组分地聚物砂浆旨将其应用于修补材料领域。然而,前期工作发现纯电炉镍渣基制备的地聚物修补性能并不理想。本研究基于正交实验和极差分析,通过掺入矿物掺合料,改变碱模数和碱当量等关键影响因素对镍渣基地聚物各项修补性能进行调控,获取满足地聚物修补性能的最优配合比以及各关键影响因素对修补性能的影响主次。结果表明：最优配比是矿渣掺量为30%,粉煤灰掺量为30%,碱模数为1.2,碱当量为0.107mol/100g,其28d的抗压及抗折强度分别为90.29MPa、9.23MPa,粘结强度为6.6MPa,干燥收缩率为560×10^-6,满足修补砂浆规范要求。矿渣掺量对其性能调控影响最为显著。该成果可为单组分镍渣基地聚物制备修补材料的工程应用提供理论依据。     

碱激发矿渣基地聚物中钠离子迁移与分布研究

为探究Na+在碱激发矿渣基地聚物中的移动与分布,以矿渣为前驱体原材料,以液体水玻璃为碱激发剂,在实验设计条件下[n(Si O2)/n(Na2O)=1. 8,n(Na2O)/n(Al2O3)=1. 1],通过调节水掺量制备n(H2O)/n(Na2O)分别为18. 52、21. 03、24. 95的矿渣基地聚物。利用X射线荧光光谱分析仪(XRF)、比表面积与孔隙度测试仪、孔隙率测试及浸出试验等表征手段,对比了不同n(H2O)/n(Na2O)的矿渣基地聚物的性能、结构及其钠含量分布。研究结果显示,n(H2O)/n(Na2O)改变影响碱激发矿渣基地聚物的孔结构,孔径随n(H2O)/n(Na2O)的增大有细化的趋势,而孔隙率则随之增加; Na+随水分在孔隙网络中移动,导致地聚物不同高度位置的钠含量和碱浸出率存在差异,n(H2O)/n(Na2O)的增大使地聚物的钠含量分布曲线变陡,Na+的迁移趋势更明显;地聚物顶部附近的钠含量和碱浸出率最大,意味着其在理论上具有更强的泛碱趋向,间接说明Na+的移动影响碱激发矿渣基地聚物的泛碱行为。     

粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土不同龄期动态力学性能

为探究冲击荷载条件下粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的动态力学响应特征,考察不同养护龄期和应变率对粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土动态力学特性的影响,利用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置分别对3 d、7 d、28 d龄期的粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土进行了不同应变速率下的冲击压缩试验。结果表明：在各个龄期下,粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土均表现出显著的应变率敏感性,动态抗压强度和比能量吸收随应变率的增加而增大,其中动态抗压强度随应变率增加呈现指数函数增长趋势;随着龄期的增长,粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的动态抗压强度和比能量吸收均增大,应变率敏感性逐渐增强。在对比了多个应变率增长因子(DIF)计算公式之后,提出了拟合程度更高的地聚物混凝土DIF计算模型,在应变率基础上,重点考虑养护龄期对动态强度增强效应的影响,计算结果与试验值吻合效果良好,可为粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的实际应用提供参考。     

矿渣胶凝材料对尾矿中重金属Pb的固化实验

利用配制的矿渣胶凝材料来固化尾矿,并对其进行无侧限抗压强度、重金属的毒性浸出以及BCR重金属形态分布试验.室内试验结果表明,矿渣胶凝材料能有效地降低尾矿中重金属Pb的浸出浓度.当掺入量逐渐增加时,固化效果增强,且可氧化态和残渣态的比率增加,稳定性增强.由此可知,矿渣胶凝材料对尾矿具有良好的固化效果.     

开环易位聚合制备液晶聚合物的研究进展

液晶聚合物(LCP)兼具液晶的各向异性和聚合物良好的力学性能,在传感器、检测器和柔性执行器等领域具有广阔的应用前景。开环易位聚合(ROMP)具有活性聚合特征、反应条件温和与官能团耐受性高的特点,可以精确调控液晶聚合物的分子量和分子结构,是液晶聚合物研究中一种常用的合成方法。本文整理了近年来报道的由开环易位聚合制备液晶聚合物的研究,并从材料的构-效关系和功能开发两方面对这些研究进行了介绍。在构-效关系研究方面,分别介绍了液晶均聚物与液晶共聚物中的不同结构参数对材料性质的影响;在材料功能开发方面,介绍了液晶聚合物在光致形变、形状记忆效应、光子晶体和图案化薄膜等应用领域的研究成果。最后,展望了开环易位聚合制备液晶聚合物未来的发展方向。     

高分子复合调剖剂的制备及性能

利用水溶液聚合的方法制备高分子复合调剖剂(FRC)。研究聚合条件、材料结构对性能的影响，并优化聚合工艺条件，确定合成工艺。结果证明，高分子复合调剖剂(FRC)的综合性能显著优于均聚物调剖材料，具有显著的调剖应用效果。     

复合型高分子调剖剂的辐射制备及性能

利用水溶液辐射引发聚合的方法制备复合型高分子调剖剂(FRC).研究辐射条件、材料结构对性能的影响,并优化聚合工艺.结果表明,复合型高分子调剖剂(FRC)的综合性能显著优于均聚物调剖材料,具有显著的调剖应用效果.     

地聚物砂浆的力学性能与孔结构分形特征分析

为探讨矿渣粉改性粉煤灰地聚物砂浆在不同温度下的强度变化规律及改善机理,进行了不同矿渣粉掺量的粉煤灰地聚物在多种温度下的力学性能试验,并分析了其微观形貌及孔结构特征。结果表明:粉煤灰基地聚物在室温固化时的抗压强度和抗弯强度均较小,掺入矿渣粉或高温固化都可以改善粉煤灰地聚物的力学性能,但高温固化导致后期抗压强度变化变缓;当不掺矿渣粉时,地聚物砂浆的流动度为232 mm,但凝结时间超过8 h;随着矿渣粉掺量的增加,地聚物的流动度逐渐降低,凝结时间也变短;高温固化和掺入矿渣粉都可以显著减小粉煤灰地聚物材料的孔隙率;室温固化时,地聚物砂浆中含有大量宏观孔隙,并且粉煤灰地聚物砂浆中基本不存在胶凝孔隙;高温固化后,粉煤灰地聚物砂浆中以毛细孔隙体积占比最大,而改性砂浆则以胶凝孔隙和过渡孔隙的居多;从试件内部的微观形貌图可见,掺入矿渣粉后地聚物砂浆变得更加致密;基于热力学关系的分形模型可以在压汞法测量的孔径范围内很好地描述地聚物砂浆孔结构的分形维数,其次为孔轴线模型;地聚物砂浆孔结构的分形维数大于2.0,在粉煤灰地聚物中掺入矿渣粉可以改善地聚物的孔隙结构,提升固化温度则使得地聚物的孔隙结构变得复杂。     

镁渣的活性激发及镁渣砖制备

激发镁渣的潜在活性对于镁渣的直接利用具有重要的意义.以镁渣为主要原材料通过掺加少量矿渣及活性激发剂配制胶凝材料并制备镁渣砖,研究了不同激发剂对镁渣胶凝材料活性的影响.结果表明:镁渣单独作为胶凝材料强度很低,与少量矿渣复合28 d抗压强度从1.8 MPa增长到27 MPa以上,NaOH对镁渣-矿渣复合胶凝材料的早期强度具有一定影响,而石膏对后期强度影响较大;80％的镁渣与20％的矿渣外掺5％的脱硫石膏能制备MU20等级的标准砖.     

地聚物-水泥固化土石混合体试验与固化机理研究

【目的】研究水泥取代率对地聚物-水泥固化土石混合体抗压强度和破坏形态的影响,揭示地聚物-水泥对土石混合体的固化机理。【方法】通过无侧限抗压强度试验、含水率测定试验、扫描电镜试验和X射线衍射试验,探究水泥取代率对偏高岭土-矿渣-水泥基地聚物固化土和粉煤灰-矿渣-水泥基地聚物固化土抗压强度、破坏形态、含水率、微观形貌和矿物成分的影响及它们随龄期的变化规律。【结果】水泥取代率为0%～20%时,固化土抗压强度与水泥取代率成正比。偏高岭土-矿渣-水泥基地聚物和粉煤灰-矿渣-水泥基地聚物的最优水泥取代率为20%,此时其相应固化土的14 d抗压强度分别为2 510.90、2 532.14 kPa;随着水泥取代率的增加,固化土破坏模式由鼓胀破坏逐渐转变为劈裂破坏;养护时间为14 d时,20%水泥取代率的固化土的含水率最低,水化反应最充分;反应生成的水化硅酸钠(N-A-S-H)和水化硅铝酸钙(C-S-H)凝胶在孔隙中起胶结和填充作用。【结论】适当的水泥取代率可以提高水化反应速率,促进水化产物的生成,有效提升地聚物-水泥对土石混合体的固化效果。     

聚甲基丙烯酸甲酯稀土铕配合物的合成制备及其表征

本文研究目的是制备一种含有稀土铕的有机高分子材料.首先以三价稀土铕离子为中心原子,与苯甲酸和丁烯酸反应制备了Eu³⁺-苯甲酸-丁烯酸配合物(Eu-BA-CA);再使其与邻菲罗啉结合生成Eu³⁺-苯甲酸-丁烯酸-邻菲罗啉配合物(Eu-BA-CA-phen);然后该配合物与甲基丙烯酸甲酯单体聚合,得到高分子铕配合物(Eu-BA-CA-phen-PMMA).通过对其进行溶解性研究,并利用红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、紫外光谱、差示扫描量热分析和荧光光谱等对铕配合物组成、结构进行表征.结果显示：成功制备了聚甲基丙烯酸甲酯高分子铕配合物,该高分子铕配合物在丙酮中具有良好的溶解性,并研究了该共聚物的发光性质.     

纳米磁种材料表面改性及其水吸附性能

中国的水资源状况日益严峻,因此迫切需要发展水处理新技术.与传统技术相比,超导磁分离技术具有低投资、低成本等优点.磁种是利用超导磁分离法处理含非磁性污染物废水的关键材料.本文采用化学共沉淀技术制备了Fe3O4纳米颗粒,利用等离子体有机聚合法和化学植入法对磁性纳米颗粒进行表面修饰,制备出麦秸杆纤维素自组装和聚醋酸乙烯酯(PVA)覆膜两种磁种材料.X射线衍射、透射电镜微观组织分析和红外光谱分析均表明具有吸附功能的活性基团和磁性颗粒能很好地结合.对改性后纳米磁种颗粒对水中阴阳离子和有机物的吸附性能的研究证明两类磁种材料均表现出90%以上的吸附率,可以满足超导磁分离水处理的要求.     

偏高岭土基地聚物改良土最优配比及固化效果分析

地聚物是一种具有快硬、高强、低收缩等特点的新型绿色胶凝材料,可以用于固化软弱土体。通过对偏高岭土基地聚物改良土开展不同配比下的强度特性试验及扫描电镜试验,探讨了地聚物改良土的最佳配比,分析了地聚物材料组分对改良土力学特性及固化效果的影响。结果表明：地聚物改良土抗压强度随偏高岭土和碱激发剂掺量的增加呈现先增后减趋势,偏高岭土和碱激发剂掺量最优配比为2∶1,且二者在土中的最经济掺入比为12%;相同掺比下的地聚物改良土强度优于普通硅酸盐水泥土和纯黏土,团聚固化效应依次减弱;随着地聚物掺量增加,其破坏模式由塑性剪切破坏向脆性劈裂破坏发展。该研究可为偏高岭土基地聚物改良土的应用推广提供参数设计依据。     

Ziegler-Natta催化剂制备低等规聚丙烯的研究

研究了不同Ziegler-Natta催化剂体系对淤浆聚合制备低等规聚丙烯的影响。实验结果表明,三异丁基铝作为助催化剂时催化剂的聚合活性高于三乙基铝。BCM-100催化剂具有较高的聚合活性和立构定向性能力,但制备的聚丙烯正己烷可溶物含量较低,而BCE制备的聚丙烯正己烷可溶物含量较高,且聚丙烯正己烷不溶物的等规指数最高。利用DSC、GPC、13C-NMR等表征手段对不同催化剂体系合成的低等规聚丙烯的结构进行了分析。表征结果显示,在相同聚合条件下,BCE催化剂制备得到的聚丙烯正己烷不溶物的立构规整性最高而结晶度最低;实验所考察几种催化剂制备的聚丙烯正己烷可溶部分的平均重均分子量均远小于正己烷不溶部分的平均重均分子量,通过比较发现,BCE催化剂得到的聚丙烯的正己烷不溶物的平均重均分子量最低,正己烷可溶物的平均重均分子量最高,而BCM-100得到的聚丙烯的正己烷不溶物的平均重均分子量最高,正己烷可溶物的平均重均分子量最低。     

聚芴(PFs)制备和表征的研究进展

聚芴是一种重要共轭高分子材料,文章概述了可溶解性聚芴(或芴的寡聚物)的3种典型聚合方法,即FeCl3(三氯化铁)氧化法、镍催化法以及铂催化法合成聚芴,并按照分子链序列结构(交替共聚,嵌段工具,无轨共聚)的线索回顾了芴的共聚物的制备,简单介绍了目标产物的性质特征和对聚芴发光特性的影响。     

矿渣—粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料

通过优化配比组分、粒级设计和使用外加剂,制备出一种高掺量矿渣、粉煤灰且使用水泥熟料较少的矿渣--粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料.研究了物料粉磨方式、石膏掺量、矿渣与粉煤灰的掺量及比例对复合高性能胶凝材料体系强度的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)微观分析手段观察其微观结构和水化产物,阐明了复合胶凝材料活性与级配协同优化效应.复合胶凝材料胶砂水胶比为0.36时具有较好的流动度,胶砂试块养护28d抗压强度可以达到58.9MPa,抗折强度达到14.2MPa,并具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能,配制的混凝土具有良好的抗碳化性能.     

再生骨料对高钙粉煤灰基地聚物混凝土力学及耐久性能的影响

试验分别采用再生骨料和天然骨料作为粗骨料,制备了碱激发高钙粉煤灰基地聚物再生骨料混凝土和地聚物天然骨料混凝土。测试了其密度、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、吸水率、渗透孔隙率、氯离子渗透深度及抗硫酸侵蚀等指标,探讨比较了再生骨料与天然骨料高钙粉煤灰基地聚物混凝土物理力学性能和耐久性的差异;并进一步分析了不同NaOH溶液浓度(6 mol·L~(-1)、12 mol·L~(-1)和18 mol·L~(-1))对其相关性能的影响。结果表明:再生骨料可以用作粗骨料制备高钙粉煤灰基地聚物混凝土,其抗压强度在30.64~38.22 MPa之间,略低于天然骨料制备的地聚物混凝土。随着NaOH溶液浓度的增加,粉煤灰基地聚物混凝土的力学性能及耐久性能均显著改善,且当NaOH浓度为12 mol·L~(-1)时,其各项性能综合较优。