负载纳米SiO2的火山灰对传统石灰的改性研究

本文在单纯使用火山灰材料改性熟石灰的基础上,使用负载纳米SiO2的火山灰对灰浆进一步改性,得到的改性灰浆固化时间更短、力学性能得到提高、耐水性良好。综合使用X射线衍射仪(XRD)、热失重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的改性机理做初步分析,结果表明火山灰材料的存在使熟石灰浆体在固化过程中同时发生火山灰反应和碳酸化反应,火山灰反应生成的C-S-H有效提高了灰浆的力学性能等;负载的纳米SiO2起到填充和促进火山灰反应进行等作用从而达到进一步改性的效果。     

固化/稳定化重金属污染土力学及浸出特性试验研究

为解决传统固化剂在固化/稳定化法处理重金属复合污染土和重度污染土方面存在的不足,研发了一种新型固化剂。以人工制备的Pb、Cd、Cu复合重金属污染土壤为研究对象,开展了室内无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验。在此基础上分析了固化体力学特性、浸出特性等随养护龄期、污染土粒径、重金属污染水平的变化规律。以某金矿区三处重金属污染土壤为治理对象,开展了相关测试,验证了新型固化剂对于重金属污染土的固化效果。研究表明：新型固化剂对于复合重金属污染土和重度污染土的效果较好;固化体无侧限抗压强度随养护龄期的增加而增大,随重金属污染水平、污染土粒径的增加而降低,固化体强度达17.35-33.45 MPa,均能满足固废填埋标准及建筑材料强度要求;重金属浸出浓度随养护龄期的增加而降低,随着污染土粒径和污染水平的增加而增加,浸出浓度均远低于（<0.1%）浸出安全标准限值,固化率>99.99%。所研发的高效重金属污染土固化剂,可用于重金属污染场地的固化修复及资源化利用。     

硬石膏膨胀特性及其湿度应力场膨胀本构模型

硬石膏岩遇水表现出很强的膨胀特性,且由于地下水分布的动态不均匀性,导致围岩不均匀膨胀。以梁忠高速公路礼让隧道中硬石膏岩为研究对象,采用土工固结试验仪,设置不同初始浸泡水量,对硬石膏进行侧限膨胀试验,研究其吸水率、膨胀应变及应力变化规律。结果表明:硬石膏吸水率呈先快后慢型增长,快速增长过程中硬石膏吸收的水主要转化为结晶水,慢速增长阶段,硬石膏内部自由水逐渐增多;硬石膏膨胀应变及膨胀应力随浸泡水量增加而增大,当浸泡水量为硬石膏完全石膏化理论耗水量的1/4时,达到二者增长率明显减小的转折点;硬石膏吸水率具有时间效应,且吸水率与时间呈负指数关系,基于此,结合湿度应力场理论,得到了硬石膏湿度应力场膨胀时变本构。     

电镀行业污染土固化体无侧限抗压强度演化规律研究

电镀行业在生产过程中会对周边区域的土壤造成严重的重金属污染。以电镀行业重金属复合污染土壤为研究对象,选用水泥作为固化/稳定化胶凝材料对污染土进行固化稳定化处理,以污染土固化体的无侧限抗压强度(UCS)为目标,通过对固化材料配比的优化,在实验室中对不同养护龄期重金属污染土固化体的UCS进行了测试,并通过X射线衍射分析,探讨了重金属对固化体强度的影响及水泥对重金属的稳定化机理。结果表明：材料配比优化后的重金属污染土固化体在养护3天时的UCS即可满足EPA的推荐值;重金属离子会在养护初期(1天)对水泥的水化形成明显的阻滞作用,从而使固化体在养护初期的UCS显著降低;此外,重金属离子会使水泥的水化向次级反应进行,生成强度较低的钙钒石,并降低固化体在整个养护期内的UCS;水泥的水化反应对于重金属Pb的稳定化作用除了会使其转化氢氧化物的沉淀之外,还会使其转化为稳定的化合物。     

水玻璃粘结剂的固化和粉化机理研究

以沙子为骨料,水玻璃作为黏结剂,三氯化铝作为固化剂,制备成大尺寸多孔沙砖,研究水玻璃黏结剂的固化机理和粉化机理。通过采用红外和X射线衍射仪测试在不同环境和不同固化时间黏结剂的结构变化和官能团变化,发现水玻璃凝胶在干燥环境不断脱水,其中的Si—O—Al键含量随时间延长而增加,形成稳定的网状交联结构;在潮湿环境,受到羟基作用使Si—O—Al键断裂而导致黏结剂粉化。     

矿渣改性硬石膏基胶结材水化硬化研究

通过硬石膏水化率、水化温升、液相离子浓度测定,结合宏观性能试验,对硬石膏基胶结材水化硬化历程,硫酸盐激发剂作用机理,矿渣对硬石膏的改性作用等进行了研究.结果表明:硫酸盐促进硬石膏溶解,提高液相浓度和过饱和度,加快二水石膏晶体成核与生长速率;矿渣水化形成钙矾石与水化硅酸钙等水硬性矿物,使硬石膏硬化体强度与耐水性提高,矿渣水化与硬石膏水化相互促进;采用硫酸盐激发、矿渣改性的硬石膏基胶结材具有强度较高、耐水性较好、干缩率较小的特点,其水化硬化经历了快速溶解反应期、水化潜伏期、加速水化期、稳定水化期和缓慢水化期等5个阶段.胶结材凝结时间取决于潜伏期,加速水化期和稳定水化期是硬化体结构致密和强度发展的主要阶段.     

Synthesis and electrochemical properties of LiNi0.8Al0.2−xTixO2 cathode materials by an ultrasonic-assisted co-precipitation method

A new co-precipitation route was proposed to synthesize LiNi_0.8Al_0.2−xTi_xO₂ (x=0.0-0.20) cathode materials for lithium ion batteries, with Ni(NO₃)₂, Al(NO₃)₃, LiOH·H₂O, and TiO₂ as the starting materials. Ultrasonic vibration was used during preparing the precursors, and the precursors were protected by absolute ethanol before calcination in the air. The influences of doped-Ti content, calcination temperature and time, additional Li content, and ultrasonic vibration on the structure and properties of LiNi_0.8Al_0.2−xTi_xO₂ were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and charge-discharge tests, respectively. The results show that the optimal molar fraction of Ti, calcination temperature and time, and additional molar fraction of Li for LiNi_0.8Al_0.2−xTi_xO₂ cathode materials are 0.1, 700°C, 20 h, and 0.05, respectively. Ti doping facilitates the formation of the α-NaFeO₂ layered structure, and ultrasonic vibration improves the electrochemical performance of LiNi_0.8Al_0.2−xTi_xO₂.     

Hydration mechanism of a cementitious material prepared with Si-Mn slag

A cementitious material was prepared by mixing 80wt% Si-Mn slag powder, 10wt% lime, and 10wt% anhydrite. The compressive strength of mortar samples reaches 51.48 MPa after 28 d curing. The analyses of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) show that much ettringite is formed in the sample cured for 3 d, and C-S-H gel increases rapidly during subsequent curing. Nuclear magnetic resonance (NMR) analysis of 29Si and 27Al and infrared spectroscopy (IR) analysis show that aluminum decomposition from tetrahedral network of the slag glass and its subsequent migration and re-combination play an important role in the process of hydration and strength development of the samples.     

工业及建筑废弃物固化盐渍土的力学性能和路用性能影响

为探讨各试验因素及固化剂种类对固化盐渍土的力学性能和路用性能影响,采用单掺与双掺水泥窑粉尘、废弃混凝土再生微粉等工业及建筑废弃物作为固化方案,以初始含水率、养护龄期、固化剂掺量为试验因素,通过无侧限抗压试验研究固化盐渍土力学性能,并进行干湿与冻融耐久性试验、承载比试验,以评估固化盐渍土路用性能,采用扫描电镜试验对固化盐渍土进行微观结构分析,揭露其固化机理。结果表明：初始含水率、养护龄期、固化剂掺量、固化剂种类是影响固化盐渍土的力学性能和路用性能主要因素;养护28 d,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的力学性能与路用性能最佳,抗压强度达到3 227.40 KPa,干湿、冻融循环后残余强度分别达到2 924.60 KPa、2 243.49 KPa;从微观分析可知,废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的土体结构变得密实且稳定。可见,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土用作于盐渍土地区公路路基与路面基层的建设,具有一定的工程意义与经济价值。     

煅烧明矾对硬石膏水化硬化性能的影响

通过对硬石膏凝结时间、水化率与水化温升测定,硬化体显微结构与强度关系的分析,研究了煅烧明矾对硬石膏水化进程及硬化体结构、强度和液相过饱和度等性能的影响,分析了煅烧明矾改善硬石膏水化活性的机理.结果表明:煅烧明矾是硬石膏的高效激发剂,能使硬石膏的凝结时间缩短,水化进程加快;使二水石膏晶体细化,硬化体强度提高;能改善硬石膏的水化溶解性能,使液相SO42-浓度和二水石膏析晶过饱和度提高,促进了二水石膏的自发均相成核和晶体生长.     

湿法磷酸无水物工艺条件下六种云南磷矿的酸分解反应性能研究

本文研究了6种云南磷矿在湿法磷酸无水物工艺条件下的酸分解反应性能.实验发现,在无水物工艺条件下,磷矿的酸分解反应性能要比在二水物和半水物工艺条件下的差;对尖山磷矿的实验表明,延长反应时间至4 h,只要液相游离硫酸浓度不大于3％,在无水物条件下,也能达到比较高的分解率.     

一般工业固废复合固化重金属污染土的力学及电化学性能

针对中国一般工业固废大量堆存问题,以工业固体废物赤泥、电石渣和磷石膏的有效利用为导向,以处理铜污染土为目的,制备复合固化剂并对铜离子污染土进行固化处理。通过研究固化土的无侧限抗压强度性能,对比分析了纯水泥固化剂与添加工业固废复合固化剂对铜污染土的固化效果。通过研究固化土的电化学阻抗谱特性,建立了固化土的等效电路模型,并着重从物理力学性能和微观结构特性揭示工业固体废物之间的相互作用效果及其对铜污染土的固化机理。结果表明：固化土的无侧限抗压强度均随龄期逐渐增大,且固化土的浸出毒性均满足国家相关标准要求。在一般工业固废作用下,固化土强度高于相应纯水泥固化土。固化土电化学Nyquist曲线在高频区随养护龄期增加逐渐出现容抗弧,且其半径逐渐增大;低频区为斜直线,且斜率随养护龄期逐渐增大。此外,固化土的强度与电化学参数R_ct1之间存在良好线性关系,可采用R_ct1对固化土强度的发展进行无损预测。借助微观测试手段发现固化土在养护过程中生成了凝胶物质和针状物质,水化产物的生成是固化土强度发展的主要缘由,且其对铜离子有一定的吸附、包裹和离子置换作用。     

鱼塘路段人工硬壳层承载特性及计算方法

常规的鱼塘路段的处理均采用换填法,为避免淤泥运出和填筑材料的制作过程中对环境产生的不利影响,采用软土就地固化技术改良鱼塘底部淤泥.首先介绍就地固化设备,并以潮汕环线高速公路就地固化试验段工程为例,详细介绍该技术在鱼塘路段的应用及其优势.现场试验结果表明:固化28 d后表层承载力能满足要求,搅拌不均匀现象对承载力影响较大...     

凝固条件对高硅铝合金组织的影响

过共晶铝硅合金中的硅相晶粒粗大并且有尖锐的棱角,严重的削弱了合金的机械性能,通常采用变质处理工艺来改善这一现象。目前,很多研究表明硅相变质的机理主要是孪晶凹谷机制,但是变质效果实际上是与凝固条件有关系的,通过改善凝固条件,可以促进变质效果。本文研究对象为高硅铝硅合金,在加入不同变质剂条件下,研究了不同凝固条件下的组织形态,并使用透射电镜对组织进行了分析。     

磷酸镁水泥固化铜污染土的工程特性

为研究不同水泥固化重金属污染土的处理效果和工程特性,取掺重金属铜的高岭土作为研究对象,考虑磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)掺量、养护龄期、初始铜离子浓度三种因素,研究了MPC固化后重金属铜污染土的固化效果及特性.基于无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,分析了三种因素对固化铜污染土的强度和微观结构的影响,并得到固化土抗压强度与内部孔隙所占百分比之间的关系.无侧限强度试验结果表明,MPC固化铜污染土的效果显著;随着MPC掺量的增多和养护龄期的增长,固化土的抗压强度增大;随着初始铜离子浓度的增大,固化土的抗压强度减小,且当污染土中铜离子浓度过高时,固化效果降低.微观试验结果表明,固化过程中既有物理包覆又有化学反应,随着MPC掺量的增多、养护龄期的增长,固化土的孔隙百分比降低,结构变得更加致密,随着初始铜离子浓度的增大,孔隙所占百分比增大,土体结构变得疏松,固化土体强度降低.     

Mechanical,electrical, and thermal properties of the directionally solidified Bi-Zn-Al ternary eutectic alloy

A Bi-2.0Zn-0.2Al (wt%) ternary eutectic alloy was prepared using a vacuum melting furnace and a casting furnace. The samples were directionally solidified upwards at a constant growth rate (V = 18.4 μm/s) under different temperature gradients (G = 1.15–3.44 K/mm) and at a constant temperature gradient (G = 2.66 K/mm) under different growth rates (V = 8.3–500 μm/s) in a Bridgman-type directional solidification furnace. The dependence of microstructure parameter (λ) on the solidification parameters (G and V) and that of the microhardness (Hv) on the microstructure and solidification parameters were investigated. The resistivity (ρ) measurements of the studied alloy were performed using the standard four-point-probe method, and the temperature coefficient of resistivity (α) was calculated from the ρ-T curve. The enthalpy (ΔH) and the specific heat (C_p) values were determined by differential scanning calorimetry analysis. In addition, the thermal conductivities of samples, obtained using the Wiedemann-Franz and Smith-Palmer equations, were compared with the experimental results. The results revealed that, the thermal conductivity values obtained using the Wiedemann-Franz and Smith-Palmer equations for the Bi-2.0Zn-0.2Al (wt%) alloy are in the range of 5.2–6.5 W/Km and 15.2–16.4 W/Km, respectively.     

Reduction in secondary dendrite arm spacing in cast eutectic Al-Si piston alloys by cerium addition

The effects of Ce on the secondary dendrite arm spacing (SDAS) and mechanical behavior of Al-Si-Cu-Mg alloys were investigated. The reduction of SDAS at different Ce concentrations was evaluated in a directional solidification experiment via computer-aided cooling curve thermal analysis (CA CCTA). -The results showed that 0.1wt%-1.0wt% Ce addition resulted in a rapid solidification time, △T_S, and low solidification temperature, △T_S, whereas 0.1wt% Ce resulted in a fast solidification time, △ta-Al, of the α-Al phase. Furthermore, Ce addition refined the SDAS, which was reduced to approximately 36%. The mechanical properties of the alloys with and without Ce were investigated using tensile and hardness tests. The quality index (Q) and ultimate tensile strength of (UTS) Al-Si-Cu-Mg alloys significantly improved with the addition of 0.1wt% Ce. Moreover, the base alloy hardness was improved with increasing Ce concentration.     

ZA27铸造合金的凝固特性

研究了ZA27铸造合金中的常见微量元素以及铸件厚度，浇注温度，变质处理对ZA27合金凝固特性的影响，实验结果表明，铸件厚度是影响ZA27合金凝固特性的最主要因素，适量的Ti可以改善ZA27合金的凝固特性，浇注温度及变质处理对ZA27合金的凝固特性也有不同程度的影响，根据实验结果，推荐了较佳工艺参数。     

环保型改性高分子材料固沙剂实用性能研究

针对沙漠公路沿线风积沙治理问题,通过对多种高分子材料共混物进行改性,得到了一种高性能环保固沙材料。该材料具有适宜喷洒施工、固化快、强度好等特点。取雅鲁藏布江河谷风积沙为实验对象,施以该种固沙剂,进行了渗透性、固化强度、耐久性等试验,得到了该材料在加固风积沙时的最短固化时间和最佳用量。同时将研制的固沙材料与现有固沙产品进行了对比。对比结果表明:该材料在加固风积沙时的抗压强度、抗冻融能力和耐久性均高于常规固沙材料;且环保性能较强,具有良好的应用前景。     

马来海松酸不饱和聚酯树脂研究

以自制马来海松酸为原料之一,合成了新型不饱和聚酯树脂（简称UPR）.测试了新型UPR的物理性能、力学性能、耐腐蚀性及固化性能等,与通用UPR的各项性能进行了比较,结果表明：新型UPR的拉伸强度和硬度较大;耐腐蚀性较优;固化时间较长,固化放热峰较低.