磷镁比、水灰比、硼砂掺量对磷酸钾镁水泥耐水性的影响

通过测试磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体在自然养护和水中养护两种养护条件下不同龄期的抗压强度,研究了磷镁比(mP/mM)、水灰比(mW/mC)、硼砂掺量(mB/mM)对MKPC浆体耐水性的影响规律.结果表明:水养条件下,MKPC浆体56 d抗压强度相对于自然养护条件下发生了显著下降,耐水性较差;mP/mM、mW/mC、mB/mM的变化均会对MKPC浆体的耐水性产生一定影响.在水中养护时,随着mP/mM减小,MKPC浆体的抗压强度损失先增大后减小,在mP/mM为1/3时耐水性最差;随着mW/mC的增加,MKPC浆体的抗压强度损失逐渐增大;随着mB/mM增加,MKPC浆体的抗压强度损失先减小后增大,在mB/mM为4%时耐水性最好.     

氧化镁膨胀剂对水泥浆体膨胀性能、强度和孔结构的影响

研究了在20℃和40℃水中养护下,在950℃和1 150℃下制得的氧化镁膨胀剂(MEA)对纯水泥(PC)和掺有质量分数30%粉煤灰水泥(FC)浆体的膨胀性能、抗压强度和孔结构的影响。结果表明:40℃下养护120 d时,掺有MEA质量分数4%在1 150℃下制备的MEA(M300)浆体出现体积安定性不良、强度下降、孔隙率增大;与PC浆体相比,M300对FC浆体强度的影响更明显。     

CO_2吸附强化模拟生物油重整制氢的实验研究

选用Ce-Ni/Co作催化剂、由醋酸钙煅烧制得的Ca O作重整催化剂、CO2吸附剂,进行模拟生物油吸附强化蒸汽重整制氢的研究.实验结果表明:在相同温度、M(S)/M(C)(加入水蒸气的摩尔质量与生物油模化物中碳的摩尔质量之比)条件下,吸附剂的加入有利于提高氢气摩尔分数和氢气产率;添加吸附剂后,随着温度的升高,氢气摩尔分数、氢气产率均呈现先增大后减小的趋势,在700℃时达到最大;随着M(S)/M(C)的增加,氢气摩尔分数先增大后减小,在M(S)/M(C)=9时氢气摩尔分数达到最大,而氢气产率则在M(S)/M(C)超过9后变化不大;随着M(Ca O)/M(C)(加入的氧化钙的摩尔质量与生物油模化物中碳的摩尔质量之比)的增加,氢气摩尔分数逐渐增大,达到M(Ca O)/M(C)=3后几乎不变,氢气产率则先增大后减小,在M(Ca O)/M(C)=3时达到最大;温度=700℃,M(S)/M(C)=9,M(Ca O)/M(C)=3为模拟生物油重整制氢的最佳条件,在此条件下氢气摩尔分数、氢气产率分别达到92.2%,84.1%.     

不同密度等级泡沫混凝土的性能和孔结构

泡沫混凝土的密度等级对其性能有显著影响。笔者制备了干密度在300～1 000 kg/m~3范围内的泡沫混凝土,对其浆体流动度、抗压强度、吸水率和干燥收缩进行了测试,利用X射线计算机断层扫描成像(X-ray computed tomography, X-CT)对试件的孔结构进行表征。结果显示:随着泡沫混凝土密度等级增加,其浆体流动度先增大后减小,密度为600 kg/m~3时流动度最大;抗压强度随密度等级增加而逐渐增大,并与密度等级之间存在指数关系;干燥收缩和吸水率均随密度等级增加逐渐减小,这是由于其内部孔隙率降低、封闭孔增多所致。X-CT分析结果显示,密度低于600 kg/m~3的泡沫混凝土内部孔隙分布不均,试件表面的大孔较多,这是由于浆体与泡沫的体积比过低、浆体无法均匀地包裹在泡沫表面所致。     

粉煤灰和硅灰高性能混凝土氯离子扩散试验研究

为了探索高性能混凝土(HPC)中粉煤灰(FA)和硅灰(SF)对其抗氯离子扩散的影响,对粉煤灰和硅灰复合材料的氯离子扩散进行了试验研究﹒研究了水胶比(W/B)、二元(硅酸盐水泥-粉煤灰和硅酸盐水泥-硅灰)和三元(硅酸盐水泥-粉煤灰-硅灰)矿物组合对混凝土抗压强度和氯离子扩散的影响﹒研究结果表明：不同混凝土的抗压强度均随着W/B的减小而增大,且W/B对普通混凝土强度的影响比HPC更明显;硅灰或粉煤灰的含量对增强混凝土的抗压强度是有限的;在7.5～17.5 mm的深度范围内,W/B对氯离子浓度的影响最为显著,且氯离子浓度随着W/B的增大而减小;三元矿物组合比二元矿物组合更能有效地防止氯化物扩散﹒     

膏体料浆管道输送压力损失的影响因素

为研究膏体料浆管道输送过程中的压力损失,本文建立了新型闭路环管试验测试平台,研究了管径、料浆流速、料浆中固相含量和物料粒径对膏体料浆管道输送压力损失的影响。流速对压力损失的影响分两个阶段：当流速小于黏性过渡流速时,压力损失随流速呈线性增加;当流速大于黏性过渡流速时,压力损失随着流速增加呈1~2次多项式增加,且增加速率远大于流速增加速率。压力损失随管径增大呈负幂指数减小,随料浆中固相质量分数的增加呈指数增加。在相同工况条件下,细粒级较粗粒级料浆管输压力损失更大,且黏性过渡流速较大,压力损失随流速增加相对缓慢。     

养护温度对粉煤灰、硅灰水泥浆体强度和干缩的影响

研究了经20℃标准养护和60℃蒸汽养护后粉煤灰、硅灰对水泥浆体抗压强度和干缩的影响,结果表明:标养下,粉煤灰的掺入降低了水泥浆体的强度,当粉煤灰掺量小于40%时,水泥浆体的干缩随着掺量的增加而增大,硅灰的掺入可以提高水泥浆体的强度,掺量小于15%时,各龄期的干缩随着硅灰掺量的增加而增加。蒸养提高了浆体的3 d强度却降低了180 d强度。在蒸养下,当粉煤灰的掺量小于40%时,可以提高水泥浆体早期强度。复掺粉煤灰和硅灰可以减小水泥浆体的干缩。     

偏高岭土对硅酸盐水泥浆体干燥收缩的影响

为探究偏高岭土(MK)影响水泥基材料干燥收缩机制,研究不同MK掺量、不同成熟度硅酸盐水泥浆体在20℃、55%湿度下的干燥收缩和质量损失,并采用压汞法(MIP)研究不同成熟度水泥浆体的孔结构。结果表明:MK对浆体干燥收缩行为的影响与掺量和浆体成熟度密切相关;虽然MK使不同成熟度水泥浆体长期(28 d以上)干缩均减小,掺量越大,干缩越小,但对早期干缩的影响则存在差异。MK使预养护3 d的浆体早期干缩略有增大,而预养护28 d则相反。MK对浆体的干燥收缩与质量损失的影响有明显的一致对应关系,浆体质量损失越大,则收缩越明显。MK通过微填充效应、晶核效应和火山灰效应使不同成熟度浆体孔隙率下降、孔径细化,导致浆体在干燥条件下蒸发失水减少、过程减缓,从而减小浆体干燥收缩。     

Na/Al对赤泥-煤系偏高岭土地聚合物电化学响应的影响

本文对养护28d龄期不同Na/Al条件下的赤泥-煤系偏高岭土地聚合物的单轴抗压强度和电化学阻抗响应进行了系列测试和分析。根据地聚合物中离子扩散的特点,建立了基本等效电路模型,利用ZSimDemo3.30d软件拟合与解析等效电路,分析各电路元件参数与Na/Al的关系。结果表明,赤泥-煤系偏高岭土地聚合物的抗压强度随着Na/Al的增大呈先增大后减小的趋势。电化学阻抗谱测试结果显示,Nyquist图均呈现高频区扁平容抗弧和低频区不明显的扩散曲线;等效电路模型为R(Q(RW)),且随着Na/Al的增大,地聚合物体系的总电阻和硅铝酸盐凝胶中的双电层电容均呈先增大后减小的趋势,而电荷转移电阻随着Na/Al的增大呈减小趋势。本研究运用电化学阻抗谱技术对地聚合物的电化学阻抗特征进行分析,揭示了赤泥-煤系偏高岭土地聚合物抗压强度随Na/Al的变化规律,同时也证明了电化学阻抗谱技术运用于地聚合物强度测试的可行性,为地聚合物无损检测技术提供新思路、新手段。     

C_3S含量变化对浆体强度及体积收缩的影响

为了研究硅酸三钙(C3S)含量对水泥浆体的抗压强度及线性收缩的影响,制备了不同C3S含量的水泥,并通过热质量损失法(TG)、扫描电镜(SEM)等方法分析了浆体中Ca(OH)2含量的变化规律和水化产物形貌,讨论了C3S含量对浆体基本性能的影响.结果表明:C3S质量分数为78.79%的水泥浆体水化过程中产生较多且晶粒尺寸较小的Ca(OH)2,其后期抗压强度出现倒缩.水化7 d时,C3S质量分数为67.33%的波特兰水泥抗压强度最大,28 d后C3S含量低的水泥的抗压强度可超过高C3S水泥浆体;加入质量分数为50%的粉煤灰后,熟料中C3S质量分数为67.33%的水泥浆体始终具有最高的强度.水泥浆体的线性收缩随着熟料中的C3S含量的增加而变大.从水泥硬化浆体的性能和节能方面考虑,熟料中C3S质量分数为67.33%较优.     

低当量水灰比含超细颗粒水泥水化的研究

提出当量水灰比（Ｗ／Ｃ）Ｅ的概念，研究水化程度及其发展真挚与（Ｗ／Ｃ）Ｅ（）．１４６－０．２１，Ｗ／Ｃ＝０．２１）在７ｄ龄期内的关系，并观察了水泥石在１ｄ 微观结构。结果表明，随着（Ｗ／Ｃ）Ｅ下降，水化体系水化程度提高，水化程度随（Ｗ／Ｃ）Ｅ变化率的发展趋势可保持至７ｄ不变，在低（Ｗ／Ｃ）Ｅ状态下，具有初始界面面积水、产物层薄的优点，可使体系转入扩散控制阶段后仍能正常水化，低（Ｗ／Ｃ）Ｅ的水泥石１     

Magnetic susceptibility measurements on metakaolin admixtured cement hydrated with ground water and sea water

The role of metakaolin in the properties of Portland cement hydrated with ground water and sea water was described by magnetic susceptibility study. Cement pastes containing 0wt%, 10wt%, 20wt% and 30wt% replacement of metakaolin and in a water/cement (W/C) ratio of 0.4 were prepared. The susceptibility at different hydration periods was determined by Faraday Curie balance and it was related to the changes in setting time and compressive strength of admixtured cement. Compared with sea water-treated cement paste, the magnetic susceptibility of ground water-treated cement paste is higher in value. The observed result shows that, irrespective of water, the magnetic susceptibility increases with increasing metakaolin percentage replacement level in cement.     

加荷速率与受力状态对高水材料凝结体力学参数的影响

针对高水材料凝结体在不同加荷速率及不同受力状态下的强度参数,选用水灰比为6∶1(含水率86%),研究当加荷速率变化时,高水材料凝结体抗压、抗拉及抗弯强度参数的变化情况。通过进行高水材料凝结体在不同加荷速率下的单轴压缩实验、拉伸实验和弯曲实验。实验结果表明,材料在单轴压缩时会因挤压而有一定程度的失水,同时材料表现出弹-塑性的特点。在拉伸和弯曲时,无出水情况,试样从中部直接被拉断。随着加荷速率的增大,高水材料凝结体的抗压、抗拉和抗弯强度都增大。在同一加荷速率下,高水材料凝结体的抗压强度抗弯强度抗拉强度。     

稻壳灰改良盐渍土力学特性及抗冻性的研究

在西北季节冻土区广泛分布着盐渍土,其在空间分布上连续性差,工程性质极其不稳定;且浅层盐渍土受冻融作用的反复影响,其力学性质长期处于动态的变化之中,给工程设计与建设带来了极大的挑战.鉴于此,通过压缩试验及无侧限抗压强度试验,研究稻壳灰对盐渍土的改良效果.结果表明,稻壳灰可以显著地改善盐渍土的压缩特性,并提高其无侧限抗压强度,且改良土的压缩系数与抗压强度之间呈现出负相关的线性关系.随着掺灰量和养护龄期的增加,改良土的压缩系数不断减小,无侧限抗压强度呈现出不断增加的趋势,最大可增加4倍左右.以抗压强度损失率为指标对改良土的抗冻性进行了评价,发现改良土的抗冻性随着掺灰量的增加呈现出先增强后减弱的趋势,且在15%的掺灰量时,其抗冻性效果最显著;相对而言,养护龄期对于改良土的抗冻性影响较小.     

纳米硅粉水泥土抗腐蚀性能研究

水泥土搅拌法处理近海软土时, 水泥土常处于腐蚀性环境中。系统研究掺入纳米硅粉的水泥土的抗腐蚀性能, 为水泥土抗腐蚀性能改良、近海区软土水泥土搅拌法加固提供依据。选取珠江三角洲典型的淤泥质粘土, 按天然含水量配制试验用土,加入掺入比为0%～4%的纳米硅粉配制水泥土试件, 在腐蚀性硫酸盐溶液和纯水中养护到不同龄期, 对其进行无侧限抗压强度对比试验, 得到了水泥土强度与纳米硅粉含量及腐蚀性养护环境关系的变化规律。主要结论是: 两种养护环境下, 纳米硅粉提高水泥土强度的长期效果比短期效果显著, 龄期90 d内纳米硅粉掺入比为2%的水泥土强度最大; 但龄期180 d时水泥土强度随纳米硅粉掺量的增加而增加; 硫酸盐腐蚀环境能加速纳米硅粉和水泥水化产物的二次水化反应, 大幅提高水泥土的强度, 纳米硅粉能显著提高水泥土的抗腐蚀性能; 龄期180 d时, 养护在硫酸盐溶液中纳米硅粉掺入比为2%～4%的水泥土, 强度比掺入比为0%的水泥土强度高(2～3)倍, 也比相同配比养护在纯水中水泥土强度高15%～20%。     

V、Ta微合金化12Cr低活性F/M钢的优化设计

采用Thermo-Calc热力学模拟计算与实验相结合的方法,优化设计了一种V、Ta微合金化的低活性F/M钢12Cr3WVTa,经1 050℃水淬及780℃回火后对其显微组织及析出相进行光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察以及能谱分析.实验钢淬火回火后显微组织由回火马氏体和少量δ铁素体相组成,析出相主要为M23C6和MX相(M=V,Ta;X=C,N),其中M23C6主要分布于回火马氏体板条界和相界,而MX弥散析出于回火马氏体板条内以及δ铁素体内.实验钢室温和高温(600℃)拉伸力学性能良好,600℃下材料抗拉强度为507 MPa,屈服强度为402 MPa,满足超临界水冷堆用包壳管的拉伸性能要求.     

硬段含量对快速固化聚氨酯修补胶性能的影响

制备了不同硬段含量(18%～34%)的快速固化聚氨酯修补胶(PRA),考察了硬段含量对PRA的固化时间、力学性能、耐热性能、耐水性能和耐磨性能的影响。结果表明：当硬段含量由18%增加到34%时,PRA的氢键化程度增大,固化速度加快,拉伸强度、撕裂强度和剪切强度增大,断裂伸长率减小;随着硬段含量的增加,总体上PRA的起始分解温度提高,硬段热失重率增大,软段热失重率减小;硬段含量对PRA吸水率的影响很小,浸水7 d后PRA的力学性能与浸水前相比有所下降;随着硬段含量的增加,PRA的磨耗体积先减小后增大,在硬段含量为26%和30%时磨耗体积较小;硬段含量为30%的PRA的综合性能较好,其固化时间为50 s,拉伸强度为19.94 MPa,断裂伸长率为460%,撕裂强度为70.72 kN/m,剪切强度为1.87 MPa,阿克隆磨耗体积为47 mm³。     

水灰比和聚灰比对改性砂浆性能和微观结构的影响

将核壳比为50/50的聚丁二烯接枝聚苯乙烯(PB-g-PS)胶乳用于改性水泥砂浆,考察了聚灰比(聚合物对水泥的质量比)和水灰比(水对水泥的质量比)对改性水泥砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及水吸收速率的影响.结果表明:改性砂浆的流动度随水灰比和聚灰比的增加而增加;胶乳能显著降低改性砂浆的毛细孔吸水率;改性砂浆的抗压强度降低,但当水灰比较低时,部分改性砂浆的抗折强度有所提高.微观结构分析表明:改性砂浆的结构更加致密,从而有利于性能的提高.     

石灰固化海砂海泥混合料作为填料的室内试验研究

为解决沿海地区缺乏填料的问题,将海砂海泥按质量比1.5∶1进行掺合,将混合料作为填筑材料,采用石灰作为固化剂,开展了一系列室内试验,包括无侧限抗压强度试验、直剪试验以及压缩试验。结果表明,固化混合料的无侧限抗压强度随着石灰掺量增加不断提高,掺量5%~7%之间时,强度变化最明显;7 d养护龄期的混合料的强度约为28 d养护龄期的50%左右,强度增长较为缓慢;石灰掺量大于7%之后,其强度增长速率明显减缓,甚至有减小的趋势;石灰掺量低于5%时固化效果不明显,在7%~9%之间时接近低压缩性土。     

基于数字散斑技术的水泥净浆微观蠕变与收缩

摘 要：为探究大型试件水汽平衡较长引起额外收缩开裂的问题,提出了一种新型原位微观力学试验方法对水泥净浆的微观蠕变与收缩进行研究。研究结合DIC（数字散斑技术digital image correlation）进行观测,在ESEM（environmental scanning electron microscope）环境扫描电镜和CC（climate chamber气候试验箱)中对薄水泥块分别进行单轴-双轴压缩蠕变和收缩试验。试验结果表明,相较于传统测试方法,新的测试框架显著缩短了干燥时间,至少缩短了200倍,从而有效减小了开裂的风险。水泥净浆的自由干燥收缩与RH（相对湿度relative humidity）高于60%时的质量损失之间存在高度线性相关性。在相对湿度50%-60%之间,水的空化作用对干燥收缩产生影响。ESEM中的干燥条件与气候试验箱中的环境空气干燥条件相比,气压较低,引发了强制对流流动,导致干燥速率显著增加,但在相对湿度为20%RH的平衡状态下,两者的收缩变形基本保持一致。快速干燥的试件与缓慢干燥的试件相比具有更大的孔隙,且未加载试件的孔隙大于加载试件。在单轴压缩试验中,干燥蠕变随干燥收缩的变化呈现出双线性的趋势;在双轴压缩试验中,干燥蠕变呈现出线性关系。干燥蠕变的泊松比在两种压缩试验中均表现出负值,在蠕变泊松比处于-0.1到0之间时,CC试验所得的蠕变性能与ESEM方法的结果基本一致。