外加剂对碳纤维砂浆力学性能和结构的影响

利用正交实验法分析了分散剂、减水剂等外加剂对碳纤维水泥砂浆力学性能和结构的影响。实验结果表明,本实验条件下外加剂最佳掺量分别为：甲基纤维素0．1％,硅粉12％,膨胀剂6％,减水剂0．9％,消泡剂0．06％,此时碳纤维水泥砂浆可以获得较好的力学性能;另外,试样压汞试验的孔径分布数据和SEM扫描图像分析表明,外加剂可以改善碳纤维水泥砂浆的孔径分布和表面形态．从而有利于提高材料的力学性能。     

升温速率对砂浆渗透性及微观结构的影响

为了研究升温速率对砂浆渗透性以及微观结构的影响,现以3种升温速率（5℃/min、10℃/min、15℃/min）加热砂浆至500℃。通过新的实验技术允许在围压下用气体同时测量砂浆的渗透率和孔隙率,并采用核磁共振（NMR）和扫描电镜（SEM）技术,观察损伤后试样的T2谱图分布、孔径分布和裂缝演变情况。结果表明：在500℃下,随着升温速率的增大,砂浆气体渗透率与孔隙率逐渐增大。在加卸载围压的过程中,与孔隙率相比砂浆的气体渗透率对围压更敏感。不同升温速率作用后的砂浆T2谱图均出现2个波峰,主波峰的分布占据了3个数量级。随着升温速率增大,砂浆的孔径分布向右移动,孔径增大。高温作用后,砂浆致密结构变得多孔疏松,升温速率越快,其内部裂缝宽度越大。     

钢筋钢丝网砂浆加固钢筋混凝土方柱耗能特性数值分析

为了提升钢筋混凝土柱抗震加固效率,采取钢筋钢丝网砂浆加固方法,同时研究加固后的耗能特性。本文结合3根钢筋混凝土方柱拟静力反复加载试验,依据Mander模型建立了钢筋钢丝网约束混凝土的应力-应变关系,并与试验相互对比验证。在此基础上进行了不同因素条件下72个钢筋混凝土试件的数值分析研究,主要因素包括剪跨比、纵筋配筋率、配箍率、混凝土强度等级和轴压比。结果表明：建立的钢筋钢丝网砂浆加固RC方柱数值模型耗能计算结果与试验值吻合良好;结合灰色关联度参数分析,影响试件耗能的因素依次为剪跨比、纵筋配筋率、配箍率、混凝土强度等级和轴压比。     

太阳能相变蓄热炕的实验及数值模拟研究

为实现太阳能相变蓄热炕的快速升温,采用毛细管网及配置高导热复合相变材料来提高炕体的热响应时间,通过数值模拟与实验研究相结合的方法对炕体的热工性能进行研究。本文首先对比不同熔点石蜡的差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)曲线,选取35#石蜡作为研究对象,采用熔融混合法制备不同配比的石蜡-膨胀石墨复合定形相变材料;并通过渗漏测试确定最佳配比。实验表明:当膨胀石墨质量分数为8%时,复合定形相变材料渗漏率较低,为兼顾储热、导热性能的最佳配比。将石蜡复合相变材料应用于太阳能相变蓄热炕,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)建立三维非稳态传热模型,对炕体进行24 h供热模拟设计;模拟表明:太阳能相变蓄热炕在昼间垫面温度达到24.2 ℃,夜间垫面温度达到30.2 ℃。通过Trnsys(transient system simulation program)软件对组合式系统进行运行模拟发现:组合系统均可达到设计的45 ℃及以上;另外,组合式系统全年节电量为2 974.7 kW·h,或节省标准煤469.9 kg,或减少二氧化碳1 240.5 kg、一氧化碳70.9 kg、PM₁₀6.8 kg等,节能减排量显著。     

水热合成对低等级粉煤灰活性的影响

低等级粉煤灰由于活性低,需通过一些方法将其活性激活后再利用。为研究粉煤灰活性,通过水热合成的方法激发其活性,然后测试其力学性能及微观分析。将低等级粉煤灰分别以10%、20%、30%、40%的掺量等质量代替水泥制作胶砂试件,在1. 3 MPa、180℃的条件下蒸压10 h后分别标养7 d、60 d、90 d后测试其抗折抗压强度,并做XRD分析。结果表明,高温高压条件下养护提高了试件强度,激发了粉煤灰活性;随着养护时间增长,试件强度逐渐提高,且代替水泥掺量在20%～30%时效果较好。     

约束电爆过程中石墨的纳米化机制

利用自行研制的约束电爆石墨制备低维纳米碳装置,通过改变初始充电电压与约束管管径进行系列性电爆实验,实验中对气溶胶形式的电爆产物进行原位取样,并进行显微分析.结合电爆产物显微分析结果和约束管中能量密度与电爆产物粒径间的关系,对电爆过程中石墨的纳米化机制进行研究.研究结果表明:电爆过程中约束管内产生的机械压缩波能够对石墨施加瞬间高压使石墨碎化,这一压缩波在传播过程中对已碎化的石墨进行反复冲击与剥离,从而导致石墨颗粒从约束管中喷射而出.在喷射过程中,石墨颗粒之间以及石墨颗粒与约束管壁之间不断发生碰撞,致使石墨颗粒进一步碎化,并形成低维纳米碳.     

晶质石墨活化提纯锂离子电池负极材料机理研究

研究了一种新的石墨提纯方法:先焙烧石墨,然后用NaOH,H_2SO_4和HCl处理,并确定了最佳工艺条件.结果表明,这种方法可以使固定碳质量分数为95.12%的晶质石墨提纯到99.76%.     

溶剂热法制备十二胺改性的氧化石墨及其表征

为了改善氧化石墨的亲油性,获得能够在有机溶剂甲苯中稳定分散的氧化石墨,以改进的Hummers法制备的氧化石墨胶体为前躯体,通过溶剂热法,在不同的反应条件下用十二胺对氧化石墨进行改性,制备了疏水的功能化氧化石墨.采用X射线衍射、紫外-可见分光光度计、红外光谱、拉曼和接触角测试对所得产物进行表征,考察了反应条件对产物结构及疏水性的影响.结果表明:经十二胺处理后氧化石墨的—COOH能与十二胺中的胺基发生反应,生成酰胺基团;在120℃,3h溶剂热条件下经过十二胺处理后的氧化石墨表现出了较好的疏水性,能均匀分散在甲苯中,真空抽滤获得的氧化石墨薄膜接触角由未处理前的16.9°提高到101.7°.     

循环流化床燃烧产物固硫灰的细度对水泥性能的影响

为探讨磨细处理改善固硫灰水泥胶砂物理力学性能和膨胀性能的可行性,利用实验室气流磨对流化床固硫灰进行了磨细处理,研究了细度对固硫灰水泥凝结时间、胶砂强度和线性膨胀率影响.试验结果表明:经磨细处理后固硫灰水泥净浆标准稠度需水量降低,但初凝时间提前;细度对固硫灰水泥胶砂前期强度影响很大,掺加30%中位径为15 μm的原灰时28 d水泥胶砂抗压强度只有纯水泥对比样的47%,而掺加30%中位径为3 μm的磨细灰时水泥胶砂28 d抗压强度可以达到纯水泥对比样的85%以上,但在90 d时掺加固硫灰的水泥胶砂抗压强度均可达到对比样的82%以上.磨细处理能降低固硫灰水泥净浆的总膨胀能,并能将膨胀能提前释放.结果证明磨细处理是利用固硫灰的重要手段.     

GO/TiO_2复合物的制备、表征及其光催化性能研究

以Ti(OC4H9)4为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了复合氧化石墨(Graphite oxide,GO)二氧化钛粉体(GO/Ti O2),且利用X射线衍射分析(XRD)、比表面积测定(BET)及透射电镜(TEM)等仪器对其进行了初步表征.以罗丹明B(RhB)的光催化实验为探针反应,研究其光催化活性,发现与单纯Ti O2相比,复合纳米粉末的光催化活性有显著的提高.通过粉体的分子荧光光谱(PL)、紫外可见漫反射分析(UV-vis reflection)及电化学性能的测定,发现石墨的引入有助于减少电子的复合效率.同时,采用辣根过氧化物酶(POD)分光光度法、苯甲酸荧光光度法、超氧化物岐化酶(SOD)和KI分光光度法测定降解过程中的氧化物种,结果表明GO/Ti O2光催化机理涉及到超氧自由基的氧化机理,并未涉及催化剂的空穴氧化.