CCCW对硫铝酸盐水泥固化土强度的影响

水泥土强度与自身密实度有很大关系,水泥水化生成的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶能胶结土壤颗粒,但固化土中仍会存在大量孔隙;而水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)能促进水泥水化,生成不溶于水的结晶,填充固化土孔隙,提高固化土密实度。采用硫铝酸盐水泥(SAC)作为主固化材料,选取CCCW作为固化土外掺剂,研究了CCCW对SAC固化土力学性能的影响。结果表明:同质量分数条件下,CCCW固化土强度平均为SAC固化土的70%左右;低质量分数CCCW复合SAC会有效提高固化土强度,但随着质量分数的增加,SAC固化土7 d强度会逐渐降低;4%的CCCW复合到12%的SAC中,固化土强度要高于20%的SAC固化土强度。     

石蜡/硅藻土定型相变材料对磷酸钾镁水泥性能的影响

制备了石蜡/硅藻土定型相变材料(PA/D-PCMs),对其亲水性和热性能进行了表征,同时研究了PA/D-PCMs对磷酸钾镁水泥(MKPC)水化温升、工作性能、抗压强度和水化产物的影响。结果表明:PA/D-PCMs具有疏水性和较高热焓,PA/D-PCMs的掺入能有效降低MKPC水化温升峰值,但同时也降低了MKPC的流动度、凝结时间及抗压强度。为满足施工的可操作性和强度要求,PA/D-PCMs的质量分数应控制在4%左右。PA/D-PCMs不会与MKPC各原料组分之间发生反应生成新的水化产物,但将降低原有水化产物的结晶度。     

模拟放射性核素Cs对磷酸镁水泥性能的影响

以重烧氧化镁、磷酸二氢钾和硼砂为主要原料制备磷酸镁水泥,研究模拟放射性核素Cs对磷酸镁水泥性能的影响。结果表明:掺入Cs使磷酸镁水泥抗压强度下降;随着Cs掺量的增大,磷酸镁水泥流动度先减小后增大,凝结时间明显延长;Cs掺量为磷酸镁水泥质量的1.2%时,试件1 d抗压强度为32.5 MPa,远高于国家标准对低、中水平放射性废物固化体7 MPa的要求;磷酸镁水泥对Cs+有较高的吸附率,12 h吸附率可以达到61.28%;Cs掺量达到磷酸镁水泥质量的0.8%时,磷酸镁水泥水化放热降低、水化产物形成受阻。     

煅烧高岭土对磷酸钾镁水泥性能的影响

采用煅烧高岭土等量取代磷酸钾镁水泥(MKPC)的方法研究了煅烧高岭土对MKPC凝结时间、流动度、强度、水化热和早期收缩的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)对水化产物进行了分析。结果表明:煅烧高岭土降低了MKPC的凝结时间、流动度和强度,为保证施工时间和良好流动度,其质量分数应控制在10%左右;煅烧高岭土可以降低放热量和放热速率,减少其早期收缩,会影响MKPC的水化过程,但不会影响水化产物的种类和结晶程度。     

硼砂对磷酸镁水泥性能影响及微观作用机理分析

研究了硼砂对磷酸镁水泥凝结时间与抗压强度的影响,分析了硼砂对水泥性能影响的微观作用机制.研究发现:随着硼砂对MgO质量分数增加,磷酸镁水泥凝结时间延长,其早期抗压强度迅速降低,后期抗压强度所受影响相对较小;磷酸镁水泥应用于快速修补及抢修抢建时,硼砂质量为氧化镁质量的5％～10％为宜;硼砂对磷酸镁水泥水化产物的早期生成量...     

新型聚合物水泥砂浆的研制

为解决地下坑道、海港码头及建筑工程的防腐、防水、防盐碱等防护问题，通过对成品乳液进行改性，使乳液在水泥中极易分散，能有效地使聚合物与水泥水化产物及砂、石形成有机整体。以此保证聚合物水泥砂浆具有较高的抗渗性及粘结强度。其结果证明了这种方法的有效性和实用性。     

军事工程用磷酸盐水泥材料研究

磷酸盐水泥是一种适用于快速抢修机场跑道、高速公路、桥梁等建筑工程的新 型胶凝材料。相对硅酸盐水泥而言,磷酸盐水泥在生产工艺、性能及用途等方面具有独特的 性能。分析了磷酸盐水泥的原料及制备、水化机理及主要水化产物,探讨了磷酸盐水泥凝结 时间和强度的影响因素,并对磷酸盐水泥在战时快速抢修抢建、工程防护等军事工程保障中 的应用作了初步探讨。     

添加剂CCCW作用下硫铝酸盐水泥固化土耐MgSO_4侵蚀性能及早期强度模型

针对目前水泥固化土耐硫酸镁侵蚀性能研究多基于硅酸盐水泥的现状,以硫铝酸盐水泥固化土为对象,采用外蚀(成型后浸泡)和内蚀(制作时内掺)2种方式制作了试件,探讨了硫铝酸盐水泥固化土在硫酸镁溶液侵蚀下的早期强度发展规律。通过等量替换的方式,研究了水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)占用土质量4%时,其对硫铝酸盐水泥固化土耐硫酸镁侵蚀性能的影响。基于水泥固化土稳固系数理论,分别提出了硫酸镁溶液在2种侵蚀方式下的硫铝酸盐水泥固化土早期强度JM和NM模型,并对模型进行了检验。结果表明:硫铝酸盐水泥固化土在硫酸镁溶液侵蚀下,早期强度呈先上升后下降的趋势,浸泡1~3 d时强度增大较快,在7 d时达到最大,14 d时有较大下降;侵蚀方式对硫铝酸盐水泥固化土早期强度有较大影响,内蚀方式下强度一直呈上升趋势,且较外蚀方式高1~2 MPa;等量替换方式下,CCCW会降低硫铝酸盐水泥固化土强度,但提高了其耐硫酸镁侵蚀性能,MgSO_4溶液质量浓度为1.5~18.0 g/L时,2种侵蚀方式下14 d强度一直呈上升趋势;基于水泥固化土稳固系数的硫铝酸盐水泥固化土早期强度JM和NM模型具有一定的可行性,14 d时间内强度预测值与实测值误差最高分别为7.31%和5.07%。     

含模拟放射性核素~(133)Cs磷酸钾镁水泥固化体性能

按照GB 14569.1—2011要求对含Cs磷酸钾镁水泥固化体抗压强度、抗浸泡性、抗冻融性、抗冲击性和抗浸出性进行了研究,探讨固化体物相组成、微观形貌和固化机理。研究结果表明:含Cs磷酸钾镁水泥固化体具有较好的抗压强度、抗浸泡性、抗冻融性和抗冲击性;磷酸钾镁水泥对Cs的固化能力优越,42 d时Cs+累积浸出分数为38.761×10-3cm,远低于GB 14569.1—2011要求的0.26 cm;固化体物相分析和微观形貌分析表明,Cs Cl会参加水化反应生成Mg Cs PO4·6H2O晶体,固化体结构密实,机械固化效果好。     

氯化钙和尿素对珊瑚砂胶结的影响

使用不同浓度氯化钙、尿素以及氯化钙尿素混合溶液浸泡珊瑚砂试样,干燥后得到具有一定强度的珊瑚砂柱,研究其表观、强度和微观结构特性,分析结晶种类和溶液浓度对珊瑚砂胶结的影响。结果表明:尿素结晶对砂土颗粒的胶结作用不明显,试样未能较好成型;氯化钙和氯化钙尿素混合结晶对砂土颗粒的胶结作用较明显,砂柱强度最高接近6 MPa。氯化钙胶结试样强度随溶液浓度增加先增大后减小,溶液浓度为3 mol/L左右时强度最大;混合溶液胶结试样强度随溶液浓度增加而不断增大。3种胶结试样微观图像的灰度熵、欧拉数和孔隙的定向度、分布分维随溶液浓度增加而减小;颗粒定向度和分布分维随溶液浓度增加而增大。氯化钙和氯化钙尿素混合溶液胶结试样颗粒面积比例、颗粒与孔隙圆形度均大于尿素胶结试样。     

Φ2mm丝材电弧喷涂工艺对涂层结合强度的影响

分析了喷砂预处理和电弧喷涂这两个过程的工艺参数对涂层的结合强度的影响。将分数维理论用于喷砂后的试样表面,研究了喷砂角度、分数维和结合强度的相互关系,找到了获得最高结合强度所用的喷砂角度;通过正交试验法,找到了能获得最佳涂层结合强度的Φ2mm丝材电弧喷涂工艺参数。     

SiO_2气凝胶对有机硅涂层耐高温与隔热性能改性研究

SiO_2气凝胶是一种具有三维空间网络结构的新型纳米材料,具有低密度、低导热系数以及耐高温和耐老化等性能。以SiO_2气凝胶为填料,将其添加到有机硅涂层中,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)等仪器,研究SiO_2气凝胶质量分数为1%,5%和10%时,各涂层加热到200,400,700℃时表面形貌、物相结构和表面基团变化情况,同时对各涂层添加不同质量分数SiO_2气凝胶后的耐高温和隔热性能进行研究。结果表明:随SiO_2气凝胶质量分数的增加,涂层耐高温性能提升,SiO_2气凝胶质量分数为10%时,涂层能在700℃高温下保持良好的性能;隔热性能也随SiO_2气凝胶质量分数的增加逐渐增强,与未添加SiO_2气凝胶的涂层相比,其最大温差可达11.2℃;同时,从XRD和FT-IR分析结果可知,随着温度的升高,涂层中的有机物逐渐分解,SiO_2和Al的结晶度逐渐提高,Si—O—Si特征峰强度提高最为明显。     

菌液脲酶活性对珊瑚砂微生物固化效果的影响

使用不同脲酶活性的菌液对珊瑚砂进行微生物固化试验,分析了固化后试样的渗透特性、干密度增量分数、无侧限抗压强度与应力-应变曲线特征,研究了菌液脲酶活性对珊瑚砂微生物固化效果的影响。试验结果表明:脲酶活性为0.5 mmol/(L·min)的菌液,固化反应速率较慢、产物偏少;脲酶活性为1.0~1.5 mmol/(L·min)的菌液,固化后的珊瑚砂试样渗透系数降低了约2个数量级,固化生成的碳酸钙量多且分布较均匀,具有较高的抗压强度;脲酶活性为2.0~2.5 mmol/(L·min)的菌液,固化反应速率过快,导致试样上部易被碳酸钙堵塞,固化不均匀,应力-应变曲线形态不规则。菌液脲酶活性会影响珊瑚砂微生物固化生成的碳酸钙总量,试验中脲酶活性为1.5 mmol/(L·min)的菌液固化效果最好,珊瑚砂试样强度高、均匀性好,应力-应变曲线较为平滑。     

La掺杂GO/TiO_2的制备及其光催化性能

采用改进Hummer氧化法制备氧化石墨烯(GO),采用超声辅助溶胶凝胶法,以GO、硝酸镧、钛酸丁酯为原料制备La掺杂GO/Ti O_2复合材料。通过综合热分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪和紫外可见光谱仪等仪器对复合材料的结构及理化性质进行表征和分析。以紫外光(UV)照射下复合材料对甲醛的降解率为指标考察光催化活性,探讨煅烧温度、GO质量分数、La质量分数对复合材料光催化性能的影响。结果表明,GO/Ti O_2复合材料对甲醛的降解率高于纯TiO_2,La的掺杂进一步提高了复合材料的光催化效率。煅烧温度为500℃,GO的质量分数为9%,La的质量分数为5%时复合材料对甲醛的降解率最佳,达到87.5%。     

纳米SiO_2增韧改性环氧乙烯基酯树脂的性能研究

为了对环氧乙烯基酯树脂(EVER)进行增韧改性,采用KH570硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面处理,考察了纳米SiO2表面改性及其质量分数对EVER力学性能的影响。经过偶联剂处理的纳米SiO2复合材料在树脂基体中具备更好的分散性和相容性,力学性能明显优于纯EVER材料和未经偶联剂处理的复合材料。纳米SiO2质量分数为3%时,纳米SiO2复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度分别比纯EVER材料提高了42.10%,43.38%和91.91%;纳米SiO2质量分数为4%时,纳米SiO2复合材料的拉伸模量比纯EVER材料提高了34.57%。通过观察冲击断面的SEM照片,分析了纳米SiO2增韧改性的作用机理。结果表明:纳米SiO2增韧改性的关键在于诱发基体产生银纹,使其对裂纹扩展起到钝化、阻碍的作用。     

铝热焊接工艺参数优化研究

为获得最佳铝热焊接工艺参数,对拉伸试件进行了正交试验和二次通用旋转组合试验,研究预热温度、加压时间和预留焊缝3因素对接头强度的影响,进而寻求一组使焊接接头强韧性最高的焊接工艺参数组合。利用电子显微镜等对试件拉伸断口进行了分析,通过对比2种开始加压时间下试件的显微组织和性能,研究了这2种方法对接头强韧性的影响。结果表明:采用设计的铝热焊接试验装置和优化出的随焊加压致密化工艺参数,可使焊接接头获得大变形组织,从而获得高的强度和韧性。该项研究可为提高铝热焊接质量提供基础数据。     

防灭火三相泡沫形成和稳定的影响因素

为研究含超细粉体的防灭火三相泡沫的形成和稳定过程及其影响因素,在实验室中通过机械搅拌的方式制备三相泡沫,重点研究不同泡沫液、不同粉体类型以及泡沫液质量分数、粉体添加量和粉体粒径对三相泡沫发泡、稳泡性能的影响。结果表明,表面活性剂有利于三相泡沫的形成,且泡沫发泡性能随泡沫液质量分数的增大而提高。轻质、亲水性颗粒与非离子表面活性剂共存有利于三相泡沫的生成和稳定,粉体添加量增大会增强泡沫稳定性,但添加量过大则会影响泡沫的发泡性能。搅拌强度和发泡倍数对泡沫稳定性也有影响,发泡倍数过高会影响泡沫的稳定性。     

酚醛-石英混杂纤维增强苯并噁嗪复合材料高温失效特征

通过模压工艺制备了酚醛-石英混织纤维增强苯并噁嗪复合材料(P-Q/BZ)试样,考察了其力学性能、烧蚀性能和耐冲刷性能,分析了该试样在高温环境中的主要失效特征,研究其在高温环境中的适用性。结果表明,未经热处理的P-Q/BZ试样平均弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别为283 MPa、10.8 GPa和22.6 MPa;经300℃,N_2处理15 min后,试样均匀膨胀,厚度增加22%,弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别下降58%、41%和58%;在氧乙炔焰的平均质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.048 4 g/s和-0.081 mm/s,烧蚀后试样宏观不分层,表面炭层微观分层严重,酚醛纤维热解炭、树脂基体热解炭、熔融石英纤维以及碳硅氧化产物相互分离;该试样耐冲刷能力差,在发动机尾焰烧蚀平台模拟的热-力耦合环境中的质量损失率高达59%。P-Q/BZ复合材料需要解决热解膨胀问题,进一步提高抗冲刷性能。     

非均匀容积式受限空间油气爆炸超压与火焰特征

设计了20 L非均匀容积式受限空间油气爆炸实验系统,完成了油气在其中的爆炸参数测试实验,获得了超压和火焰参数的变化规律。研究结果表明,超压随时间的变化可分为6个阶段,最大超压为791 k Pa;与20 L标准球形容器相比,非均匀受限空间油气爆炸过程中出现强压力振荡,振荡波峰值随时间的变化可用指数函数描述。火焰强度随时间的变化可分为4个阶段,各阶段火焰形态的变化为:球状蓝色层流火焰→亮黄色火焰→暗红色火焰→火焰熄灭。随着油气初始体积分数的增大,最大超压和平均升压速率呈现出先增大后减小的趋势,最大超压峰值(791 k Pa)和最大平均升压速率(7.4 MPa/s)对应的油气初始体积分数均为1.74%,且最大超压和平均升压速率随油气初始体积分数的变化可分别用二次多项式和三次多项式描述。随着油气初始体积分数的增大,火焰强度也呈现出先增大后减小再增大的变化规律,最大火焰强度为7 300 lux,火焰持续时间呈现出先减小后增大的变化规律,最短持续时间为0.317 s,最大火焰强度和最短持续时间对应的油气初始体积分数均为1.74%。     

硼砂对快硬自密实混凝土流变性能的影响

利用同轴回转黏度计、Zeta电位分析仪和坍落扩展度实验等手段,研究了硼砂对以低碱度硫铝酸盐水泥为基材的快硬自密实混凝土流动性、水泥浆体流变特性以及水泥颗粒ζ-电位的影响。结果表明:在一定范围内,随着硼砂掺量的增加,硼酸钙包裹水泥颗粒后产生滚珠效应和静电斥力作用,拆散其絮凝结构,释放约束的水,促进水泥颗粒在液相中的分散,使快硬自密实混凝土流动性有所提高;掺入聚羧酸减水剂后,减水剂占主导作用,且与硼砂具有良好的兼容性。