α和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料性能的影响

为了探究α型和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的改性作用,采用细度为30 nm的α型和γ型纳米Al_2O_3、尧柏水泥、标准砂和聚羧酸减水剂制备水泥基材料,探析α型和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的凝结时间、力学性能和收缩性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:α型和γ型纳米Al_2O_3均会降低水泥基材料的凝结时间,提高水泥基材料的抗折强度和抗压强度,降低水泥基材料的干燥收缩,但γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的改性作用低于α型纳米Al_2O_3。综合本文和文献分析发现,纳米Al_2O_3在水泥基材料中发挥着尺寸效应、填充效应和表面效应,从而达到改性水泥基材料的力学性能和耐久性。     

纳米CuO改性水泥基材料力学与耐久性的试验研究

为了明确纳米CuO对低水胶比水泥基材料力学性能和耐久性的改性作用,采用0. 5%～4%纳米CuO制备水泥基材料,研究其对凝结时间、流动性、力学性能和耐久性的影响,并分析其作用机制。试验结果表明:0. 5%～4. 0%纳米CuO能降低低水胶比水泥基材料的凝结时间和流动性,掺量越多,其降低幅度越大; 1. 0%～4. 0%纳米CuO能提高低水胶比水泥基材料的抗折和抗压强度,但会降低其干燥收缩和渗透性能,掺量以2%为宜;纳米CuO替代水泥后,虽不能参与水泥的二次水化,但能促进水泥的水化;综合分析发现,纳米CuO能发挥尺寸效应、微集料的填充效应和表面活性效应,达到提高水泥基材料密实度和细化孔结构的目的。因此,纳米CuO替代水泥后,能在一定程度上改性低水胶比水泥基材料的力学性能和耐久性。     

纳米SiO2和纳米Fe2O3掺量对混凝土性能的影响

研究了纳米SiO_2和纳米Fe_2O_3掺量对混凝土坍落度、力学性能、抗盐冻性能以及抗渗性能的影响,并进一步采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)分析了纳米改性混凝土在浓度为3%的NaCl溶液中冻融循环试验前后微观形貌和元素组成的差异。结果表明:在低掺量下,掺入纳米材料对混凝土的和易性无显著不利影响,且当掺量为1.2%时,纳米改性混凝土的各项性能最优。掺加纳米SiO_2和纳米Fe_2O_3均能促进水泥浆体的水化深度,改善混凝土密实性,并形成一定的粗糙结构从而阻止微裂纹扩展,提高混凝土的抗压和抗折强度,降低电通量和冻融质量损失率,增大混凝土相对动弹性模量。而同等掺量下,掺加纳米SiO_2的效果比掺加纳米Fe_2O_3的效果好。     

含泥量及成型工艺对疏浚砂水泥基材料力学性能和耐久性的影响

为探索极细疏浚砂资源化利用的有效途径,分别采用振动成型及半干法压制成型方法,以不同含泥量(6.5%～25.8%)的长江下游极细疏浚砂(细度模数0.1～0.3)为主要原料制备水泥基材料替代普通混凝土。研究表明：在振动成型方法下,含泥量的增加对该材料耐久性、力学性能均有不利影响,低含泥量(6.5%)水泥基材料28 d抗压强度和劈裂抗拉强度分别可达35.1 MPa和3.98 MPa,抗冲磨强度和质量损失率分别可达12.5 h/(kg/m²)和8.4%;半干法成型方法下,含泥量的增加对水泥基材料强度增长有利,高含泥量(25.8%)水泥基材料28 d抗压、劈裂抗拉强度分别可达37.0 MPa和4.4 MPa,较振动成型方法下分别提高36.5%和25.7%。此外,以振动成型或半干法成型工艺制备的疏浚砂水泥基材料强度可靠,与普通C30混凝土相比,成本可降低33.0%～40.5%,环境友好,具有显著的生态效益。研究成果对于高效、科学、资源化利用长江下游极细疏浚砂有参考价值。     

不同类型盐碱对不同水泥基材料收缩性能的影响

通过分别外掺Na₂SO₄(Na碱)和K₂SO₄(K碱)将低热硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥总碱含量均调节至0.8%和1.2%,探究了不同类型盐碱对不同水泥基材料自收缩和干燥收缩的影响,并基于微量热技术、孔结构分析技术和核磁共振技术,揭示了不同类型盐碱对不同水泥基材料自收缩和干燥收缩的影响机制。研究表明:①盐碱促进了不同水泥基材料的收缩。在相同盐碱含量下,低热硅酸盐水泥具有较低的自收缩率,普通硅酸盐水泥自收缩率最大,但普通硅酸盐水泥干燥收缩最小,中热硅酸盐水泥干燥收缩最大;②在不同水泥基材料中,K碱的促进作用高于Na碱,并随碱含量的增加而增加,当碱含量为0.8%时,K碱的促进作用为Na碱的1.1倍以上,当碱含量为1.2%时,K碱的促进作用为Na碱的1.3倍以上。微观试验表明,K碱较Na碱对水泥基材料收缩具有更高的促进作用,其机制在于K碱能更大程度促进水泥水化,提高影响收缩的＜50 nm的孔含量,并与Al原子向水化硅酸钙(C-S-H)链中转移有关。     

硫酸盐浓度对水泥基材料侵蚀的影响研究

硫酸盐对水泥基材料的侵蚀问题备受工程界和学术界关注。通过测定混凝土胶砂试件在不同浓度硫酸盐侵蚀下的抗折抗蚀系数,并结合微观测试,观察侵蚀产物种类及计算生成量,以探究不同浓度硫酸盐对水泥基材料侵蚀的影响。结果表明,SO₄^2-浓度为20 000 mg/L时的侵蚀速率分别是8 000、4 000、800 mg/L的1. 78、2. 46、3. 77倍。SO₄^2-浓度为800 mg/L时,钙矾石生成量是石膏的1. 4倍; SO₄^2-浓度为8 000 mg/L时,钙矾石与石膏生成量相同; SO₄^2-浓度为20 000 mg/L时,石膏生成量是钙矾石的2. 5倍。     

纳米SiO2对水工混凝土耐久性影响试验研究

纳米SiO2,是一种具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等特殊性能的新材料.采用影响水工混凝土耐久性因素的对比试验,分析了纳米SiO2对水工混凝土抗裂、抗渗、抗冻等性能的影响及作用机理.结果表明:纳米SiO2可以改善混凝土的微观结构和综合性能,能够封堵混凝土内部孔隙,增强其抗裂性,提高混凝土抗渗、抗冻、抗化学侵蚀、抗冲磨等性能,从而提高水工混凝土的耐久性.     

Cu/Al2O3 催化臭氧氧化降解水中甲草胺的研究

研究了在Cu/Al2O3存在下臭氧氧化降解水中一种具有内分泌干扰作用的有机污染物--甲草胺的效能及主要影响因素.研究证明,Cu/Al2O3具有明显的催化臭氧氧化效能.对催化臭氧氧化降解前后水的TOC、电导及内分泌干扰活性等指标进行的测定结果表明,在Cu/Al2O3催化剂的作用下,反应溶液的TOC比O3单独氧化处理的TOC有更大程度的降低,即对甲草胺的矿化程度大大提高;矿化程度的提高使溶液的电导有所提高进而促进对甲草胺的处理.催化臭氧氧化处理后水的内分泌干扰活性比非催化过程的有明显降低,说明Cu/Al2O3催化剂可有效去除甲草胺的中间氧化产物,能彻底去除水中甲草胺这种内分泌干扰物质.     

水泥基材料体积稳定性对大坝混凝土开裂的影响

温度收缩、干缩和化学减缩等均能引起大坝混凝土的开裂。冷却和表面养护可以部分减少温度应力和干燥所引起的开裂。但无法消除化学减缩所产生的开裂,尤其是材料性能变化所产生的体积变形。对混凝土坝开裂起着决定性作用。这也是解决混凝土坝开裂问题的关键。     

延迟性补偿收缩剂对水泥基材料变形的影响

以早期补偿收缩组分LE(Lime, Early)和后期补偿收缩组分ML(Magnesia, Later)组成的复合型补偿收缩剂NF-M为对象,通过对砂浆限制膨胀率与强度、自由收缩与膨胀、约束收缩开裂以及现场混凝土温度和应变的测试,研究了NF-M对水泥基材料收缩变形性能的影响.结果表明:掺NF-M砂浆的膨胀率和强度均能达到混凝土膨胀剂规范[JC476-2001]的标准,且其强度与掺轻烧MgO、钙钒石型膨胀剂的砂浆相近,而早期补偿收缩率较大、后期补偿收缩能力优异;虽然NF-M不会明显降低或增加砂浆在干燥环境下的线性收缩,但可有效推迟砂浆的约束收缩初始开裂时间.因此,NF-M可较好地协调混凝土从凝结硬化到结构发展各龄期的各种变形值,从而有效提高混凝土的抗裂能力.     

纳米SiO2和碳酸钙晶须制备水泥基材料性能试验

采用纳米SiO₂和碳酸钙晶须制备水泥基材料,利用SEM、XRD和TG-DSC等技术手段对水泥基材料的水化产物、微观结构和热稳定性等进行有效表征,并试验研究了双掺0%、1%、2%、3%、5%、10%的碳酸钙晶须和1%纳米SiO₂保温水泥砂浆的力学性能和导热性能。研究结果表明：纳米-毫米两种尺度材料掺入水泥浆内部后,纳米SiO₂与水泥水化产物Ca(OH)₂晶体发生二次水化反应,生成C-S-H凝胶体,有效地填充水泥基体孔隙、细化水泥基内部孔径尺寸,碳酸钙晶须具备纤维和微粒双重作用,可以在水泥基中产生纤维的桥联效应,两者材料结合起来,可在水泥基内部形成密实网状絮凝结构;纳米SiO₂和碳酸钙晶须掺入后可以提高砂浆的强度,3%碳酸钙晶须和1%纳米SiO₂配制的保温水泥砂浆抗压和抗折强度分别为25.6 MPa和6.19 MPa,导热系数为0.456 7 W/(m·K),强度和导热性能兼顾。     

K2O/Na2O对不同水泥基材料早期收缩及开裂的影响

通过外掺Na₂SO₄和K₂SO₄将低热硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥总碱含量调节至1.2%,并使K₂O/Na₂O (质量比)控制在0.4~13.7范围内,探讨了K₂O/Na₂O对3种水泥基材料收缩和开裂的影响。并基于微量热技术、电子显微镜技术和能谱技术,揭示了K₂O/Na₂O对不同水泥基材料收缩和开裂的影响机制。研究表明,随K₂O/Na₂O的增加,低热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的自收缩和干燥收缩增加,中热硅酸盐水泥的自收缩和干燥收缩先降低后增加,而不同水泥基材料开裂敏感性始终表现为增加。K₂O/Na₂O引起不同收缩特性的主要原因与水泥基材料水化进程有关,而不同的开裂敏感性,除与收缩性能相关外,还受水泥基材料水化产物水化硅酸钙(C-S-H)、氢氧化钙(CH)形貌及界面过渡区(ITZ)元素富集的影响。     

围压和密度对粗粒料临界状态力学特性的影响

粗粒料的力学特性不仅取决于有效围压,还与密实程度密切相关.通过4组不同初始干密度粗粒料的大型三轴固结排水剪切试验,研究了围压和密度对粗粒料临界状态力学特性的影响.试验结果表明:软化型应力应变曲线破坏状态偏应力大于相变状态偏应力,而相变状态偏应力与临界状态偏应力较为接近;不同围压、不同密度的试验,随着剪切的进行,偏应力与...     

H2O2/O3协同灭活水中隐孢子虫影响因素研究

开展了H2O2/O3灭活隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)的研究。考察了H2O2和O3投加比例、过氧化氢作用效果、无机金属离子等因素的影响。结果表明,H2O2/O3协同技术具有最佳的灭活效果,H2O2的投加不仅降低了药剂(O3)的初始浓度(投量2.0mg/L),而且缩短了灭活时间(7.0 min),达到理想的灭活效果(灭活率99.0%以上)时,H2O2/O3摩尔比为0.8;同时考察了水中常见离子对H2O2/O3灭活效果的影响,低浓度的Ca2+,Mg2+和Cu2+等二价金属离子均对灭活起到一定促进作用,一价离子Na+对灭活无明显的作用,而NO-3,HCO-3和Cl-在一定范围内抑制了H2O2/O3对隐孢子虫的灭活。     

超细水泥灌浆材料流变性能的群子理论研究

运用群子理论建立了超细水泥灌浆材料流变性能的群子理论模型.该理论模型较好地揭示了各种因素对流变性能影响的本质机理,并且能建立其定量关系.研究表明:水泥浆体的流变性能主要取决于水泥群子的"凝聚与分散"两种竞争作用,任何影响水泥浆体流变性能的因素都是通过改变水泥粒子的"凝聚与分散"双方的竞争能力来实现的;而且群子参数能很好地反映"凝聚与分散"双方竞争能力的大小.     

三维应力下密度对粗粒料力学特性的影响

通过4种不同初始干密度的粗粒料大型真三轴等小主应力、等比例加载固结排水剪切试验,研究了密度对三维应力状态下粗粒料力学特性的影响.试验结果表明:小主应力一定时,随着初始干密度的增大,应力曲线逐渐升高变陡,软化性增强,体缩变形减小,剪胀性增强.体变增量与大主应力方向应变增量之比即体变增量比随初始干密度的增大而减小,体变增量...     

O3、O3/H2O体系处理染料废水酸性嫩黄G的试验研究

以配制的酸性嫩黄G染料废水为研究对象,考察O3、O3/H2O2体系对去除染料废水中的COD.和色度,提高可生化性的效果,分析pH值、初始污染物浓度、H2O2投加量等各种因素对O3氧化染料废水的影响.试验结果表明:臭氧氧化对COD.去除率达55.1%,对色度的去除率接近100%,B/C由原水的0.08上升到03;臭氧化酸...     

水对岩石力学特性及边坡稳定的影响及其机理分析

采用MTS815.04电液三轴伺服试验系统,对安康至陕川界高速公路沿线的几处典型边坡岩石试样进行了室内试验分析,结果表明,几种不同岩性试样的物理力学性质(包括单轴抗压强度、弹性模量和泊松比)随含水量的增加呈现减小的趋势,其中石灰岩和板岩随含水量的增加力学性质变化较大,砂岩和闪长岩变化较小。试验结果证实孟召平等人提出的含水量与岩石力学性质拟合方程较为符合工程实际。降雨是引发滑坡灾害的重要因素之一,目前研究降雨对边坡稳定性影响的方法主要有两种:统计分析方法和数值模拟方法。对降雨引起的岩质边坡失稳现象的研究结果表明,其影响机理主要有:降雨软化坡体、地下水位的升高、降雨对边坡坡面的冲蚀、水-岩化学作用以及裂隙中的渗流等。     

氧化铝生产废水处理工艺的探讨

氧化铝生产废水处理目前还没有一个统一的方法。国内有六大氧化铝厂,生产工艺略有不同,但废水水量、水质和处理工艺各不一样,因此,需要结合氧化铝行业的特点,探讨其生产废水的处理流程。就此分析氧化铝生产废水的特性,并结合山西铝厂生产废水的处理实践,推荐氧化铝生产废水采用:调节(隔油)-沉淀-纤维过滤-排水,这一物理处理工艺,同时对处理后废水回用给出多项建议。