不同固化剂加固滨海软土的强度特性室内试验研究

为提高固化剂加固滨海软土的强度特性与时效性,通过室内试验研究固化剂类型、固化剂掺量、水灰比、搅拌均匀性、养护条件等因素作用下固化滨海软土强度的演化规律。试验结果表明:不同固化剂加固软土的抗压强度随着养护期龄的延长持续增加,将水泥替换为HR软土固化剂可有效提高软土加固体的抗压强度。拌合时间越长,软土加固体的抗压强度越高;相同的拌合时间,水泥软土加固体的抗压强度远低于HR固化剂加固软土的抗压强度;利用HR软土固化剂加固软土能够在保障施工质量的基础上,有效缩短施工工期。随着水灰比的增加,软土加固体的抗压强度明显降低;相同的水灰比,HR固化剂加固软土的抗压强度均大于水泥软土加固体的抗压强度。软土加固体在养护过程中,温度与湿度在固化剂水化过程中发挥重要作用,影响软土加固体的抗压强度;相同的固化剂掺量,标准养护条件下软土加固体的抗压强度比低温养护提高2倍以上;软土加固体早期抗压强度随着养护期龄的延长增加显著,当期龄达到14 d后,随着期龄的增加软土加固体的抗压强度增长趋势明显变缓。

基于MICP法的巴氏生孢八叠球菌固化镉污染土的试验研究

以重金属污染土的治理为背景,通过毒性浸出、无侧限抗压强度、土柱淋滤试验并结合镉形态分析等其他微观测试方法,探讨了Ca^(2+)的添加、Cd^(2+)浓度、养护时间等因素对驯化巴氏生孢八叠球菌固化镉污染土特性的影响.结果表明:Ca^(2+)对固化土中Cd^(2+)浸出特性影响显著,不添加Ca^(2+)时,当尿素浓度为0.5 mol·L^(-1),固化土的Cd^(2+)浸出质量浓度(0.42~5.64 mg·L^(-1))最低;添加Ca^(2+)后,Cd^(2+)浸出浓度略有增大,胶结液中尿素和Ca^(2+)浓度均为0.5 mol·L^(-1)时,Cd^(2+)的固化效果较好.延长养护时间,固化后土体的抗压强度增加,Cd^(2+)浸出浓度降低且固化效果提高;增大Cd^(2+)浓度,固化后土体的抗压强度降低,Cd^(2+)浸出浓度提高;添加Ca^(2+)有助于增强镉污染土的固化效果,在养护时间为28 d时,当Cd^(2+)浓度为100 mg·kg^(-1)时,添加Ca^(2+)的试样强度达到312 kPa,相较于未添加Ca^(2+)试样强度(234 kPa)提升了33.3%;当Cd^(2+)浓度增大至1600 mg·kg^(-1)时,添加Ca^(2+)的试样强度达到269 kPa,相较于未添加Ca^(2+)试样强度提升了57.3%,试样的浸出浓度降低了15.4%;经淋滤后,添加Ca^(2+)的试样滤出液中Cd^(2+)浓度始终低于未添加Ca^(2+)试样.固化后土中弱酸可提取态镉向可还原态镉和残渣态镉转变,添加Ca^(2+)进一步降低弱酸可提取态镉所占比例,减小了Cd^(2+)的迁移能力.

腰果酚-苯酚改性酚醛胺固化剂的制备与性能研究

以腰果壳的提取物腰果酚为原料,基于Friedel–Craft烷基化反应与苯酚生成混酚(MP),并将其应用于酚醛胺固化剂的改性,实现绿色可再生资源的利用,降低传统固化剂对环境健康的危害,进一步提升固化剂的综合性能。使用正交实验分析和单因素法研究在MP制备的过程中腰果酚替代苯酚的量、反应时间、反应温度及催化剂用量对MP及改性后的混酚-甲醛-酚醛胺固化剂(MPAT)的影响,确定MP的最佳制备工艺。并使用红外光谱分析和凝胶渗透色谱分析对产物进行表征。当n(腰果酚)∶n(苯酚)=1∶3,反应时间90 min,反应温度120℃,n(催化剂)∶n(苯酚)=1∶50时,制备的MP及MPAT固化剂的性能最佳。红外光谱分析显示腰果酚侧链上的碳碳双键与苯酚的邻位发生了反应。凝胶渗透色谱分析测得的Pd值为1.19,小于1.2,表明改性后的酚醛胺固化剂相对分子质量分布较窄。基于腰果酚和苯酚成功合成了MP,并使用MP成功改性酚醛胺固化剂,制得的MPAT固化剂具有较好的性能。

单体及引发剂对自由基-阳离子混杂喷墨墨水的光固化行为及膜性能的影响

目的选用7种不同种类的丙烯酸酯及脂环族环氧单体3,4-环氧环己基甲酸-3',4'-环氧环己基甲酯(TTA-21)、光引发剂和自制色浆等原料,构建一系列自由基-阳离子混杂光固化墨水,研究丙烯酸酯种类和用量、光引发剂混合比例等因素对混杂墨水光固化行为和固化膜性能(硬度、附着力、热性能)的影响。方法用实时红外光谱(Real-time FTIR)表征混杂光固化体系墨水的聚合动力学,用热重分析仪(TGA)表征混杂体系的耐热性能。采用百格法和铅笔硬度计测试固化膜的硬度和附着力。结果混杂光固化体系墨水的聚合动力学与体系黏度、自由基结构等因素相关。混杂体系的黏度低,链的运动性增加,反应的动力学性能得到改善;丙烯酸酯官能度的增加提高了体系的耐热性,但体系固化膜内应力增大,膜脆性增加,附着差,硬度低。结论双官能度的HDDA与TTA-21构建的混杂体系黏度较低,光固化速度快,双键和环氧基团转化率高,固化膜的综合性能较好,满足阻焊制程工艺要求,在喷墨阻焊中具有潜在的应用前景。

水泥固化土固化机理及抗冲刷特性

为了完善水泥固化土抗冲刷性能方面的研究,使水泥固化土在水下结构防护中得到应用,在砂土和黏土中分别掺入水泥和与液体固化剂,采用土体冲刷函数测定仪(EFA)对水泥固化土开展了抗冲刷性能试验。在分析砂土和黏土的固化作用机理基础上,研究了固化剂和固化时间对水泥固化土抗冲刷性能的影响。研究结果表明:水泥固化土的强度随固化时间的增长而增大,黏土的强度快速增长阶段要早于砂土;固化剂可以有效提高土体的起动切应力,同时可以大幅减小土体的冲刷速率,明显提高了土体的抗冲刷强度;起动切应力的增长速率随固化时间增长逐渐减缓,存在临界最大值。根据起动切应力的变化特征提出了水泥固化土起动切应力预测模型,经试验数据对比,该模型可以较好地预测水泥固化土的起动切应力随固化时间的变化规律。

负载纳米钽的液晶显示光固化聚乳酸支架制备及促成骨性能

背景:聚乳酸因具有良好的生物相容性和可控的降解速率在生物医学工程中得到了广泛应用,然而存在机械强度低和生物活性不足等缺陷,限制了其在骨组织工程中的进一步应用。目的:构建聚乳酸/聚多巴胺/钽(PLA/PDA/Ta)骨组织工程支架,探究其生物安全性和体外促成骨性能。方法:利用液晶显示光固化技术制备具有多孔结构的聚乳酸(PLA)支架,将PLA支架分别浸泡在多巴胺溶液与多巴胺-纳米钽混合溶液中分别制备聚乳酸/聚多巴胺(PLA/PDA)支架、PLA/PDA/Ta支架,表征支架的微观形貌与水接触角。将MC3T3-E1细胞分别与PLA、PLA/PDA、PLA/PDA/Ta支架共培养,进行CCK-8检测与活/死细胞染色;成骨诱导分化后,进行碱性磷酸酶、茜素红染色及成骨基因检测。结果与结论:①扫描电镜下可见3种支架均具有互连的多孔三维结构,平均孔径为200μm;PLA/PDA/Ta支架的水接触角低于PLA、PLA/PDA支架(P<0.05);②CCK-8检测显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞的增殖(P<0.05);活/死细胞染色显示3组细胞增殖良好;③碱性磷酸酶与茜素红染色显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞碱性磷酸酶的表达与矿化结节形成;RT-qPCR检测显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞骨形态发生蛋白、Runx-2及Ⅰ型胶原mRNA的表达(P<0.05,P<0.01);④结果表明,PLA/PDA/Ta支架具有优异的促细胞增殖与成骨活性。

镁质水泥基多相胶凝材料改性固化淤泥路用性能试验研究

【目标】针对不能直接用作路基填料的武汉市两湖隧道东湖段固化淤泥,提出基于绿色环保的氯氧镁水泥,结合高钙粉煤灰和粒化高炉矿渣这2种工业固废料,复合而成镁质水泥基多组分胶凝材料(M—F—G),对固化淤泥进一步加以改性的方法。评价氯氧镁水泥基的多组分胶凝材料改善固化淤泥路用性能的效果,并探明其微观机理,为固化淤泥的路基填料化利用技术提供参考。【方法】通过界限含水率、加州承载比、压缩性、水稳定性、扫描电镜和核磁共振等宏、微观试验,研究了多组分胶凝材料配比、养护龄期等因素对固化淤泥改性效果的影响及其微观机制。【结果】M—F—G多组分胶凝材料使固化淤泥的液限、塑性指数和压缩系数降低,而加州承载比和水稳定性显著提高;粉煤灰+矿渣的“双掺”比仅粉煤灰或仅矿渣的“单掺”与氯氧镁水泥发生的水化反应更为充分,改性效果更佳。微观试验揭示,由M—F—G多组分胶凝材料改性生成的水化产物能有效地降低固化淤泥的孔隙率,水化硅酸镁(M—S—H)型凝胶物质包覆土颗粒并形成蜂窝结构,从而使固化淤泥的路用性质得到了显著的改善。【应用】综合试验结果与路基规范要求,提出了镁质水泥基多组分胶凝材料的最优配比和改性固化淤泥的最佳养护龄期。

固化水库底泥制备人工骨料及其性能研究

水库底泥中含有大量无机质,经过处理后,可以用底泥生产建筑材料。采用固化剂固化水库底泥制备人工骨料,通过正交实验研究固化剂的最优掺量(固化剂的掺量以水库底泥的掺量为基准),其结果为:硅酸钠8%、石膏6%、聚羧酸高效减水剂3%、三乙醇胺0.05%(下文简称为SRPT)。然后,掺入最优SRPT作为附加固化剂制备出人工骨料并探究其性能。结果表明:掺入最优SRPT组骨料的筒压强度最大为7.31 MPa,相比于不掺固化剂组提升了44.2%,1 h吸水率为9.34%,堆积密度为937 kg/m^(3)。用SRPT固化剂固化水库底泥制备人工骨料可以高价值利用水库底泥,并且制备的骨料满足规范要求,研究成果为水库底泥在水利工程中的利用提供了新思路。

考虑盐度影响的粉煤灰固化软土直剪试验

采用粉煤灰作为固化剂,制备了多组粉煤灰固化软土试样,其孔隙水中盐度分别为0%、2%、4%和6%,养护龄期分别为3 h、7 d和28 d.通过开展室内直剪试验,探讨盐度对粉煤灰固化软土强度特性的影响.试验结果表明:竖向固结压力为50 kPa时,粉煤灰固化软土的剪应力与剪切位移关系曲线呈现软化型,而在竖向固结压力为200 kPa时曲线呈现硬化型;高盐度试样具有较低的峰值剪应力和残余强度,表明高盐度对粉煤灰固化软土强度特性具有不利的影响;随着盐度增加,各养护龄期下软土试样的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角的曲线均呈现近似线性下降的趋势,主要原因在于盐度的增加抑制了粉煤灰中活性成分的水化反应.

光固化型纳米杂化氟硅树脂的制备及其构筑封装用涂层的性能

[目的]制备一种可光固化的新型纳米杂化硅树脂,以符合电子封装的要求。[方法]以二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)、全氟辛基三甲氧基硅烷(FTS)、正硅酸乙酯(TEOS)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为原料,通过水解缩合制得无色透明、可紫外光(UV)固化的液态含氟烷基硅树脂(FDTK-570)。将树脂涂覆于载玻片上,经由紫外光照后可得到防水涂层。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、耐冲击测试等手段对树脂及涂层进行表征。[结果]当TEOS添加量为30%(质量分数)时,涂层对水和食用油的接触角分别达到123.2°和66.7°,其可见光透光率超过80%,附着力为2级,耐酸碱性优异。[结论]在硅树脂中添加适量的正硅酸乙酯能显著提高其涂层的疏水疏油性能。

多源固废协同制备土壤固化剂及固化机理

为实现冶金固废材料的高值化、规模化利用,采用冶金固废材料(高炉矿渣、粉煤灰、电石渣、石膏)协同制备土壤固化剂,通过正交配比优化试验研究不同固废材料对固化土力学性能的影响并获取最优的参数配方。系统研究固废基固化剂(SWC)固化土的力学性能(无侧限抗压强度、劈裂强度、延迟成型)和耐候性能(水稳定性、冻融循环),并与PO 42.5硅酸盐水泥(OPC)进行对比。结果表明,电石渣对固化剂体系起到重要作用,合理的石膏掺量对强度增长有积极作用;固化土的强度随SWC掺量和养护龄期的增加而增大,4%掺量下的固化土7 d无侧限抗压强度大于1 MPa,劈裂强度与OPC固化土基本相当;SWC固化土表现出更久的施工容许延迟时间,拌和后12 h内强度无下降趋势;掺量大于5%时水稳定系数大于90%,同掺量下抗冻系数与水泥相比提高3%~5%,具备良好的水稳定性与抗冻性;X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明,SWC固化土在水化过程中会生成膨胀性水化产物钙矾石(AFt)和硅酸钙(C-S-H),钙矾石晶体对改善固化土的劈裂强度和抵抗开裂变形能力提高作用显著。

碳纤维增强树脂基复合材料的电子束辐射固化特性及工艺优化研究

在对高性能碳纤维增强树脂基复合材料绿色成型制造技术的探索中,电子束因常温固化、构件残余应力小且固化速度快等优势,被认为是极具应用前景的非热压罐固化技术。围绕碳纤维/环氧树脂基复合材料的高能电子束固化工艺,对比研究了两种辐射方式(仅辐射单层预浸带、辐射层合板)下,20~200 kGy剂量的电子束对预浸带固化度的影响,明确了固化度随着剂量增加而提高的演变趋势;测试并分析了辐射剂量率对固化度的影响规律,明晰了温升效应促进固化的作用机制;结合层间破坏微观形貌,探索了剂量及剂量率对层间剪切强度的协同影响,获得了高性能层合板制备的工艺优化方法。

开槽结构化砂轮光固化快速成型制备及其磨削实验研究

为实现开槽结构化砂轮的快速制备,结合光固化快速成型和铺粉3D打印的优点,提出基于磨粒-树脂浆料逐层铺设的常规磨粒粒径砂轮光固化快速制备方法;研究了磨粒-树脂混合浆料固化厚度随时间的变化规律,磨料层单次固化厚度对磨料层-基体粘结强度、磨料层层间结合强度的影响;基于光固化快速成型原理,搭建了光固化树脂结合剂砂轮制备实验平台,制备了光固化树脂结合剂开槽结构化砂轮和连续砂轮;开展磨削实验测试了两种砂轮的磨削性能。结果表明,混合浆料的极限固化厚度约为6 mm,磨料层-基体粘接强度、磨料层层间结合强度都随单次固化厚度的增加而减小,当单层固化厚度为0.5 mm时,磨料层-基体粘接强度为7.15 MPa,磨料层层间结合强度为10.43 MPa,满足砂轮使用要求;在相同磨削条件下,与连续砂轮相比开槽砂轮在降低磨削力、磨削温度、提高砂轮磨削比方面具有明显优势,但经其磨削后工件的表面粗糙度较连续砂轮会有所增加。

UV自由基固化和阳离子固化涂层的比较研究

对 U V自由基固化和阳离子固化两种机理进行了对照试验 .考察了温度和 O2 对固化速度的影响 ,涂层性能及它们作为 UV固化涂料、油墨的优缺点 ,并从理论上进行了分析 .U V自由基固化和阳离子固化的固化速度随温度的升高而加快 ,并且自由基的固化速度大于阳离子固化速度 .自由基固化体积收缩大 ,附着力差 ;阳离子固化体积收缩小 ,附着力优异 .氧对自由基固化有显著的阻聚作用 ,而对阳离子固化没有阻聚效应 .此外 ,阳离子固化存在“暗反应”,当移走 UV光源后 。

改性赤泥固化剂对赣南稀土堆浸场地土壤固化作用的影响试验

为了解决稀土堆浸场地边坡稳定性较差的问题,以水泥、赤泥、氧化钙作为原材料,研制氧化钙激发赤泥并联合水泥制成固化剂,设计12组不同质量配比的土壤固化剂试验方案,利用四联直剪仪进行室内直剪快剪试验,研究原材料比例关系对土样黏聚力与内摩擦角的影响,并在得到的最佳固化剂配比条件下,探究不同养护龄期对土样抗剪强度的影响。研究结果表明:当水泥质量分数为4%,氧化钙与赤泥质量比例为1∶3时,土样的内摩擦角及黏聚力达到最大值;当养护龄期为11d时,内摩擦角达到最大值;当养护龄期为13d时,黏聚力达到峰值,可减少离子型稀土堆浸场地的水土流失,提高场地边坡的抗剪强度。

淤泥固化填筑路基施工技术在滨海地区的应用

该文以滨海地区某市政道路为例,探究淤泥固化填筑路基施工技术的应用。该工程中选用由水泥、石灰和V粉按照5∶2∶2质量比组合成的固化剂,掺量为淤泥质量的14%。在排水降水和场地平整的基础上,摊铺淤泥并撒上固化剂,使用拌合机将2种材料充分拌匀后,再次摊平并分别使用双钢轮压路机、胶轮压路机进行多次碾压。然后进行压实度、平整度等指标的检测,结果表明各项指标均达到相关标准。最后使用石灰土进行路基顶面封层,防止路基结构层与淤泥固化填筑路基中间形成“软弱层”,进一步提高淤泥固化填筑路基的承载力。

多元固废协同固化红层泥岩的力学特性试验研究

为探索矿渣粉、磷渣粉和生石灰等多元工业固废应用于处理四川地区的典型不良地质土红层泥岩,基于矿渣粉、磷渣粉、生石灰粉、粉煤灰制备红层泥岩专用固化剂。重点研究了固化剂掺量(6%、9%、12%)以及不同的掺合料复掺量(0、30%、50%、70%)对固化土无侧限抗压强度、水稳定性能的影响。结果表明,固化剂的掺加有效提升了红层泥岩的强度和水稳定性,随着固化剂掺量的增加,无侧限抗压强度和水稳定性系数呈增长的趋势。当固化剂掺量≥6%的改良固化土,能满足《土壤固化剂应用技术标准》(CJJ/T 286—2018),并且随着掺合料复掺量的增加,改良红层泥岩固化土无侧限抗压强度和水稳系数也得到提升。综合考虑工程应用和经济性,专用固化剂最优掺量为9%,掺合料复掺量最优为70%。

辐射固化涂料及进展

简述了光固化涂料的类型、主要成分、优点和局限性等;介绍了光固化粉末涂料、水性光固化涂料、混杂光固化体系、双重固化体系、光固化设备等。

流态固化土水泥剂量EDTA滴定法检测影响因素分析

水泥剂量是控制流态固化土强度的关键指标,工程中多采用EDTA滴定法进行检测,但流态固化土制备过程中含水量与水泥水化时间偏差会导致检测数据失真.研究了EDTA二钠标准溶液消耗量随水泥剂量、含水量和水化时间三因素的变化规律;基于回归正交试验,开展了多因素及交互影响的主次关系分析与显著性评价,建立了考虑三因素综合影响的EDTA二钠标准溶液消耗量回归方程.试验表明,EDTA二钠标准溶液消耗量与水泥剂量近似呈线性正相关,随含水量增大或水化时间延长近似线性降低;影响因素主次顺序为水泥剂量、含水量、水化时间,交互作用不显著;因素水平在回归正交试验组范围内,回归方程计算值误差低于2.40%;含水量或水化时间分别偏差2.9%、86min,将造成水泥剂量检测值增减约0.5%.研究成果可为完善流态固化土水泥剂量检测技术提供参考.

适用于HP-RTM板弹簧用环氧树脂固化工艺及验证

为更好解决树脂传递模塑成型(RTM)工艺存在的生产效率低、产品精度不高、孔隙率高等问题,高压树脂传递模塑成型(HP-RTM)工艺应运而生。其在应对大批量生产高性能热固性复合材料零件方面优势显著,可实现低成本、短周期(大批量)、高质量生产。为探索HP-RTM最适固化工艺参数,本文采用动态差示扫描量热法分析了环氧树脂不同升温速率下的DSC曲线,通过Kissinger方程和Crane方程计算出固化反应动力学参数,将所得参数带入固化反应动力学方程中,算出树脂最佳理论固化温度为110℃,达到完全固化时间为8 min。将环氧树脂与玻璃纤维按质量比1∶1.5的比例混合,通过HP-RTM工艺制备了复合材料板弹簧,工艺条件为:固化温度110℃,固化时间10 min。力学测试结果表明,试制的板弹簧各项力学性能均表现良好,经无损探伤检测后,产品内部无缺陷,可以满足应用需求。此为后续的复合材料板弹簧HP-RTM全工序试制平台及批量连续生产提供了有力技术支撑。