脱硫石膏强度及耐水性改善方法研究综述

针对脱硫石膏强度及耐水性改善方法和改性机理做了系统的归纳与分析。详细阐述了水泥、各种矿物掺合料、有机硅防水剂以及其他有机乳液等对脱硫石膏及其复合胶凝材料的强度和耐水性的影响,对各种改性方法的作用机理、优点以及不足之处进行了讨论。结果表明:掺入适量的水泥和矿物掺合料时会生成水硬性产物,脱硫石膏的强度和耐水性得到一定的改善,但是掺入过量时会造成不利的影响;水泥、粉煤灰和脱硫石膏之间的比例变化会对胶凝体系的强度和耐水性产生较大的影响;有机硅防水剂可以在脱硫石膏表面形成一层疏水性薄膜,显著提升脱硫石膏的耐水性,当与矿物掺合料复合作用于脱硫石膏时可以得到更好的力学性能和耐水性能;其他类型的有机防水剂均能改善脱硫石膏的耐水性,但是大部分会改变脱硫石膏的晶体形貌,对脱硫石膏的强度和耐水性产生不利影响;目前脱硫石膏的改性材料都比较复杂,单独作用时综合性能不佳,需要进一步研究与探讨更加简单、有效的改性材料和方法。

基于PSO‑BPNN模型的氯氧镁水泥混凝土耐水性预测

为快速准确地获得具有优异耐水性氯氧镁水泥混凝土(MOCC)的配合比,设计了拓扑结构为4‑10‑2的粒子群优化(PSO)算法-反向传播(BP)神经网络(PSO‑BPNN)模型.该模型的输入层参数为n(MgO)/n(MgCl_(2))、粉煤灰掺量、磷酸掺量和磷肥掺量,输出层参数为MOCC的抗压强度和软化系数;模型数据集为144组,其中训练集数据为100组,验证集数据为22组,测试集数据为22组.结果表明:PSO‑BPNN模型在MOCC抗压强度预测中的评价参数——决定系数R^(2)=0.99、平均绝对误差S_(MAE)=0.52、平均绝对误差百分比S_(MAPE)=1.11、均方根误差S_(RMSE)=0.73;其在软化系数预测中的评价参数——R^(2)=0.99、S_(MAE)=0.44、S_(MAPE)=1.29、S_(RMSE)=0.62;与BP神经网络(BPNN)模型相比,PSO‑BPNN模型具有更强的双参数预测能力,可用于MOCC配合比的正向设计和反向指导.

磷石膏人造骨料组分优化及耐水性改善研究

针对磷石膏占用大量耕地资源、易产生环境污染等问题,使用磷石膏、矿渣、粉煤灰、水泥等材料制备人造骨料推动磷石膏资源化利用。通过正交设计得到最佳配比:9%(质量分数,下同)矿渣粉,10%粉煤灰,5.5%水泥,75.5%磷石膏,并通过压制制备人造骨料。人造骨料28 d筒压强度最高可达7.2 MPa,1 h吸水率低于10%。分析其固化机理可知,胶凝体系各物料相互之间反应、物料激发部分磷石膏发生水化反应生成钙矾石、水化硅酸钙凝胶等水化产物,水化产物逐渐填充颗粒间空隙,颗粒间结合更加紧密使得磷石膏基骨料强度持续发展。采用直接掺混、预处理磷石膏、浸泡包衣3种不同改善方法对其开展耐水性能改善研究,发现采用防水剂OS时,不同处理方法均能改善骨料界面亲水性,其中包衣处理后接触角达到122.7°,骨料表面已为疏水状态。包衣处理对骨料强度影响小,可有效提升骨料各项耐水性能。

不同掺合料提升磷石膏基材料耐水性方法研究综述

磷石膏作为湿法磷酸的工业废弃物,主要应用于建筑材料、化学工业、农业等领域。因磷石膏内部含有未完全分解的磷矿、残余的磷酸、氟化物、酸不溶物、有机质等杂质,使其在建筑材料领域利用率较低,通常掺入其他水硬性材料对磷石膏进行改性,而改性后的磷石膏基复合胶凝材料的耐水性较差。针对磷石膏基复合胶凝材料耐水性较差的问题,本文综合前人已有的研究,论述了掺加不同掺合料对磷石膏基材料耐水性的影响,包括掺加水泥、粉煤灰、硅灰、矿渣、减水剂、含氢硅油、石蜡、有机硅、聚乙烯醇、三乙醇胺、碱性激发剂等,以及改善水胶比、粒径和养护方式、合理安排组分设计等辅助方法,总结分析了不同掺合料对磷石膏基复合胶凝材料耐水性的影响机理,阐述了掺合料对磷石膏基材料的的作用机理,确定了合理的掺合料掺加范围。

煅烧沸石粉对硫氧镁水泥耐水性的影响

为提高硫氧镁水泥(MOSC)的耐水性,以煅烧沸石粉为掺合料制备MOSC,研究了煅烧前后沸石粉对MOSC凝结时间、力学性能、耐水性、相组成、微观形貌和孔结构的影响.结果表明:掺入煅烧沸石粉提高了MOSC的力学性能,且煅烧前后的沸石粉均可在MOSC体系中反应形成水化硅酸镁(M-S-H)凝胶,降低了MOSC的总孔隙率,提高了MOSC的耐水性,但掺入煅烧沸石粉的MOSC耐水性更优;MOSC中掺入20%经200℃煅烧、升温速率15℃/min处理的沸石粉后,MOSC的耐水性最优,其28 d抗压和抗折强度保留系数分别可达0.91、0.95.

氯氧镁水泥耐水性能的改性研究进展

本文分析了氯氧镁水泥(MOC)耐水性能差的原因,介绍了国内外对MOC耐水性能的改性研究现状,综合整理了有机、无机与掺合料三类改性剂对MOC耐水性能的改善作用与改性机理。提出后续的研究重点应集中于MOC及其混凝土的耐水性能,并应以绿色、环保、科学的方式提高MOC性能。

药用玻璃颗粒耐水性测定的能力验证研究

目的设计和组织药用玻璃颗粒耐水性测定的能力验证项目(No.NIFDC-PT-420),评价参加者对玻璃类包材耐水性测定的能力。方法按照中国合格评定国家认可委员会(CNAS)规定的程序进行样品制备,发样前进行均匀性检验,通过随机发放不同的干扰样品防止数据串通、伪造。采用稳健统计方法,以所有参加者报告结果的中位值为指定值,以标准化四分位距为能力评定标准差,计算z比分数,对上报结果进行评定。结果样品的均匀性符合能力验证项目要求,42家实验室,“满意”结果34家,“可疑”结果4家,“不满意”结果4家,满意率为81.0%。结论本次能力验证客观科学地评估了全国部分实验室药包材的检验能力,部分企业实验室的检测能力还有待提高,药品监管部门须持续关注该类实验室的检验能力建设。

氨基酸功能化二硫化钼/环氧树脂复合材料耐水性能的研究

环氧树脂因其优异物理化学性能在各种高新领域得到了重要发展。近年来随着材料科学在某些极端环境下的需求越来越多,对提高环氧树脂的耐水性需求日渐迫切。本文首先制备了氨基乙酸(Gly)改性二硫化钼(MoS_(2))纳米片,然后用其改性环氧树脂,制备了Gly-MoS_(2)/环氧树脂复合材料。对其结构、微观形貌、力学性能、热机械性能和吸水率等指标进行表征。研究结果表明:(1)成功制备了目标产物,经氨基乙酸剥离和改性的MoS_(2)纳米片在树脂基体中分散更均匀,在保证适宜的横向尺寸的同时厚度更薄,与基体树脂相容性更好。(2)随着纳米片添加量的增加,树脂体系水煮后的常温和高温剪切强度、拉伸强度和抗冲击强度均有提升。这是由于改性后纳米片在基体中分散均匀,且与环氧基形成更稳定的海岛结构,从而提升了材料本身的耐水性。(3)热机械性能测试表明,Gly-MoS_(2)纳米片对增强材料水煮后的耐温性有着重要的作用。吸水率测试表明,Gly-MoS_(2)极大地改善了环氧树脂的耐水性能,并且随着Gly-MoS_(2)纳米片的增加,吸水率随之降低。其中1.00%Gly-MoS_(2)/环氧树脂体系的耐水效果最好,水煮192 h后最终吸水率仅为1.2%。

碳化对含花岗岩石粉硫氧镁水泥的抗压强度和耐水性的影响

以CO_(2)气氛作为养护条件,研究了不同掺量的花岗岩石粉(GP)对硫氧镁(MOS)水泥性能的影响,结合X射线衍射仪(XRD)、同步综合热分析仪(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)和压汞仪(MIP)对MOS水泥水化产物及微观结构做了分析。结果表明,碳化28 d后的掺加40%GP的MOS水泥强度保留系数提高至1.12;碳化28 d后浸水120 d强度保留系数为0.94,较空白样提高了123.8%;MOS水泥碳化过程中基体内Mg(OH)_(2)转化为Mg CO_(3)·z H_(2)O晶体,有利于改善MOS水泥的力学性能;GP改善了MOS水泥孔结构,提高了密实度,降低了CO_(2)吸收率,减弱了CO_(2)的侵蚀作用;GP和碳酸镁相的共同作用提升了MOS水泥碳化后的力学性能和耐水性。

调控Cu/CeO_(2)催化剂形貌增强低温CO氧化的耐水性

合成了管状、棒状和颗粒状的Cu/CeO_(2)的催化剂,探讨了其在潮湿条件下氧化CO的结构-性能相关性.结果表明,管状催化剂(CuCe-NT)具有优异的低温活性和抗H_(2)O稳定性.根据表征,CuCe-NT与纳米棒状(CuCe-NR)和纳米颗粒状(CuCe-NP)催化剂相比,结晶度更低、表面积更大且结构缺陷更多,从而增强了CuO_(x)与CeO_(2)间的相互作用,加强了Ce^(4+)/Ce^(3+)和Cu^(2+)/Cu^(+)的氧化还原循环,使表面富集大量Ce^(3+)和Cu^(+),进一步促进了CO的吸附和氧化.此外,中空结构的CuCe-NT具有较大的孔径,可有效抑制H_(2)O的缔合吸附,从而抑制氧空位上惰性OH的生成,在潮湿条件下保持较高的氧化性.In-situ DRIFTS表明,相比于CuCe-NP,中空结构的CuCe-NT可以缓解H_(2)O与CO的竞争性吸附,抑制桥式碳酸盐的形成,确保在潮湿环境下氧化CO.本研究从吸附H_(2)O的类型和反应机理方面证明了催化剂结构对耐H_(2)O性的影响,为设计耐H_(2)O性CO氧化催化剂提供了一种策略.

液体聚硫橡胶对水性聚氨酯耐水性及耐溶剂性能的影响

以液体聚硫橡胶(LPSF)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为单体合成了聚酯型水性聚硫-聚氨酯(WSPU)。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及能谱仪对WSPU化学结构及表面形貌进行表征,考察了LPSF含量对WSPU耐水性、耐溶剂性及力学性能的影响。结果表明:LPSF链段均匀地分散在胶膜中,相容性良好;与未改性的WPU相比,当LPSF质量分数为30%时,胶膜的吸水率显著降低,降幅达46.7%;在去离子水中浸泡96 h后,拉伸强度保持率可从80.8%增加到94.5%。同时,在甲苯中的溶胀度也明显下降,降幅达31.35%。LPSF的引入使水性聚氨酯具有优异的耐水和耐有机溶剂性能。

硅酸钾水性无机涂料的贮存稳定性及耐水性能的研究

主要研究了不同模数的硅酸钾和不同种类的有机乳胶对涂料贮存稳定性和耐水性能的影响。通过对比实验制备了涂料样品,并对涂料的黏度、耐水性、贮存稳定性等进行了表征。实验结果表明:硅酸钾模数为3.5的无机涂料贮存稳定性最好,硅酸钾模数在3.5~3.9的耐水性能较为优异;对比了纯丙乳胶、苯丙乳胶和硅丙乳胶对涂料性能的影响,结果发现使用苯丙乳胶的硅酸钾水性无机涂料贮存稳定性最好,且苯丙乳胶和硅丙乳胶的耐水性能均优于纯丙乳胶。本实验使用3.5模数硅酸钾和苯丙乳胶所制备的硅酸钾水性无机涂料性能满足TCSTM 00632.3—2022《建筑涂饰工程用涂料产品技术要求第3部分:无机建筑涂料体系》的标准要求。

粉煤灰对粉末3D打印磷酸镁水泥基材料耐水性能的影响

磷酸镁水泥基材料具有快硬早强的特点,适用于水泥基粉末3D打印技术。为解决粉末3D打印磷酸镁水泥耐水性能差的问题,本文开展了粉末3D打印磷酸镁水泥基材料耐水性能优化研究,研究了镁磷比对材料耐水性能的影响,优选了镁磷比(摩尔比,下同),探究了粉煤灰掺入对粉末3D打印磷酸镁水泥基材料打印性能和耐水性能的影响规律,并结合微观表征手段揭示了粉煤灰对材料耐水性能改善机理。结果表明:粉末3D打印磷酸镁水泥基材料在水养护条件下的抗压强度降低;随着镁磷比的增加,材料耐水性能相应提高;添加粉煤灰可有效提高粉床密度和打印精度,增加材料的水化产物生成量,使微观结构更加致密,提高其耐水性能;材料浸水28 d后掺入20%(质量分数)粉煤灰可使材料的抗压强度最大提高89.00%,这为改善粉末3D打印磷酸镁水泥基材料的耐水性能及拓展水泥基粉末3D打印技术的应用提供了有力支撑。

甲基硅酸钠对再生建筑石膏强度和耐水性的影响

甲基硅酸钠作为石膏常用的防水剂,对建筑石膏与再生建筑石膏的性能有较大影响。测量了两种石膏的水膏比、凝结时间、强度、吸水率,观察了再生建筑石膏的微观形貌的变化,发现:(1)建筑石膏与再生建筑石膏2 h抗折和抗压强度、绝干抗折和抗压强度、吸水率分别为2.5、4.4、5.0、9.5、31.7%和1.0、1.9、2.3、4.6、62.0%,再生建筑石膏与建筑石膏相比,强度降幅为50%~60%,吸水率增幅为95.6%。(2)掺加甲基硅酸钠后,建筑石膏与再生建筑石膏的2 h抗折和抗压强度、绝干抗折和抗压强度、吸水率分别为2.1、4.0、3.6、7.9、25.7%和0.7、1.2、1.4、2.6、54.5%,再生建筑石膏与建筑石膏相比,强度降幅为60.0%~70.0%,吸水率增幅为112.1%。观察微观形貌,发现甲基硅酸钠可使再生建筑石膏的硬化体晶体间的搭接变差,造成其强度降低、吸水率增加,防水效果变差。

甲基硅酸钠改性磷建筑石膏耐水性能研究

基于不同掺量的甲基硅酸钠对磷建筑石膏物理及力学性能的影响试验,选取甲基硅酸钠掺量为0.9%的磷建筑石膏进行干湿循环条件下的耐水性能试验。结果表明:甲基硅酸钠对磷建筑石膏有一定的缓凝作用,可以改善磷建筑石膏耐水性能;随着甲基硅酸钠掺量的增加,磷建筑石膏绝干抗压和抗折强度呈先下降、后上升、再下降的趋势;甲基硅酸钠掺量为0.9%时磷建筑石膏在干湿循环条件下各项性能改善较为明显。

硅灰对硫氧镁水泥力学性能和耐水性能的影响

文中以硫氧镁水泥为基料,柠檬酸钠为外加剂,硅灰为掺料,制备硫氧镁水泥试块,通过抗压强度和耐水性试验进行分析,表明基准配合比为水硫比0.9、氧硫比1.8、柠檬酸掺量1.2%、硅灰掺量为20%时,硫氧镁水泥力学性能最好。3 d抗压强度可达到43.2 MPa,7 d可达到48.5 MPa,28 d可达到65.4 MPa。这是由于硅灰的掺入使得放热反应形成的内应力减小,同时生成粗大晶粒受到阻碍。耐水软化系数可达到0.83,填充料颗粒分散填充在水化体系的空隙中,提高了材料的密实度、稳定性和抗水性。

磷石膏制品的耐水性问题及解决措施

磷石膏(PG)制品具有质量轻、耐火性能良好以及绿色环保的优点,具有潜在应用价值。然而,PG制品耐水性能差,在建筑领域的应用受到了极大的限制。为了使得PG制品达到耐水性材料要求,往往需采取一定的措施以提高PG制品的耐水能力。本文以PG及其制品为对象,归纳了PG制品耐水性能低下的原因,综述了现有改善PG及其制品耐水性的措施,对比讨论各类改性方法的实际应用效果。最后,本文指出,为维持能源消耗和耐水性能的平衡,宜采用中温快烧与改善孔隙特征两类方法相结合,以便广泛地投入生产应用。

纤维-建筑石膏基复合材料力学及耐水性能研究

为探究黄麻纤维的掺入对于纤维-建筑石膏基复合材料力学及耐水性能影响,使用NaOH对黄麻纤维进行碱处理,随后制备成纤维-建筑石膏基复合材料以测定其力学及耐水性能变化情况。由试验结果可知,与未经过碱液处理黄麻纤维相比,吸水处理25h后黄麻纤维吸水率降低了115.9%;而将25mm的黄麻纤维掺入石膏复合材料中可使其吸水率降低0.7%;经过5%碱处理后黄麻纤维抗拉强度和拉伸模量分别降低了4.76%和6.42%,且25mm的黄麻纤维的加入使得石膏基复合材料的拉伸性能和弯曲性能分别提高2.1MPa和9.6MPa,试验结果表明纤维的加入有效地增加了纤维-建筑石膏基复合材料的力学性能,但对其耐水性能影响较为不显著。

甲基硅酸盐类防水剂对磷建筑石膏砌块耐水性能的影响

磷建筑石膏砌块具有低碳、轻质、防火、保温、隔音等优点,但耐水性差的缺点极大地限制了其应用范围。通过掺入甲基硅酸盐类防水剂来提高磷建筑石膏砌块的耐水性,系统研究甲基硅酸盐类防水剂对磷建筑石膏砌块的吸水率、软化系数、表面接触角、力学性能的影响,并采用X-射线衍射和扫描电子显微镜分析内掺甲基硅酸盐类防水剂对石膏性能的影响机理。甲基硅酸钠和甲基硅酸钾均能有效改善磷建筑石膏的耐水性能,其中甲基硅酸钠的耐水改性效果更好。随着甲基硅酸盐类防水剂掺量的增加,磷建筑石膏砌块的软化系数先增大后减小再增大,吸水率不断减小,接触角不断增大。甲基硅酸盐类防水剂会在石膏晶体表面形成聚硅氧烷防水膜,从而提高磷建筑石膏的耐水性能,但这种防水膜会影响磷建筑石膏晶体的正常生长,降低磷建筑石膏的力学性能。

减水剂对氯氧镁水泥(MOC)耐水性能的影响

通过选取氯氧镁水泥(MOC)为研究对象,对其配合比进行了优化,探究了不同聚羧酸减水剂掺量对MOC抗压强度、抗折强度以及软化系数的影响。研究表明:当氧化镁与氯化镁摩尔比为7∶1,水与氯化镁摩尔比为15∶1,PCE减水剂最佳掺杂量1.2 wt%时,MOC会具有较好的力学性能和抗水性能。