冻融环境下再生混凝土毛细吸水特性研究

本文采用ASTM C1585-13水工混凝土毛细吸水标准试验方法,研究了冻融循环和再生混凝土粗骨料取代率(0%、20%、40%和60%)对再生混凝土(RAC)毛细吸水性能的影响,建立了冻融环境下RAC初期毛细吸水率的预测模型,并结合非饱和毛细理论,建立了RAC在不同冻融循环次数下相对含水量分布预测模型。结果表明:冻融环境相同时,RAC的累计吸水量和初期毛细吸水率随再生粗骨料取代率的增加而变大;再生粗骨料取代率相同时,RAC累计吸水量和初期毛细吸水率随冻融循环次数的增加而变大;从经济角度来看,40%掺量的RAC抗冻性能较优。经验证,通过回归分析建立的冻融损伤下RAC初期毛细吸水率预测模型,计算精度较高,可用于预测RAC的毛细吸水性能,为RAC的抗冻耐久性评价提供理论依据。

接枝型天然橡胶基吸水膨胀橡胶的制备及吸水膨胀性能

以脱蛋白天然橡胶(DPNR)胶乳作为改性橡胶的基材,在氧化还原引发体系作用下,基于橡胶大分子链中烯丙基与乙烯基单体的自由基乳液接枝共聚反应实现丙烯酸(AA)在DPNR链上的接枝共聚,从而制备了一种亲水性AA接枝改性DPNR共聚物(DPNR-g-PAA),通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、扫描电子显微镜和称重法表征了DPNR-g-PAA的分子结构、断面形貌和吸水膨胀性能。结果表明,DPNR-g-PAA作为吸水膨胀橡胶,其薄膜吸水率可达85.06%,DPNR的表面透湿性显著提高;与传统物理共混或溶液接枝共聚反应制备吸水膨胀橡胶工艺相比,由自由基乳液接枝共聚制得的DPNR-g-PAA具有一定的优势。

吸水膨胀粉对三元乙丙橡胶吸水膨胀橡胶性能的影响

研究吸水膨胀粉(XS102,XS103和XS104)对三元乙丙橡胶(EPDM)吸水膨胀橡胶性能的影响。结果表明:采用XS102的EPDM吸水膨胀橡胶的交联程度最大,且吸水性能最好,采用XS103和XS104的EPDM吸水膨胀橡胶的吸水速率较快,但XS103和XS104析出严重,采用3种吸水膨胀粉的EPDM吸水膨胀橡胶的拉伸性能相差不大;随着XS102用量的增大,EPDM吸水膨胀橡胶的流动性变差,加工性能降低,与橡胶基体间的作用力和饱和吸水率增大,拉伸性能下降,当XS102用量为90份时EPDM吸水膨胀橡胶的吸水性能与拉伸性能综合最好。

纳米SiO_(2)改性粉煤灰混凝土力学性能及吸水特性研究

为了探索粉煤灰混凝土的高性能,开展了纳米SiO_(2)改性粉煤灰混凝土的力学和吸水试验,研究了粉煤灰取代率和纳米SiO_(2)掺量对混凝土力学性能(抗压强度、劈拉强度、动弹性模量)和吸水特性的影响。结果表明:粉煤灰混凝土的力学性能指标均随纳米SiO_(2)掺量的增加先增大后减小;当纳米SiO_(2)掺量从0%增加至2%时,粉煤灰混凝土28 d抗压强度、劈拉强度和动弹性模量分别提高了12.90%、7.53%和5.85%,可见纳米SiO_(2)对抗压强度影响更显著;当粉煤灰取代率从10%增加至30%时,混凝土28 d抗压强度、劈拉强度和动弹性模量分别降低了7.24%、2.61%和9.87%,可见粉煤灰对动弹性模量影响更显著;随纳米SiO_(2)掺量增加,粉煤灰混凝土的毛细吸水系数呈现出先下降后上升的趋势;随粉煤灰取代率增加,混凝土毛细吸水系数增大,且纳米SiO_(2)对混凝土毛细吸水系数影响也越显著;粉煤灰取代率和纳米SiO_(2)掺量对混凝土力学性能与毛细吸水系数之间的相关性无显著影响,混凝土抗压强度、劈拉强度以及动弹性模量与毛细吸水系数均呈现负相关性,其中抗压强度与毛细吸水系数相关性最好。

聚丙烯酰胺树脂的反相悬浮聚合制备及吸水性能研究

以丙烯酰胺为单体、过硫酸铵为引发剂、单硬脂酸甘油酯为分散剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用反相悬浮聚合法制备了聚丙烯酰胺吸水树脂。考察了分散剂、交联剂、引发剂、单体浓度、油水比、反应温度、反应时间等因素对吸水倍率和产率的影响。结果表明,单硬脂酸甘油酯用量为3%、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为0.12%、过硫酸铵为0.5%、单体浓度为30%、油水比范围为4:1~6:1、反应温度在70~75℃、反应时间为4 h时,聚丙烯酰胺树脂的吸水倍率和产率较高。利用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和凝胶渗透色谱仪对产物进行了测试表征。

糠醛交联黑茶茶色素树脂的制备及其吸水性能研究

高吸水树脂在农业、医疗等方面有着广泛的应用。本文以丙烯酸和茶色素为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,糠醛为交联剂,水溶液聚合法合成高吸水树脂,并通过单因素实验和正交实验确定树脂的最佳制备条件,以此来研究温度、p H值、吸水时间等外界因素对树脂吸水性能的影响。实验结果表明:当丙烯酸质量为2 g,中和度为90%,茶色素用量为0.0030 g,引发剂用量0.0050 g,糠醛用量0.0008 m L时,制备的糠醛交联黑茶茶色素树脂吸水倍率最高,可达到1187.9 g·g^(-1),且其在中性环境中吸水16 h能达到最高吸水倍率。

玉米秸秆刨花板压制工艺优化及吸水厚度膨胀率

农作物秸秆用作人造板原材料,可减少环境污染,缓解木材供需紧张,秸秆中纤维素与木质素含量可以满足人造板生产要求。以玉米秸秆刨花为原料,在一定热压压力、热压时间、刨花密度、热压温度下,采用不同施胶量无机胶黏剂压制玉米秸秆刨花板,探索最优工艺参数及玉米秸秆刨花板吸水厚度膨胀率变化规律。结果显示:压制玉米秸秆刨花板的最优工艺参数为刨花含水率12%、热压压力1.6MPa、热压时间9min、刨花密度1.0g/cm^(3)、施胶量20%、热压温度90℃;影响玉米秸秆刨花板吸水厚度膨胀率的因素依次为刨花含水率>热压压力>热压时间>刨花密度>施胶量>热压温度。试验结果表明:在吸水厚度膨胀率合格的前提下,玉米秸秆刨花板的内结合强度、弹性模量、静曲强度均符合国家标准规定的性能要求。

超吸水织物的制备及性能研究

以丙烯酸为单体,过硫酸钾、亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,与聚乙烯醇共混,采用溶液聚合法制备了丙烯酸高聚物溶液,浸轧丙纶热熔无纺布织物,经烘干得到超吸水织物,通过傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、同步热分析仪对超吸水织物的结构、形貌和热性能进行分析,考察了聚合反应水浴温度、丙烯酸中和度、聚乙烯醇添加量、带液率对吸水倍率的影响,并对吸水机理进行探讨。结果表明:在聚合反应水浴温度为75℃,丙烯酸中和度75%,聚乙烯醇添加量(对单体)为5%(质量分数),带液率为500%,烘干温度为120℃条件下,制备的超吸水织物吸蒸馏水倍率为109.82g/g。

浸种方式和浸种时间对木薯种茎吸水及茎段幼苗生长的影响

选用木薯品种华南205的长种茎(1.8 m长),采用平浸(平放完全浸泡)和竖浸(浸基部10.0 cm)2种清水浸种方式,分别设置0、6、12、18、24 h共5个浸种时间,以不浸种(0 h)为对照,研究了不同浸种处理后种茎的含水量变化及其基部、中部和顶部3类部位短茎段(15.0 cm长)栽植后幼苗的生长情况。结果表明:随着浸种时间的延长,长种茎的吸水率均显著提高,而吸水速率显著降低;平浸处理的种茎含水量增加量、吸水率和吸水速率分别比竖浸处理显著提高了0.53、3.65、0.29个百分点;竖浸处理的短茎段的出苗率、株高、茎径、根径、茎叶鲜重及茎叶干重均显著高于平浸处理的;浸种12 h处理和不浸种对照的短茎段的幼苗株高、茎径、根数、茎叶鲜重及茎叶干重均优于其他浸种时间处理的;基部和中部茎段栽植的幼苗株高、茎径、单株叶片数、根数、根径、茎叶鲜重、茎叶干重及芽数占比均显著高于顶部茎段栽植的。推荐木薯长种茎以竖浸方式浸种12 h,并采用经浸种处理的长种茎的基部和中部短茎段进行栽植。

不同种皮预处理对滇牡丹种子吸水特性及萌发的影响

[目的]了解不同种皮预处理滇牡丹种子的吸水特性及萌发情况。[方法]测定4种不同种皮预处理滇牡丹种子萌发过程的物理吸水曲线并拟合曲线回归方程,进一步观测该批种子在15℃温箱中的萌发情况并进行相关分析。[结果]滇牡丹种子吸水到饱和所需的时间为144~216 h,浸泡时间与吸水量之间的关系符合对数曲线;萌发情况以50℃热水处理的滇牡丹生根率最高,达93.33%,其平均根长、平均侧根数、平均芽长、侧根率、萌发率均在各处理中最高;平均根长与平均侧根数、侧根率呈极显著正相关,萌芽率与平均侧根数、平均芽长、侧根率呈显著正相关。[结论]不同种皮预处理能有效提高种子吸水率,减少种子浸泡时间;种子播前通过较长时间(144~216 h)的水浸泡可提高滇牡丹种子的生根率,宜采用50℃热水处理滇牡丹种子。

黄河南岸灌区玉米根系吸水来源研究

【目的】明晰玉米根系吸水来源。【方法】采用液态水稳定氢氧同位素技术,通过监测黄河南岸灌区上、中、下游灌域的分层土壤水和玉米根系土壤水中的氢氧稳定同位素组成,结合直观图法和MIXSIAR模型确定玉米根系吸水来源,分析各供给水源的贡献比例。【结果】拔节期玉米生长较快,需水量较大,灌区上、中、下游干旱程度不同,导致玉米根系主要吸水深度也不同。上游主要吸收0~20 cm土层的土壤水,其水源贡献率为38.1%,20~40cm土层贡献率为23.7%;中游主要吸收20~40 cm土层的土壤水,贡献率为43.6%,0~20 cm土层贡献率为27.4%;下游主要吸收20~40 cm土层的土壤水,贡献率为63%,0~20 cm土层贡献率为20%。【结论】干旱环境下玉米会改变根系吸水深度,整个生育期内玉米根系吸水深度由浅入深再变浅;且玉米对各潜在水源的利用比例与其根系吸水深度以及不同水源对土壤水的补给密切相关。

植物根系吸水模型研究进展

根系是植物获取水分的主要器官,它直接影响整个植株的输水量以及生命活动。在水资源短缺的状况下,了解根系生长过程中的需水特性并提高农业中水资源的利用率,一直是节水灌溉技术中研究创新的热点。因此,在研究过程中需要对植物根系的吸水量进行精确估算,建立根系吸水模型是定量化研究植物根系吸水特性的重要方法。概述根系吸水的原理及其主要影响因素,对不同研究方法下的根系吸水模型进行分类研究,并阐述其适用范围及优缺点,同时介绍了水盐共同胁迫下的根系吸水模型。最后对目前的根系吸水模型进行分析,提出了今后的研究方向。研究成果为构建水稻根系三维动态吸水模型提供了基础。

同心双管分注井同位素吸水剖面测试技术研究

三叠系长6油藏一般为分注合采开发、层间矛盾突出,但前期采用桥式同心等常规分注方式,受限于遇阻遇卡现象普遍、成功率低,难以满足油藏精细分层注水配水的需要。为解决这一问题,2015年推广同心双管分注技术,取得了良好的分注效果。但该技术目前仍无法有效测试吸水剖面,不能及时了解层内的吸水状况,有效指导注水技术政策调整和措施制定,层内矛盾加剧,油藏稳产形势变差。结合同心双管分注的管柱结构和吸水剖面测试原理,开展吸水剖面测试技术研究,巧妙地利用了Y341可洗井封隔器洗井通道双向开启的机理,完成了吸水剖面测试作业;从测试结果和注水调整效果来看,测试结果能有效反映各层层内的吸水状况,该测试方法具有一定的推广意义。

高吸水性树脂快速改善废弃泥浆流动性试验

高含水率、高流动性且低强度的工程废弃泥浆的有效利用是亟待解决的工程实际问题。利用高吸水性树脂材料对废弃泥浆进行处理,进行了废弃泥浆流动性试验,探究不同初始含水率、不同质量浓度吸水树脂下废弃泥浆流动性变化规律。结果表明:泥浆流动性随着泥浆初始含水率的增加而增加,试验范围内的泥浆初始含水率与流动值拟合曲线呈二次函数关系;在吸水树脂质量浓度为0~10 g/L范围内,泥浆流动性随着吸水树脂的质量浓度增加而降低,而在10 g/L后泥浆呈塑性固化状态;在10 min搅拌时间后,泥浆流动值变化处于较为稳定状态(流动值小于15 cm),具备可塑性,使得泥浆转运或再利用过程快速便捷。影响泥浆流动性的关键因素是泥浆初始含水率和吸水树脂的质量浓度,搅拌时间也存在一定影响。

纸尿裤吸水动力学模型构建与研究

纸尿裤产品开发和质量安全监控中,迫切需要开发一种准确的预测方法来快速评估纸尿裤的吸水性能。然而,纸尿裤的吸水性能受时间、pH、温度和盐浓度等因素的影响。为此,基于先前建立的二阶导数吸水动力学方程,结合溶液pH、温度和离子浓度的影响规律,建立了一种新的半经验模型来预测纸尿裤的吸水性能。结果表明,该模型能较好地预测纸尿裤在不同条件下的吸水率,其实际吸水率与预测吸水率的相对差异在4.5%以内。因此,该模型可为纸尿裤的质量控制提供良好的科学指导。

双吸离心泵吸水室隔舌位置对空化性能影响分析

双吸离心泵吸水室隔舌位置的不同,影响了叶轮进口的速度及压力分布,对泵空化性能具有重要影响。以一台单级双吸离心泵为研究对象,采用数值模拟的方法研究分析隔舌位置分别位于与水平方向呈45°(原模型),90°,135°及-45°四种吸水室内部流动变化对空化性能的影响。结果表明:采用隔舌位于90°和135°的吸水室,吸水室出口附近低压区明显增大,出口与转速方向相反的圆周分速度范围逐渐增大,在叶轮进口水力损失逐渐增大,临界空化数逐渐上升,泵空化性能降低。采用隔舌位于-45°的吸水室,吸水室出口附近低压区明显减少,出口不再存在与转速方向相反的圆周分速度,在叶轮进口水力损失减小,小流量及额定工况下虽然临界空化数变化不大,但在空化各个阶段叶轮内空泡率及空化区域均有所降低,在大流量工况下临界空化数下降较为明显。综合比较之下隔舌-45°吸水室,具有较好的空化性能。为吸水室的设计提供一定参考。

考虑碳化影响的纤维增强再生混凝土吸水特性研究

考虑再生粗骨料取代率与聚丙烯纤维体积率的影响,开展了再生混凝土快速碳化以及碳化后的毛细吸水试验研究。试验结果表明:混凝土碳化深度随着再生粗骨料取代率的增加而增大,随聚丙烯纤维体积率增大呈先下降后上升的趋势,纤维会降低再生混凝土的碳化深度。再生混凝土毛细吸水系数随碳化程度的增加先减小后增大;随再生粗骨料取代率增加而增大;随聚丙烯纤维体积率增加先降低后增大。碳化对再生混凝土初始毛细吸水系数的影响大于后期吸水系数,且混凝土孔隙率越大,碳化对初始吸水系数的影响越显著。最后,建立了考虑碳化影响的再生混凝土初始毛细吸水系数预测模型。

AM-AMPS共聚吸水树脂的制备与性能研究

用丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)两种单体采用溶液共聚方法,用过硫酸铵和亚硫酸氢钠作引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂,制备了AM-AMPS共聚物吸水树脂。考察了AM/AMPS比例、引发剂用量、交联剂、pH、反应温度、反应时间等工艺条件对吸水倍率的影响。结果表明,AM/AMPS质量比为1/2~1/1,引发剂用量为0.3%,交联剂为0.06%~0.1%,pH值为7,反应温度在35~40℃,反应时间在2~4h时,制备的树脂有良好的吸水性。采用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和凝胶渗透色谱仪对产物进行了测试表征。

不同吸水环境下碱渣固化淤泥毛细吸水和强度性质

地下水位以上的固化淤泥中存在毛细吸水现象,可能会对固化淤泥的耐久性产生不利影响。以碱渣、矿渣和电石渣对淤泥进行固化处理,开展不同吸水环境下固化淤泥的毛细吸水、无侧限抗压强度、X射线衍射和核磁共振试验,研究毛细传输系数和强度的变化规律及其微观机理。研究表明,固化淤泥毛细管系数与吸水系数之比为2.3~3.2;固化淤泥的吸水系数和毛细管系数随碱渣掺量的增加先减后增,在碱渣掺量为25%(质量分数,下同)时最小,对应毛细孔体积也最小;随着水中含盐量增加,更多的钙矾石生成并发生氯化钠的迁移和聚集,毛细孔体积增多,孔径增大,毛细吸水能力增强,导致固化淤泥的毛细吸水系数和毛细管系数增大,无侧限抗压强度降低。在海水环境下毛细吸水使碱渣固化淤泥强度损失比水泥固化淤泥更严重。以碱渣等工业固体废弃物作为淤泥固化剂时,需考虑毛细吸水对固化淤泥耐久性的不利影响。

5E教学模式在高中生物学实验教学中的应用——以“探究植物细胞的吸水和失水”为例

植物细胞的吸水和失水实验是高中生接触的第一个探究性实验,该实验的发生环境较为微观,学生难以理解其操作。基于此,笔者以探究植物细胞的吸水和失水为例,采用5E教学模式推进实验教学,该模式结合实验教学能培养学生发现问题、探究问题、解决问题的能力。