磷石膏-矿渣基胶凝材料的制备及其性能研究

针对磷石膏基胶凝材料强度低、耐水差的缺点,运用碱激发剂改善磷石膏基胶凝材料的力学性能和耐水性。采用扫描电镜、X射线衍射和压汞法分析磷石膏基胶凝材料水化产物和孔结构。结果表明:将磷石膏在140℃条件下热活化4 h后得半水石膏,按m(半水石膏)∶m(矿渣)∶m(生石灰)=60∶40∶4配制粉料,水胶质量比为0.6,掺1%(质量分数)的碱激发剂,磷石膏基胶凝材料抗压强度和抗折强度分别为40.6 MPa和11.3 MPa,软化系数为0.84;硬化体中二水石膏和钙矾石为基本骨架,C-S-H凝胶包覆各组分形成致密网状结构,保证材料高强高耐水性。

纤维增韧补强磷石膏基胶凝材料

在磷石膏-矿渣基胶凝材料中加入纤维对胶凝材料增韧补强。用不同龄期样品的抗冲击功、抗折强度、抗压强度、孔隙率和受压样品外貌及断口形貌分析等表征纤维对胶凝材料的增韧补强效果。结果表明:BF型化纤可显著对磷石膏基胶凝材料增韧,BM型玻纤可显著对磷石膏基胶凝材料补强。在20℃(湿度大于90%)条件下,BF型化纤掺量为0.7%时,样品28 d的抗冲击功和抗折强度分别较净浆提高了389.5%和50.4%;BM型玻纤掺量在1.0%时28 d抗压强度较同龄期的净浆提高了10.4%;BF型化纤穿插于硬化体内部,具有桥联搭接作用;BM型玻纤降低孔隙率。

活性外掺料提高油井水泥石抗二氧化碳腐蚀能力研究

为提高固井水泥环的抗CO_2腐蚀能力,开发了富硅铝质活性外掺料(HA)。通过比较不同碳化龄期水泥石的抗压强度、分析孔结构、测定渗透率、分析碳化层的成分和显微形貌等方法,对水泥石的抗碳化性能进行了研究。结果表明,加HA水泥石抗CO_2腐蚀能力明显优于净浆水泥石和掺硅灰水泥石:加HA水泥石在CO_2压力2 MPa、95℃腐蚀介质中养护28和90 d后,试样的抗压强度为35.4和33.7 MPa,较同龄期盐水养护试样分别降低了3.01%和13.14%(净浆水泥石分别降低了7.75%和31.15%),试样总孔隙率分别为19.87%和21.45%(净浆水泥石分别为28.81%和31.85%),且有害孔(直径>100 nm)所占比例小;在7 MPa驱替压力下,两个腐蚀龄期的加HA水泥石均未发生渗滤(净浆水泥石的渗透率分别为1.21×10^(-3)μm^2和1.68×10^(-3)μm^2);碳化90 d后的加HA水泥石外层试样中CaCO_3的衍射峰强度明显低于净浆水泥石,且碳化试样的产物呈连续致密,与净浆水泥石腐蚀后形成颗粒的结构明显不同。

偏高岭土-矿渣基地聚合物缓凝剂的性能研究

以自主研发的缓凝剂BCH对偏高岭土-矿渣基地聚合物浆体凝结时间进行调节;利用反应热分析、化学结合水量测定和微观形貌观察等方法对BCH的缓凝效果进行验证.结果表明:缓凝剂BCH能有效延缓地聚合物浆体的反应速率,且对其硬化体抗压强度有一定增强作用.当BCH掺量为5.0%(质量分数)时,缓凝效果最佳,地聚合物浆体20℃和80℃的初凝时间分别比未掺BCH的增加了20.4倍和13.7倍;80℃养护3d和28d的地聚合物硬化体抗压强度分别比未掺BCH的提高了12.28%和5.80%;在20℃和50℃下碱激发反应放热峰出现时间较未掺BCH的明显延迟,放热峰强度显著降低;80℃时碱激发反应主要发生在4.0～6.0h时间段,较未掺BCH的反应时间段(0.2～1.0h)滞后;80℃碱激发反应1.0h后,反应产物浆体不凝结,产物颗粒表面覆盖黏附物,而未掺BCH的碱激发反应产物为连续致密的硬化体.

纤维对偏高岭土-矿渣基地聚合物的增韧改性

在偏高岭土-矿渣基地聚合物中加入纤维改善地聚合物的韧性。用不同龄期样品的抗冲击功、抗折强度、样品受压过程分析和受压样品外貌及断口形貌显微分析等表征纤维对地聚合物的增韧效果。结果表明:BF型化纤可显著提高偏高岭土-矿渣基地聚合物的韧性。80℃养护条件下,BF型化纤掺量为0.7%时,样品3 d和28 d的抗冲击功较同龄期净浆提高了136.38%和188.62%,抗折强度提高了40.30%和37.33%;样品28 d的极限载荷较净浆提高了30.21%,受压破坏时的形变量增加了18.06%,且样品受压破坏的断裂功明显大于净浆的断裂功,极限载荷与失效载荷比值为1.60(净浆为1.13);BF型化纤穿插于硬化体结构内部,具有桥联搭接作用。

油气田固井用磷石膏基胶凝材料研究

通过评价不同龄期样品的抗压强度、线膨胀率、孔隙率和微观形貌等,研究磷石膏基胶凝材料(PGS)应用于固井工程上的可行性。实验结果表明,按m[磷石膏(PG)]∶m[增强材料(KZ)]∶m[增强材料(GH)]∶m(水泥)∶m(生石灰)=50∶22∶6∶20∶2制备PGS,在50℃和80℃恒温水浴养护1 d的PGS固化体抗压强度分别为14.5、18.5 MPa;在50℃恒温水浴养护28 d的PGS固化体膨胀率较净浆水泥石提高了874.4%;PGS固化体总孔隙率(23.46%)较油井水泥石降低了34.0%,且渗透率明显低于净浆水泥石(1.32×10-3μm2);掺1%降滤失剂BXF200-L的PGS浆体的滤失量为78 mL,稠化时间为235 min;在50℃恒温水浴养护2 d的PGS固化体抗压强度为14.5 MPa,80℃恒温水浴养护1 d抗压强度为13.9 MPa,基本满足固井施工的要求。

高温高压水泥浆体积稳定性测定仪的研制

针对常用测试方法不能真实模拟井下高温高压受限环境、室内测试结果失真的问题,研制了高温高压水泥浆体积稳定性测定仪。该仪器能模拟井下高温高压条件,可连续测量水泥浆在塑性状态和硬化状态下的膨胀率,数据采集管理软件可记录整个试验过程,并能生成温度、压力、水泥浆高度增量随时间的变化曲线。该仪器有两套测试筒,可进行对比试验。与螺旋测微仪、量筒进行了对比试验,结果表明:对于晶体类膨胀剂,高温高压水泥浆体积稳定性测定仪的测量结果比螺旋测微仪小,数据更真实;对于常规仪器无法评价的发气类膨胀剂,该仪器也能客观评价。试验表明,高温高压水泥浆体积稳定性测定仪可用于评价固井水泥浆的体积稳定性、优选油井水泥膨胀剂和进行水泥浆配方设计,但数据采集管理软件界面不够简洁,需进一步优化。

水热条件下偏高岭土-矿渣基地聚合物的抗碳化性能

采用高温纯CO2水溶液加速碳化的方法，通过对不同龄期碳化试样的抗压强度和孔结构测试、渗透率测定及微观形貌分析，并结合净浆水泥石的碳化性能进行同步比较，对偏高岭土-矿渣基地聚合物的碳化性能进行了研究。结果表明：偏高岭土．矿渣基地聚合物的抗碳化能力明显优于净浆水泥石。地聚合物碳化28d和90d时，试样的抗压强度分别比同龄期水养试样降低了4．44％和11．08％（水泥石分别降低了8．61％和33．55％）；试样总孔隙率仅为11．47％和14．85％（水泥石总孔隙率分别为27．45％和31．63％），且孔径分布均主要集中于0-50nm区间；地聚合物试样在7．0MPa的驱替压力下不渗滤，而水泥石的渗透率分别为1．27×10^-3μm^2。和1．82×10^-3μm^2。15MPa压力下地聚合物的渗透率为2．80×10^-3μm^2和5．90×10^-3μm^2，仅为水泥石渗透率的1／10左右；地聚合物碳化90d时，试样结构连续致密，而水泥石结构疏松，胶凝相基本消失。

基于STM32的全地形六足机器人系统设计

在全球气候复杂严峻,国际局势不稳的背景下,研究开发救援机器人具有重要意义。救援机器人可用于协助或代替救援人员执行任务,提高救援效率并避免不必要的人员伤亡。全地形机器人特别适用于自然灾害及恐怖袭击后在复杂多变的环境中搜索和营救幸存者以及在军事侦察领域。文章选择基于仿生六足机器人为主要架构,构建基于STM32环境开发的全地形六足机器人。

脱硫石膏晶须改善水泥性能的研究

将改性脱硫石膏晶须掺入到水泥中补强增韧水泥石,研究了水泥浆体的凝结时间和水泥石的力学性能、水化产物,分析了改性脱硫石膏增韧补强水泥石的机理。结果表明:改性后的脱硫石膏晶须能稳定存在于水溶液中,但在碱性溶液中,部分参与水化;脱硫石膏晶须对水泥浆体的凝结时间影响不大,脱硫石膏晶须最佳掺量在2%时,28d抗压强度和抗折强度分别为74.6MPa和15.7MPa,较净浆水泥石提高了23.7%和14.6%,7d和28d龄期的粘结强度(1.67MPa和1.78MPa)分别较净浆提高了14.0%和10.6%,120d水泥石的抗冲击功(1240J·m-2)较净浆水泥石提高了21.6%;未水化的脱硫石膏晶须通过裂纹桥接作用提高水泥石的韧性,部分水化的脱硫石膏晶须参与水泥的水化反应生成适量的钙矾石,提高体系的强度。

磷石膏晶须多元化应用进展

介绍了磷石膏晶须的制备、改性,以及在高分子材料、建筑材料、造纸和摩擦材料等领域应用情况,展望了今后的研究方向。

特种化纤改性磷石膏基胶凝材料

特种化纤可有效阻止磷石膏基胶凝材料(PGS)开裂,并通过不同龄期样品的抗冲击功、抗折强度、抗压强度、空隙率和受压样品外貌及断口形貌分析等表征增韧、补强和耐水的效果。结果表明:化纤可显著对PGS增韧补强和改善耐水性。在20℃(湿度大于90%)、化纤掺量为0.3%时,PGS固化体28 d的抗压强度、抗折强度和抗冲击功分别为45.1 MPa、8.9 MPa和1145 J/m2,软化系数和吸水率分别为0.81和9.1%;PGS固化体160 d总孔隙率(20.03%)较28 d的降低了5.1%,PGS固化体160 d密度(1.59 g/cm3)较28 d提高了0.6%;特种化纤穿插于硬化体内部,具有桥联搭接作用。

免煅烧磷石膏砖的制备和性能研究

在活性激发剂的作用下,利用矿渣、磷石膏(PG)和水泥混合制备磷石膏基胶凝材料(PGS),然后研究砂率和粉煤灰掺量对PGS砂浆性能的影响。结果表明:当激发剂掺量为3%时,20℃(湿度大于70%)养护28d的PGS固化体的抗压强度和抗折强度(41.9MPa和7.1MPa)分别较未掺激发剂时提高了89.6%和73.2%,28d软化系数为0.94;PGS固化体28d的总孔隙率(12.21%)较7d的总孔隙率降低了46.8%;当砂率为1∶1时,磷石膏砖的性能最佳,28d的抗压强度和抗折强度分别为56.9MPa和4.8MPa;当粉煤灰掺量为20%时,磷石膏砖的28d抗压强度和抗折强度分别为35.8MPa和3.3MPa,28d吸水率和软化系数分别为2.3%和0.90,质量损失率、抗压强度损失率和抗折强度损失率分别为1.9%、5.5%和4.3%。

磷石膏复合材料的研究进展

磷石膏复合材料是一种新型的绿色环保材料,可大掺量地利用磷石膏直接生产多规格、多品种、强度高、耐水性能好、生产成本低的新型材。讨论了各种磷石膏组分胶凝材料的综合性能、用途以及成型方式。分析了磷石膏复合材料在新型墙体材料中应用的可行性。

工业副产石膏自流平材料的研究进展

主要介绍了建筑石膏、高强α石膏、硬石膏和石膏复合材料等自流平材料,利用减水剂、激发剂、矿物材料等改性制备石膏自流平材料,比较了不同形式下的自流平材料的优势和缺陷,以期促进工业副产石膏在建筑领域的推广利用,并展望了今后的研究方向。

免煅烧磷石膏砖的制备与性能研究

在激发剂的作用下,利用矿渣、磷石膏(PG)和水泥混合制备磷石膏基胶凝材料(PGS),研究以镍渣为细骨料和粉煤灰掺量对PGS性能的影响。结果表明:当激发剂掺量为3%时,PGS固化体28 d抗压和抗折强度分别较未掺激发剂的提高了89.6%和73.2%,软化系数为0.94;在m(PGS)∶m(镍渣)=1∶1时,PGS固化体的28 d抗压和抗折强度分别为48.8 MPa和3.7 MPa,吸水率和软化系数分别3.1%和0.96;免煅烧磷石膏砖在不同养护制度下稳定性较好,当粉煤灰掺量在30%时,磷石膏砖28 d的抗压和抗折强度分别较未掺粉煤灰的降低48.6%和29.7%,吸水率和软化系数分别为8.7%和0.86,质量损失率、抗压强度损失率和抗折强度损失率分别为1.6%、6.3%和5.0%。

掺脱硫石膏晶须的水泥性能研究

将改性脱硫石膏晶须掺入到水泥中补强增韧水泥石,研究了水泥浆体的凝结时间和水泥石的力学性能、水化产物,分析了改性脱硫石膏增韧补强水泥石的机理。结果表明,改性后脱硫石膏晶须能稳定存在水溶液中,但在碱性溶液中部分参与水化;脱硫石膏晶须对水泥浆体的凝结时间影响不大,其掺量在2%时,抗压强度和抗折强度最佳;未水化的脱硫石膏晶须通过裂纹桥接作用提高水泥石的韧性,部分水化的晶须参与水泥的水化反应生成适量钙矾石,提高体系强度。

石膏矿渣绿色材料的研究进展

对工业副产石膏的产量和危害做了介绍,采用新型石膏矿渣绿色环保材料可实现石膏的资源化循环利用。利用矿物和试剂充分改善石膏复合材料的强度和耐水性能,可提高其稳定性,使石膏矿渣绿色材料在保温材料、混凝土、免烧砖和粉刷石膏中得到有效利用,加快可持续的绿色生态文明建设,并对今后的研究方向做了展望。

石蜡相变材料的研究进展

主要介绍了石蜡相变材料(PCM)的封装、制备,以及采用微胶囊PCM、纳米复合PCM、多孔PCM和定形PCM等措施克服石蜡渗漏和低导热系数两大缺陷,以期推广石蜡PCM在建筑领域、太阳能领域、军事领域等运用。

钢渣水泥抹面砂浆性能研究

本文研究了钢渣、矿渣、石膏和粉煤灰对钢渣水泥抹面砂浆性能的影响。结果表明:钢渣水泥复合材料抗压强度和抗折强度随着钢渣掺量的增加而呈减小的趋势;矿渣(20%)复配改性钢渣水泥复合材料,28d最佳抗压强度和抗折强度(49.2MPa和6.8MPa)分别较未掺矿渣的提高了3.3%和16.2%;当脱硫石膏掺量在3%时,可提高钢渣-水泥-矿渣力学性能;当增塑剂掺量控制在0.4%,水泥抹灰砂浆施工性能较好,砂率在1:4时,钢渣水泥抹灰砂浆28d抗压强度可达到13.5MPa(满足M10等级要求),当砂率为1:5时,钢渣水泥抹灰砂浆28d抗压强度可达到7.5MPa(满足M5等级要求)。