石墨导电混凝土的制备及在接地工程中的应用

为解决某接地工程中要求降阻材料同时具有低电阻率和一定抗压强度特性的难点,制备了石墨导电混凝土,研究了电阻率和28d抗压强度随石墨掺量变化的情况,确定了石墨掺量的渗滤阈值。利用自然失重法测量了镀锌扁钢在石墨导电混凝土中的腐蚀速率为0.0072mm/a。工程选用石墨掺量为10%的导电混凝土,使得接地装置的工频接地电阻均不大于0.5Ω,符合设计要求。

放射性废物的SHS固化处理研究及应用

采用自蔓延高温合成技术(SHS)固化处理放射性废物是固化方法新的研究方向。分析探讨了SHS固化处理方法的固化机理、研究现状及固化特点。SHS固化具有工艺简单、能量利用效率高、处理过程快速、成本低廉等优点,可针对不同类型的放射性废物选择合适的反应体系,进行产物设计,可直接应用到废物处置点或实现废物就地处置。介绍了近期笔者采用铝热剂自蔓延高温合成固化处理爆炸过程产生的有毒物质和受锕系核素污染的砂土及时两种形态的核废物的模拟固化实验研究。

铁元素对铝热剂SHS核废物固化体性能的影响

研究了铁元素对用白蔓延高温合成（SHS）技术固化处理的核废物固化体的组成结构及化学稳定性的影响。借助XRD、SEM和TG-DSC等测试手段对固化体的矿相组合、微观结构和热稳定性进行了测试分析，采用PCT浸泡法对固化体的抗浸出性能进行了研究。结果表明：不同配比的固化体矿相结构基本相同，矿相的主要组成为A12O3，Fe元素对固化体的矿相结构无明显影响。固化体的微观结构非常致密，结晶良好，但固化产物的气孔数量及孔径随Fe元素含量的增大而增大。在小于1400℃时，固化体无明显失重，具有良好的热稳定性。固化体中示踪核素Ce的28d浸出速率为10-5^～10^-6g／（m^2·d），固化体中Fe的含量在1％～10％范围内波动时，其对ce、ca、si、A1、Fe的浸出速率无明显影响。

2Al/Fe_2O_3铝热剂的点火温度

为确定2Al/Fe2O3铝热剂的点火温度,对铝粉重量、电阻和形貌随温度变化的特性进行了实验观测,用均匀体系热爆炸理论计算了铝热剂球的临界点火温度并通过实验检验。结果表明,对于粒径约30μm的铝热剂,温度超过铝的熔点(933K)时铝粉氧化膜胀裂,流出的铝液铺展到邻近的氧化铁粉表面;点火温度约1600K,低于氧化铁分解点(1730K),点火前化学反应为液-固相型;点火温度与铝热剂球的体积无明显关系,均匀体系热爆炸理论不适用。

含Pu废物的玻璃和玻璃陶瓷固化基材研究进展

对于239Pu含量较高且很难回收利用的含Pu废物,在安全处置前须进行妥善的固化处理。玻璃和玻璃陶瓷因在制备方面具有较陶瓷简单的工艺、低廉的成本和高效的产出被认为是目前处理含Pu废物综合优势明显的固化基材,因而得到了广泛和深入的研究。本文对碱硼硅酸盐玻璃、镧硼硅酸盐玻璃、铁磷酸盐玻璃以及含钙钛锆石、烧绿石或独居石结晶相的玻璃陶瓷等在含Pu废物固化方面的研究进展进行了综述,包括其组分、Pu包容量和化学稳定性,并进行了对比分析,认为在对玻璃固化基材继续研究与应用的基础上,玻璃陶瓷有望成为固化绝大多数含Pu废物的较佳选择。

锕系核素污染沙土的铝热剂SHS固化模拟实验

为探索对锕系核素污染沙土进行玻璃或陶瓷固化的有效途径,采用了铝热剂自蔓延高温合成(SHS)固化的模拟实验。主要进行了铝热剂粉末SHS固化的原理分析、模拟物质的选择、单质铁中模拟物质的含量、固化体中模拟物质浸出率的实验等。结果表明,固化体中模拟元素铈、铒的浸出率为10-3～10-5g.m-2.d-1量级;X射线衍射分析、扫描电镜观察发现,固化体中含有模拟元素铈、铒的硅酸盐晶体,晶体周围分布着大量玻璃体;单质铁相中模拟元素含量极低。用铝热剂可以固化锕系核素污染的沙土。

大掺量矿渣胶凝材料研究

矿渣作为水泥混合材已普遍使用,不仅可降低水泥的生产成本,而且能改善水泥的工作性。采用掺加80%以上的矿渣作为主要原料,掺入少量的水泥和其它外加剂,研制具有低水化热和微膨胀的胶凝材料。此矿渣胶凝材料配制方便,具有显著的经济效益及较大的推广价值,尤其是在大型灌浆工程中具有良好的应用前景。

铝热剂中铝粉保护膜受热失效的实验研究

对铝热剂中铝粉保护膜受热失效机制进行了实验研究.在空气中加热铝粉,铝粉柱电阻由无穷大降至金属级,500℃和600℃附近点为2个突降域;温度430℃时铝粉形貌变化微小,670℃时已完全破裂;铝热剂粉末在600℃加热后仍为粉末,700℃加热后凝结为坚固的块体.实验结果表明,铝热剂中粒径约30μm铝粉的保护膜在约100℃时已被胀裂,500℃时因膜的相变收缩使开裂程度陡然加剧而部分失效;铝熔化后保护膜完全失效,铝液流动铺展到相邻铝粉和氧化铁粉表面.

含沙铝热剂对受爆炸作用有毒物质的SHS固化

为了固化在爆炸作用下飞散的有毒物质，采用了在含有有毒物质的爆炸装置周围铺设含沙铝热剂粉末而实现自蔓延高温合成（SHS）固化的方法，进行了含沙铝热剂粉末对爆炸驱动的有毒物质封闭固化的原理分析和模拟实验、固化体中有毒物质浸出率的模拟实验等．结果表明，含沙铝热剂粉末可以有效封闭和固化有毒物质；固化体中示踪元素锶、铒、铈的浸出率为10^-7～10^-9g·cm^-2·d^-1量级；X射线衍射分析、扫描电镜观察发现，固化体中含有示踪元素锶、铒、铈的硅酸盐晶体，晶体周围分布着大量玻璃体．

钢筋与混凝土握裹强度测定技术

通过采用压入式的原理,利用压力机与钢筋混凝土试件测定钢筋与混凝土之间的握裹强度。试验结果表明,该方法操作简便并具有较高的可信度。

失重条件下含沙铝热剂的燃烧特性

研究了含沙铝热剂燃烧特性,结果表明:在失重状态下,含沙铝热剂的燃烧为扩散反应模式,随着含沙率的提高,燃烧温度和燃烧速率均呈下降趋势,且反应的难度增加,反应激活能由98.76kJ/mol上升至301.63kJ/mol。

石墨导电混凝土在接地工程中的应用

为解决某接地工程中要求降阻材料具有低电阻率、同时还要有一定抗压强度特性的难点,在分析了导电混凝土的降阻原理、基本特性(如抗腐蚀性、长效特性)的基础上,制备了石墨导电混凝土。工程实际应用表明,石墨导电混凝土满足降阻材料和结构材料的双重要求,用石墨导电混凝土施工的接地装置的接地电阻不大于0.5 Ω,现场试验28 d抗压强度15.1 MPa,均满足设计指标要求。

自蔓延高温合成实验温度梯度测量方法

自蔓延高温合成技术是利用原料在初始点燃条件下化学反应所产生的高温高热,使燃烧反应自发地进行,从而得到新的成分和结构的产物。文中对通过对自蔓延高温合成实验温度梯度范围的研究,根据不同的温度范围,选择不同类型传感器,合理选择监测点,编制满足测试需求的数据采集及控制程序,搭建三种温度测量子系统,获取大量有效实验数据,为测定自蔓延燃烧过程中的温度变化曲线,进行反应热力学、动力学分析,对反应安全进行评估,提供有力的数据支持,并对相关研究具有一定的借鉴意义。

自蔓延高温合成实验压力与燃烧速率测试方法研究

自蔓延高温合成技术是利用原料在初始点燃条件下化学反应所产生的高温高热,使燃烧反应自发地进行,从而得到新的成分和结构的产物。通过对自蔓延高温合成实验压力和燃烧速率测试方法的研究,根据实验的要求,选择合适的压力传感器,并自行设计有效的燃烧速率测试系统,合理选择监测点,编制满足测试需求的数据采集及控制程序,获取大量有效实验数据,为测定自蔓延燃烧过程中的压力和速率变化曲线,进行反应热力学、动力学分析,对反应安全进行评估,提供有力的数据支持,并对相关研究具有重要的借鉴意义。

急性海洛因中毒的诊断及救治体会

我科自1998年～2000年共收治39例急性海洛因中毒患者.现就其诊治情况报道如下.

铝热剂SHS合成污染土壤固化产物中模拟核素的分布

以稀土元素Ce,Er和碱土金属元素Sr作为模拟核素,通过合金固溶度理论分析,并借助于ICP/MS,X射线荧光光谱分析、X射线衍射分析和PCT浸出法等分析手段,研究了对采用铝热剂自蔓延高温合成污染土壤固化产物中模拟核素的分布情况、固化体的物相组成和化学稳定性。结果表明,在SHS高温合成条件下,模拟核素在铁中的含量均在1×10-6数量级以上;示踪核素Ce主要是以CeAl11O18和Ce2SiO5的矿物晶体的形态存在于固化产物中,固化体中模拟核素的28 d平均浸出速率为1×10-5～1×10-6g.m-.2d-1,比一般硼硅酸盐玻璃固化体中稀土元素的浸出速率低1～2个量级;固化体中Ca,Si和Al的28 d浸出速率约为1×10-3g.m-.2d-1,Fe约为1×10-4g.m-.2d-1。放射性核素被固结在固化体中,而不进入到铁中,有利于后续固化体处理的安全性。

铈模拟放射性废物固化体的物理化学性质

以稀土元素Ce作为示踪核素,采用铝热剂自蔓延高温合成技术固化了粒度≤200μm的模拟核废物土壤,通过密度测定和扫描电子显微镜、X射线荧光光谱、X射线衍射、电感耦合等离子发射光谱分析,研究了不同Ce含量的固化体的组成结构和核素浸出率。结果表明:在CeO2质量分数大于1%的情况下,示踪核素Ce主要是以CeAl11O18和Ce2SiO5的矿物晶体的形态存在于固化产物中。产物为无定形态玻璃和陶瓷体的混合物,体积密度超过3.0 g/cm3。固化体中示踪核素Ce的28 d平均浸出速率为10-5～10-6 g/(m2.d),比一般硼硅酸盐玻璃固化体中稀土元素的浸出速率低1～2个数量级。固化体中Ca、Si和Al的28d浸出速率约为10-3g/(m2.d),Fe的28d浸出率约为10-4g/(m2.d)。

铝热剂SHS合成模拟核废物固化产物的组成结构分析

以Fe2O3为氧化剂,采用铝热剂(Al与Fe2O3的质量比为1:3)自蔓延高温合成(self-propagating high temperature synthesis,SHS)技术制备模拟核废物砂土固化产物,研究了不同模拟示踪核素在固化产物中的存在状态。通过扫描电镜、显气孔率测试、密度分析、X射线衍射分析等分析了固化产物的表面形貌和组成结构。结果表明:采用SHS技术固化砂土,固化产物为无定形玻璃和晶体颗粒构成的混合物,密度为2.60～3.05g/cm3,其中晶体成分主要是α-Al2O3,约占晶体质量的49.4%～63.6%,其他为示踪核素Ce,Sr,Ba,Er与SiO2结合生成的Ce2SiO5,BaSrSi2O6和Er2SiO5,各约占晶体质量的12.0%～18.7%。

铝热剂反应性冲击热点分析

采用激光粒度扫描仪测量了二元混合物铝热剂(Al+Fe2O3)原料的粒径分布,在电子显微镜下观察了铝颗粒、氧化铁颗粒的颗粒形状及两者按照化学配比混合后的颗粒接触状态。综合粒径分布和反应体系的化学配比关系,得到两种反应物的特征粒径和混合物的颗粒布局。根据特征粒径和颗粒布局,建立了该反应体系的等效细观模型,该细观模型能够保证得到与实际颗粒体系相一致的具有统计意义的孔穴结构。采用无网格粒子方法,数值模拟了铝热剂体系在不同冲击速度作用下,基本氧化铁颗粒排列形成的热点特征。研究表明,氧化铁三颗粒紧密排列的模式为形成单独热点的最基本排列,在平面冲击作用下,二元不同粒径的含能材料混合物形成热点的尺寸由初始孔穴尺寸确定,而热点温度受冲击速度影响较大。采用轻气炮对不同密度和配比的铝热剂进行了冲击点火实验,并将测量和数值计算结果进行了对比分析,结果表明,两者的定性结论吻合较好。