PREPARATION AND PROPERTIES OF THE MICRO-POWDER PHASE AND A NEW PHASE OF AMMONIUM TETRAMOLYBDATES

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改性钢渣微粉混凝土碳化试验研究

研究了改性钢渣微粉混凝土的碳化性能,通过快速碳化法测试了不同掺量沸石粉和钢渣微粉对混凝土劈裂抗拉强度和碳化深度的影响。试验结果表明,适量掺入钢渣和沸石粉的混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度最佳,但过量掺入会导致强度下降。碳化试验显示,不同碳化龄期后劈裂抗拉强度变化与碳化前基本一致,碳化对劈裂抗拉强度影响微小。随着时间增加,劈裂抗拉强度逐渐提高,碳化后混凝土碳化深度随时间增加,掺入沸石粉降低抗碳化性能,但对钢渣微粉活性影响小。适量沸石粉可改善结构、抗碳化性,过量会加速碳化。通过Matlab建立的二次多项式非线性回归模型成功描述了混凝土试件的碳化深度与时间的关系,为混凝土结构碳化深度预测提供了重要参考价值。

磷酸钾镁水泥基涂料浆体抗NaCl溶液的侵蚀能力

磷酸钾镁水泥基(MKPC)涂料浆体经NaCl溶液和水长期浸泡后,测试了其强度、吸水率、物相组成和微结构的变化.结果表明:经NaCl溶液浸泡540 d后,MKPC涂料浆体试件的抗折和抗压强度剩余率明显高于经水浸泡后的试件,排除水腐蚀的因素后,NaCl溶液对MKPC硬化体有增强作用;经硅微粉和水玻璃改性的MKPC涂料浆体试件抗折和抗压强度剩余率均高于未改性试件,水玻璃和硅微粉的改性能够改善MKPC硬化体对NaCl溶液的抗侵蚀性能;在水和NaCl溶液中浸泡540 d后,经硅微粉和水玻璃改性的MKPC涂料浆体试件孔结构劣化程度较未改性试件明显减轻.

隧道超挖超耗管控措施研究

隧道的超挖超耗管控是绿色低碳时代背景下工程界最关心的难题,对施工企业的成本控制和效益提升具有重要意义。以武两高速XFS隧道为背景,系统总结了隧道超挖超耗的10类影响因素和常见对策,包括围岩条件、施工参数、测量放样、爆破方案、钻孔质量、喷射混凝土回弹率、预留变形量、物资设备性能、作业人员水平和现场施工管控。分析了XFS隧道超挖超耗的原因,并制定了加强地质预报和超前支护施作,减小开挖进尺;动态调整爆破方案,严格炮孔质量检查;引入超细改性硅微粉优化配合比,提高喷射工艺水平;加强现场施工管控,制定超挖超耗管控办法,落实作业人员的激励奖惩等措施。措施执行后,XFS隧道平均超挖由30.1 cm降低至16.6 cm,综合超耗由173.7%降低至100.7%。

低膨胀高流平性加成型有机硅灌封胶的研制

以端乙烯基硅油和含氢硅油为主要原料、硅微粉为填料,制得低膨胀高流平性加成型有机硅灌封胶,研究了乙烯基硅油搭配、填料改性剂用量、填料形态及用量搭配对有机硅灌封胶性能的影响。结果表明,有机硅灌封胶的较佳配方为双端与单端乙烯基硅油质量比0.6:0.4,十二烷基三甲氧基硅烷用量为填料质量的1.5%,填料采用15μm球形硅微粉、15μm普通硅微粉与40μm普通硅微粉按质量比20:25:25复配,此时制得的有机硅灌封胶黏度为1800mPa·s,邵氏A硬度为25,密度为1.6g/cm^(3),流平性为21.8cm,线性膨胀系数为115×10^(-6)/K,拉伸强度为1.7MPa,热导率为0.84W/(m·K),体积电阻率为1×10^(14)Ω·cm。

响应面法优化石灰石粉改性磷酸镁水泥抗压强度及机理

基于响应面法对石灰石粉改性磷酸镁水泥(MPC)配合比和力学性能进行优化,通过微观表征分析强度的影响机理。结果表明,抗压强度的因素影响顺序:镁磷比>石灰石粉掺量>水胶比,最优配合比:镁磷比为3,水胶比为0.163,石灰石粉掺量为7.018%,预测抗压强度为55.87 MPa。实测值与预测值之间的绝对相对偏差为2.65%,模型显著性良好,可用于预测石灰石粉改性MPC抗压强度。掺入石灰石粉后MPC中未产生新的水化矿物晶体相,石灰石粉增加了MgKPO_(4)·6H_(2)O的绝对质量分数,提高了MgKPO_(4)·6H_(2)O的结晶程度,晶体形貌更饱满,排列更加紧密,石灰石粉与氧化镁在MPC中起到了填充、充实的作用,MPC结构趋于致密。

振动搅拌对再生砂粉混凝土性能的影响

为了评价再生砂粉混凝土在振动搅拌作用下性能的变化规律及机理,选择4种水胶比分别采用普通强制搅拌和振动搅拌方式制备再生砂粉混凝土,对比研究混凝土工作性能、力学性能、耐久性能及微观性能变化规律。结果表明:与普通搅拌相比,振动搅拌可提升再生砂粉出机坍落度与扩展度,达到相同出机状态下可节省搅拌时间,同时提高抗压强度、动弹性模量及抗折强度,而对于C55及以上强度等级再生砂粉混凝土强度提升较小,此外可降低再生砂粉混凝土电通量6.2%~18.6%,显著提升其抗氯离子渗透性能。振动搅拌可细化孔隙结构,使再生砂粉混凝土变得更加密实,证实了振动搅拌对再生砂粉混凝土宏观性能提升的机理。

轻质高强蒸压加气混凝土的制备及性能研究

本文利用新疆地区粉煤灰和微硅粉等典型固废资源为原料,开展轻质高强蒸压加气混凝土制备技术研究,分析了原料配比、水料比和发气剂掺量对制品绝干密度和抗压强度的影响。结果表明,当m(粉煤灰)∶m(微硅粉)∶m(石英砂)∶m(生石灰)∶m(水泥)∶m(石膏)=30∶25∶10∶25∶8∶2、铝粉量为总物料质量的0.10%、水料比为0.58、蒸压温度为195℃、蒸压压力为1.2 MPa、蒸压时间为8 h时,轻质高强蒸压加气混凝土的绝干密度为568.70 kg/m^(3),抗压强度为5.4 MPa,导热系数为0.140 W/(m·K),达到了A5.0、B06等级。

波特兰-白云石微粉水泥砂浆的抗碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀性能

为评估波特兰-白云石微粉水泥砂浆的抗碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(TSA)性能,研究了白云石微粉掺量为0%~30%(质量分数)时,水泥砂浆在5℃、5%(质量分数)Na_(2)SO_(4)溶液中的外观、膨胀和质量变化,并采用XRD、FTIR、TGA-DTG、SEM及热力学模拟分析了侵蚀产物。结果表明,白云石微粉的引入显著降低了水泥砂浆的抗TSA性能。随着白云石微粉掺量增加,砂浆的外观破坏等级、膨胀程度和质量均明显增大,且掺量越高,劣化效应越显著。相较于参比样,含白云石微粉水泥砂浆体系侵蚀早期生成更多钙矾石和石膏,侵蚀后期生成大量碳硫硅钙石。白云石微粉参与水泥水化反应生成水滑石、碳铝酸盐和方解石。在低温硫酸盐侵蚀中,水滑石的稳定存在抑制了钙矾石的生成,而碳铝酸盐和方解石则显著促进了碳硫硅钙石的形成。白云石微粉反应生成水滑石产生的积极效应远不及其生成碳铝酸盐、方解石所引发的消极效应,最终导致了水泥砂浆的TSA破坏。

再生复合微粉混凝土界面过渡区性能研究

为研究再生复合微粉复掺比对混凝土界面过渡区性能的影响机理,用宏微观试验相结合的方法,分析不同复掺比对混凝土劈裂抗拉强度和显微硬度的影响规律,并利用灰色关联法探究力学性能与微观结构的关系。结果表明:再生砖粉对混凝土的改善效果优于再生混凝土粉,且掺入合理的再生复合微粉会改善混凝土界面过渡区的微观结构;再生复合微粉混凝土各组相显微硬度关系为:骨料相>砂浆相>界面过渡区相,且界面过渡区厚度随养护龄期的增加而逐渐减小;界面过渡区厚度与劈裂抗拉强度关系显著,呈线性负相关,所建立的模型拟合度较高。界面过渡区厚度能准确地表征再生复合微粉混凝土宏观性能变化规律,当再生混凝土粉/再生砖粉为2∶8时,可制备出性能良好的C30混凝土,具有良好的推广应用价值。

早强型钢渣基胶凝材料的制备及其水化机理研究

钢渣是炼钢过程中产生的主要废弃物,具有用途单一、产生量大、污染环境等特点。本文使用钢渣微粉、42.5普通硅酸盐水泥分别与增强剂Ⅰ、增强剂Ⅱ混合制备早强型钢渣基胶凝材料,通过测定原料化学成分、矿物组成,测试胶凝材料的力学性能,分析其热稳定性、微观形貌来揭示胶凝材料的水化机理。研究结果表明:胶凝材料的早期抗压强度大幅提高,后期抗压强度良好;这是因为增强剂能促进Ca(OH)2消耗并提高水化反应速率,Ca(OH)2水解出的OH-能促进钢渣微粉中玻璃体溶出硅酸盐,与Ca^(2+)生成C-S-H凝胶;增强剂含有的硫酸盐能与胶凝材料生成钙矾石AFt,并填充于凝胶孔隙中,增强了材料的密实度。早强型钢渣基胶凝材料的最优配比为钢渣微粉125 g、增强剂Ⅱ用量10 g。研究成果为早强型钢渣基胶凝材料的制备提供了新思路,也可为钢渣综合利用研究提供借鉴。

融合石膏组分和微纳米结构“双基因”调控的铁尾矿粉无熟料固结体力学性能

为了探究超细铁尾矿粉颗粒表面非晶态SiO_(2)和Al_(2)O_(3)在石灰-石膏体系中的水化固化机理及调控因素,本工作考察了石膏掺量和铁尾矿粉中微纳米级颗粒含量之间的匹配对固结体强度的影响,利用XRD、TG-DSC、SEM和化学滴定法测试分析了固结体试样中水化产物的种类、形貌及含量的变化,研究了这些变化对固结体强度的影响及作用机理。结果表明,超细铁尾矿粉中小于1.096μm的微纳米颗粒含量显著影响着铁尾矿粉在碱溶液中Si和Al元素的溶出行为,固结体强度随着这些微纳米颗粒含量的增加而提高。固结体中的主要水化产物是铝掺杂的水化硅酸钙(C-(A)-S-H)和钙矾石(AFt)。石膏掺量与铁尾矿粉中微纳米颗粒含量的最佳匹配值对固结体的强度具有显著影响,并且微纳米颗粒含量越高,对应的石膏最佳掺量越大。石膏组分保证了AFt的生成和稳定,同时也加速了铁尾矿粉颗粒表面非晶态成分的水化。本工作探明了固结材料中最佳石膏掺量与微纳米铁尾矿粉颗粒含量的关联关系及其机理,证实了微纳米级颗粒是无熟料固结体结构中的基本活性单元,石膏的掺入对微纳米颗粒的水化起到调控作用,水化后的微纳米颗粒演变为固结体的基本结构单元,这种组分和结构的“双基因”调控机制影响着固结体的力学性能。

再生微粉对砂浆性能影响研究

为响应国家“减碳”目标,针对开封地区建筑垃圾特点,研究再生微粉砂浆的干缩变形特点。研究结果表明:掺入再生微粉后可以有效改善砂浆的质量损失速度和干缩值,并随着再生微粉的掺量先增大后减小。再生微粉可以很好地改善再生砂浆的失水率,经过比较发现,20%再生微粉掺量为最佳。

CFB飞灰压浆料的制备及高强微膨胀机理研究

利用循环流化床燃煤固硫灰(CFB飞灰)的活性与膨胀性制备压浆料,研究了CFB飞灰掺量和水胶比对压浆料工作性能、强度和膨胀率的影响;CFB飞灰与矿粉以不同比例复配,对比研究了CFB飞灰压浆料的高强微膨胀特性,并采用XRD与SEM分析验证。结果表明,随CFB飞灰替代水泥掺量的增加,压浆料的需水性增强,抗压强度降低,20%(质量分数)CFB飞灰的试样28 d抗压强度与基样接近,可达85.8 MPa,而抗折强度先升高后降低,膨胀率一直升高。随用水量的增加,压浆料的膨胀率降低但均为正值。随CFB飞灰取代矿粉率的提高,压浆料的工作性能降低,28 d抗压强度先升高后降低,其中20%(质量分数)CFB飞灰、10%(质量分数)矿粉复合的试样28 d抗压强度最高,为99.8 MPa,膨胀率一直升高。通过CFB飞灰与矿粉复合配制了各项性能均满足铁标要求的压浆料。CFB飞灰不仅自身水化产生膨胀,还能激活矿粉活性,产生复合增强作用。

葛根全粉添加对重组米蒸煮特性的影响

为实现葛根的全质化利用,将葛根制成全粉并用于重组米的制备,评价葛根全粉对重组米蒸煮特性、质构特性和微观结构的影响。研究发现,随着葛根全粉添加量的增加重组米的L~*值降低,而ΔE值增加。重组米在葛根全粉添加量为0%时糊化度最低,为69.27%,但随着添加量的增加糊化度无显著性差异(p>0.05);而碘蓝值随着葛根全粉添加量的增加而呈减小的趋势,20%时最低,为15.55。不同葛根全粉添加量下重组米蒸煮吸水率无显著性差异,蒸煮吸水率范围为217.84%~235.17%,高于市售原米,但是低于市售重组米;蒸煮损失率和膨胀率都随着添加量的增加呈先减小后增加趋势。葛根全粉的添加显著增加重组米的黄酮和多酚含量,添加量20%时分别为3.80 mg/g和2.42 mg/g,相对于原米其含量增加2.62倍和3.56倍。与市售重组米和原米相比,添加葛根全粉后的重组米截面呈蜂窝状,有密集的微孔,重组米的硬度、黏性、弹性和咀嚼性增加。

矿渣微粉改良红层填料的力学特性及其机理分析

为研究矿渣微粉改良红层填料的力学特性及其作用机理,通过无侧限抗压强度、直剪等试验,对不同矿渣微粉掺量下的红层填料进行了强度特性分析,并采用X衍射、热重分析、红外光谱、激光粒度、核磁共振和扫描电镜等微观分析方法,围绕矿渣微粉改良土体的作用机理进行了研究。试验结果表明,矿渣微粉对红层填料的力学强度和水稳定性具有较好的改良作用,改良填料的无侧限抗压强度由0.76 MPa逐渐增大至3.10 MPa;黏聚力与内摩擦角也得到了显著提高。通过红外光谱、激光粒度和核磁共振分析发现,改良填料颗粒间Al^(3+)阳离子配位的振动峰增强,降低了黏土矿物的双电层厚度,土颗粒团聚性显著增强,孔隙分布得到优化;通过X射线衍射和热重分析证明了水化产物的生成过程;扫描电镜观测到改良填料的具体作用机理:主要为填充效应和胶凝效应,其胶凝效应包括水化作用和离子交换作用。对微观扫描图的定量化分析进一步表明土体结构复杂程度增大,颗粒粗糙程度及骨架性增强。

首钢股份高炉喷吹生物质微粉的可行性分析

对首钢股份高炉喷吹生物质微粉的可行性进行了分析。结果表明:①河北省唐山市一年的生物质微粉产量折合约137.64万t,可满足高炉喷吹的燃料需求,生物质资源的使用成本约为877.4元/t,用于高炉喷吹具有较好的经济效益;②几种利用变压闪蒸技术制备的生物质微粉样品中,样品7最适合进行高炉喷吹,其灰分低、水分低,能量密度接近褐煤水平,但后续仍需对工艺参数进行不断优化,以提高品质;③基于1号高炉的生产参数及原燃料质量,用31.6kg/t的样品7替代10kg/t煤粉较为可行,风口热状态相较于基准工况变化较小。

微硅粉制备充填胶凝材料研究现状

微硅粉是硅钢工业产生的废弃物之一,主要成分为二氧化硅,有较高的潜在胶凝活性。本文对微硅粉的理化性质、微硅粉改性、胶凝活性激发、工程应用等进行了综述。微硅粉作为添加剂广泛应用于混凝土工程中,其产生的C-S-H凝胶能显著改善混凝土的各项性能。使用微硅粉制备对重金属离子具有较强吸附能力的新型充填胶凝材料是微硅粉资源化利用的一条新途径。

水淬锰渣-炉渣-石灰石复合微粉的活性试验

研究了经过物理激发的水淬锰渣微粉和炉渣微粉活性指数,进而确定水淬锰渣、炉渣适宜的比表面积;采用石膏、生石灰、水玻璃3种激发剂对水淬锰渣、炉渣、石灰石复合微粉进行了化学激发试验;探讨单一激发和复合激发对复合微粉的影响。结果表明:物理激发微粉时,水淬锰渣的适宜比表面积为470 m^(2)/kg,炉渣的适宜比表面积为410 m^(2)/kg;化学激发复合微粉时,使用4%的石膏和1%生石灰作为复合激发剂对复合微粉激发效果最佳,7、28 d活性指数达到最高,此时复合微粉7 d活性指数为55.7%,28 d活性指数为78.3%,均满足《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046—2017)中S75等级标准。