肯尼亚天然火山灰质材料用于混凝土的技术指标研究

对比研究了两种采自非洲肯尼亚的天然火山灰和粉煤灰作为掺和料用于混凝土的关键技术指标,即流动度比和活性指数,并通过试验研究了复合石灰石粉、物理激发和化学激发3种方式对其改善效果。结果表明:天然火山灰流动度比稍差于粉煤灰,活性指数与粉煤灰相差无几,作为掺和料用于混凝土具有较高后期强度发展潜力。复合10%掺量石灰石粉能够改善天然火山灰性能,机械激发效果较好,化学激发效果相对较差。

TJ-1模拟月壤的研制

以吉林省靖宇县境内的红色火山灰为原材料,将其烘干、粉碎、筛分后通过调整级配,力学试验成功研制出了Tongji-1(简称TJ-1)模拟月壤。测试了TJ-1模拟月壤的矿物成分、颗粒形态、比重、内摩擦角、黏聚力、压缩指数、动剪模量、阻尼比及吸湿性能等,并将TJ-1模拟月壤与月壤以及国际上已有模拟月壤的物理力学特性进行了对比分析。结果表明:TJ-1模拟月壤的物理力学特性在月壤的范围之内,可模拟月壤的基本力学特性;且与其他模拟月壤相比,具有级配稳定,较大孔隙比时抗剪强度高的特点。

已有模拟火星壤力学性质分析及新火星壤研制

分析了已知火星的地表特征、火星壤以及国外模拟火星壤的矿物组成、力学特性和粒径大小及其分布,对模拟火星壤的力学特性进行对比分析。在此基础上,设计了三种粒径分布的模拟火星壤并对其力学特性进行测试。测试结果表明,其内聚力为0-0.316kPa;内摩擦角为38.4°-46.1°。

用矿粉-激发剂提高混凝土耐久性的试验研究

冶金渣-水淬矿渣微粉及激发剂等量取代水泥,配制常用的C20、C30、C40强度等级混凝土。由于填充效应、火山灰效应、微集料效应和改善孔结构等综合作用,不仅比基准混凝土强度高,而且抗渗性、抗冻性能有所提高,有效抑制碱-骨料反应的发生,因而是配制绿色混凝土的重要原料资源。

三种与地质灾害相关的突发性气象灾害应急预报系统研究新进展

本文介绍了在火山灰、核放射性物质和强沙尘暴引发的沙尘粒子的长距离输送数值模拟领域里近年来获得的有关新进展。其基本进展是:1)引进美国NOAA空气资源研究所的HYSPLIT-4模式。并以此为核心形成火山灰、核放射性物质和强沙尘暴的浓度与轨迹数值模拟与预报系统。2)提出一个非连续性空间分布污染场的平流输送方案。3)新发现一个数值模式中的误差污染机制。

粉煤灰与矿粉的复合效应研究

将Ⅰ级粉煤灰与S95级矿粉按比例进行了复配,研究了复配比例对胶砂需水量比和火山灰活性指数的影响。结果表明:粉煤灰与矿粉复合胶砂的性能优于单掺粉煤灰时的胶砂性能。随着粉煤灰掺量的减少、矿粉掺量的提高,复合胶砂的需水量比逐渐增加,但是3 d、7 d、28 d胶砂的火山灰活性指数相对于单掺粉煤灰时得到了明显提高,二者复合达到了激发粉煤灰早期活性的效果。

阜新煤矸石粉煤灰高科技产业化开发重点

阜新市2001年被国务院定为资源枯竭型城市经济转型试点,堆存煤矸石9.8亿t、粉煤灰2000万t,虽然煤矸石用于发电并与粉煤灰一道做烧结砖,但未能形成接续产业以促进经济转型。作者查明阜新煤矸石的火山凝灰质等资源特点经过试验研制,提出开发高硅矸石微晶玻璃系列、曝气生物滤池矸石滤料、粉煤灰超细空心微珠系列产品和高钙镁矸石火山灰水泥系列等高科技产品,作为接续产业的开发重点。

涠洲岛火山活动空降碎屑的数值模拟

本文应用美国国家气象局提供的1958-1997年全球大气精确的轨道参数和涠洲岛地区风速和风向等数据资料,模拟了火山喷发时空降碎屑的分布情况。结果表明,涠洲岛地区火山喷发形成的空降碎屑分布与喷发时的风速与风向有关,NNW方向的风可使空降碎屑影响到海南省北部地区,SSW方向风可使空降碎屑影响广西东南部和广东西南部的广大地区,1月和7月份喷发时主要影响涠洲岛及周边海域。

1991年皮纳图博火山灰沉降物对南海海洋环境及硅藻生长的影响

通过对菲律宾皮纳图博(Pinatubo)火山1991年6月爆发前后南海表层沉积物及沉降颗粒物中的硅藻丰度及群落组成进行分析,试图揭示皮纳图博火山爆发对南海硅藻生长的影响。研究发现,火山爆发后南海沉积物中硅藻相对丰度显著减少,原因主要在于皮纳图博火山喷发物大量沉积于南海深海,显著提高了南海沉积速率,同时稀释了沉积物中生源物质的含量。进一步对火山爆发前后同期南海中部深海沉降颗粒物开展研究发现,火山爆发次年同期沉降颗粒物总通量以及生物硅通量明显增加,而硅藻及其他硅质生物相对丰度和通量均显著降低,其中硅藻相对丰度从2.20×10^(8)枚·g^(-1)降到5.48×10^(7)枚·g^(-1),通量从2.90×10^(7)枚·m^(-2)·d^(-1)降到8.57×10^(6)枚·m^(-2)·d^(-1)。1年后的南海中部深海沉降颗粒物中仍然有大量火山玻璃的存在,可能是导致湿化学法测量生物硅含量明显增加的主要原因,而硅藻乃至所有硅质生物通量及丰度的显著降低可能与火山灰沉降的负面影响有关,也可能与1991年厄尔尼诺对南海海洋环境的影响有关。总之,1991年6月皮纳图博火山爆发后南海的沉积物硅藻及沉降颗粒物硅藻丰度都出现了显著降低,但具体的环境调控机制仍有待进一步深入研究。

疏浚淤泥与焚烧底灰混合固化方法的试验研究

针对疏浚泥黏粒含量多、含水率高、强度低等特性,利用生活垃圾焚烧底灰的骨架作用、吸水性能及火山灰活性将其掺加到疏浚淤泥中,以水泥为固化剂,开展固化试验研究。首先对焚烧底灰和疏浚淤泥的理化特性进行了测试和研究,分析了焚烧底灰掺量对疏浚淤泥颗粒级配的改善效果及减水效果。通过不同焚烧底灰掺量的混合料的击实试验及直剪实验,确定了焚烧底灰与疏浚淤泥的最佳配合比为3∶7,此时混合料击实密度最大,减容效果最好。对不同初始含水率的疏浚淤泥采用不同掺量的水泥开展固化配方试验,测试了7∽28 d龄期的固化淤泥的抗压强度。测试结果表明：对于初始含水率50%∽70%的疏浚淤泥,4%水泥掺量及30%焚烧底灰掺量的固化淤泥抗压强度大于无侧限抗压强度,满足填土材料的强度要求。以水泥为固化剂的焚烧底灰和疏浚泥混合固化技术具有较好的技术和经济可行性,有望应用于工程实践。

东北哈尼泥炭记录的早全新世长白山火山喷发及其古气候意义

泥炭作为古气候与环境载体,对火山活动及其气候效应有着良好记录.文章采用酸化法成功提取出东北哈尼泥炭沉积样品600～625cm的火山灰层.将制成的薄片在偏光显微镜和扫描电镜下观察,鉴定发现火山灰颗粒的粒径都小于2mm,主要由玻屑组成,含有长石和辉石等矿物,其颗粒呈气孔、海绵状,结构松散,形态极不规则.使用电子探针技术对火山灰化学成分进行测试,数据显示SiO2含量为62％ ～ 66％ （wt）,Al2O3含量为19.13％ ～24.13％ （wt）,Na2O含量为4.91％ ～6.68％ （wt）,K2O含量为2.16％ ～4.39％ （wt）,呈现高Na2O低K2O的特点,元素组成与长白山天池火山岩成分相似,为粗面岩.火山灰层位边界的泥炭纤维素AMS 14C年龄为9337～ 10745cal.aB.P.,该层火山灰可能源于早全新世长白山火山喷发;对比哈尼泥炭中δ18O和腐殖化度等气候代用指标曲线,发现该次火山喷发事件导致气温降低、降水减少,对区域的早全新世气候环境有着重要的影响.