玻璃砂超高性能水泥基复合材料的制备及性能

为实现超高性能水泥基复合材料(ultra-high performance cementitious composite,UHPCC)的可持续性和环保性,以玻璃砂替代UHPCC中的河砂,制作玻璃砂超高性能水泥基复合材料(glass sand ultrahigh-performance cementitious composite,GS-UHPCC),通过开展力学性能试验,探讨不同玻璃砂替代率和玻璃砂粒径对GS-UHPCC抗压、抗折性能的影响,定量表征GS-UHPCC的弯曲韧性和能量吸收能力,并通过X射线衍射和扫描电镜试验,分析了玻璃砂的增韧机理.结果表明,以平均粒径为0.27 mm的玻璃砂替代河砂,当体积替代率为40%时效果最好,替代后GS-UHPCC在养护28 d时的抗压强度相较于未掺时提升了17.0%,抗折强度提升了14.8%,能量吸收能力最优,微观结构致密,水化反应最为完全.本研究得出的最优玻璃砂替代率与粒径,可为GS-UHPCC的应用提供可行性支持.

废玻璃砂混凝土力学性能与应力-应变关系研究

为有效解决河砂短缺与废玻璃回收再利用问题,将废玻璃制品研磨成砂,取代混凝土中的河砂,制备废玻璃砂混凝土。对废玻璃砂混凝土进行抗压强度测试、弹性模量测试与单轴受压应力-应变曲线测试,分析不同的废玻璃砂取代率对混凝土力学性能的影响规律,利用分段式本构模型描述废玻璃砂混凝土的应力-应变关系,采用ABAQUS有限元软件模拟分析废玻璃砂混凝土的受压力学行为。结果表明:随着取代率的提高,废玻璃砂混凝土的力学性能先增强后减弱,当取代率为15%时废玻璃砂混凝土的性能最佳;掺入废玻璃砂对混凝土应力-应变曲线的形态无明显影响;有限元模型能够清晰地反映各试件受压过程中内部损伤的演化规律。

热硬化水玻璃砂粉末改性作用研究

水玻璃作为一种无毒无味无机粘结剂,广泛应用于铸钢、铝合金的造型材料,被誉为21世纪绿色环保铸造材料。但水玻璃砂也存在着易吸湿、常温强度低、溃散性差等问题。文章面向铝合金精密铸造,开展了热硬化水玻璃砂改性工艺、强度性能、残留强度和粘结机理较系统的实验研究,探讨无机粉末改性剂(代号:MS-96、MS-98、MK和KS)对水玻璃砂强度、溃散性的影响,分析砂粒之间粘结桥的微观形貌,确定适用于铝合金精密铸造用新型水玻璃砂的最佳配方,为新型改性水玻璃应用和铝合金精密铸造奠定技术基础。

玻璃砂对防腐砂浆耐腐蚀性能的影响

本文以废弃玻璃砂代替天然砂细骨料,采用硫铝酸盐水泥--硅酸盐水泥复配的技术手段配制的防腐砂浆的力学性能和抗氯离子渗透性能进行了系统研究,同时探讨了碱-硅酸(ASR)反应对防腐砂浆的影响。研究发现:当玻璃砂的替代率分别是10%、20%、30%、40%、50%,相比于对照组(100%天然砂)的强度下降分别为5.6%、9.8%、15.8%、15.9%和25.1%;玻璃砂可以提升砂浆的抗氯离子渗透性能,当玻璃砂替代率20%时,相比对照组6h小时的氯离子电通量下降了20.3%,其抗氯离子渗透性能最好;并且玻璃砂会导致掺入了玻璃砂的砂浆会发生ASR反应,其膨胀率在0.1%~0.2%。

酯硬化水玻璃砂+酯硬化碱酚醛树脂砂“双砂”造型技术创新与实践

针对公司新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线初始的酯硬化水玻璃砂造型工艺生产部分厚大合金钢、低碳合金钢及高锰钢铸件表面存在的气孔、皱皮、气痕、冷隔和粘砂铸造缺陷,在原湿型水玻璃砂面、背砂工艺生产铸钢件的启发下,在新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线通过实施“酯硬化碱酚醛树脂砂面砂+酯硬化水玻璃砂背砂”“双砂”造型的工艺创新,较好地解决了初始酯硬化水玻璃“单一砂”造型工艺生产厚大铸钢件存在的问题,发挥了酯硬化水玻璃砂与酯硬化碱酚醛树脂砂两种型砂各自的工艺优势,为公司新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线提升铸件质量奠定了坚实的基础。

玻璃砂浆棒法评价掺合料抑制ASR效果的研究

玻璃砂浆棒法是评价矿物质掺合料抑制ASR膨胀效果的一种方法。以 5 %硅质玻璃砂和 95 %标准砂为骨料 ,硅酸盐水泥为胶结料 ,用掺合料等体积置换水泥 ,按照ASTMC12 6 0 94快速砂浆棒法测定ASR膨胀。当膨胀值 <0 .10 %时 ,则该掺合料能有效抑制ASR。因骨料的活性相对固定 ,试验重复性好。经差热分析、扫描电镜及X射线衍射多种分析证明 。

酯硬化水玻璃砂工艺及其旧砂再生

介绍了酯硬化水玻璃砂工艺及其旧砂的特点，对影响酯硬化水玻璃砂工艺推广应用的旧砂再生问题作了较详细的论述．

新一代酯硬化改性水玻璃砂工艺的技术优势

本文简述了水玻璃砂工艺发展的经历,较详细地介绍了酯硬化水玻璃砂的性能特征及新一代酯硬化改性水玻璃砂工艺的技术优势。由于新一代酯硬化改性水玻璃砂工艺的影响因素较多,技术含量较高,故对掌握该工艺的技术人员及操作工人也有更高的要求。

影响酯硬化水玻璃砂性能的因素

对影响酯硬化水玻璃砂性能的酯加入量、存放时间、原砂种类、水玻璃模数。

玻璃砂透明土变形特性三轴试验研究

玻璃砂透明土是一种由玻璃砂、正十二烷和15号白油按质量比1∶4的混合液体制备而成的新型人工合成透明土;该材料具有透明度高,与天然土体相似度更好等优点,可以用于基于透明土材料的可视化模型试验。为了研究其变形特性,对不同级配的玻璃砂透明土,进行三轴固结不排水剪切试验和三轴固结排水剪切试验,并与同等条件下的福建标准砂试验结果进行对比分析;测得固结不排水剪应力-应变曲线、以及孔压应变曲线形态等工程特性。试验结果表明,随着相对密度的增加,玻璃砂的应力-应变关系从应变硬化型向应变软化型过渡,破坏时的孔压系数Af降低,变形模量变大;与标准砂相比,玻璃砂透明土的应力-应变曲线峰值来的相对更慢一些。

玻璃砂透明土与标准砂土强度特性对比三轴试验

制备了不同级配的玻璃砂透明土，对其进行了三轴固结不排水剪切试验和直接剪切试验，并与同等条件下的标准砂土试验结果进行了对比分析．结果表明：玻璃砂透明土的抗剪强度随相对密度的增大而增大；标准级配玻璃砂透明土的抗剪强度比0．5～1．0mm粒径玻璃砂透明土大；相同级配下，玻璃砂透明土与标准砂土的抗剪强度相近，可用玻璃砂透明土模拟天然砂土．

水玻璃砂工艺与材料研究的新进展

概述了水玻璃砂工艺与材料研究及应用方面取得的最新进展。笔者认为 ,采用改性水玻璃粘结剂的酯硬化工艺 ,可使水玻璃的加入量降为 2 0 %～ 3 0 % ,水玻璃砂的溃散性接近树脂砂 ;将水玻璃旧砂的回用与湿法再生结合起来 ,是目前最经济、最理想的选择 。

水玻璃砂残留强度的形成及改善途径

介绍了浇注时水玻璃粘结剂与硅砂之间的烧结过程 ,指出 :采用活化金属离子改性 ,可改变水玻璃烧结体的显微组织及应力状态 。

水玻璃砂理论研究的六大成果

近年来, 水玻璃砂理论研究的成果主要体现在以下六个方面的进展和贡献: ①水玻璃中硅酸的聚合过程、族组成的定量测定和它的主要成分; ②水玻璃的老化和物理改性机理; ③化学添加剂的作用和分类; ④水玻璃砂硬化过程的机理; ⑤硬化水玻璃膜的力学性能与内部结构的关系; ⑥水玻璃旧砂“化学再生法”的开发及其原理。文中还论述了改善水玻璃砂溃散性和回用性, 使之达到或接近树脂砂水平的期望, 以适应21 世纪生产的各种要求。

新型易溃散改性水玻璃砂的研究

介绍了水玻璃砂工艺研究取得的最新进展 ,研制的新型改性水玻璃是一种无机和有机相复合的铸造粘结剂 ,具有常温强度高、残留强度低、抗吸湿性好等优点。生产实际表明 ,采用新型改性水玻璃粘结剂的酯硬化工艺 ,可使水玻璃的加入量降为 2 .5 %～ 3 .0 % ,水玻璃砂的溃散性显著改善。

水玻璃砂基础研究的最新进展

水玻璃基础理论研究的进展，为解决水玻璃砂扩大应用的3个障碍提供了有力的指导：①研究和分析测定了水玻璃砂中硅酸聚合的全过程、族组成和基本成分。从Na+对硅凝胶结构和强度的影响证明了合适的硬化工艺应是“强脱水，少反应”；②水玻璃的改性、复合和硬化工艺的改进改善了水玻璃砂溃散性。测定了改性剂和复合剂的选用原则和作用机理，从而有可能使水玻璃的加入量降低到相当于2．0％的水平，溃散性问题便迎刃而解：③水玻璃砂用CO2或有机酯硬化时，生成的是失水高模数水玻璃，所以残留水玻璃的一部分具有可逆性，能因复碱复水而回复到液态，由此创造了“水玻璃旧砂的化学再生法”，与物理再生配合，可克服旧砂再生的困难。为适应21世纪生产的特点，水玻璃砂技术将在多个方向往多样化开拓，从而使水玻璃砂的理论和应用迅速扩展，通过实例分析可以看到，在若干年后可能得出较为完整的理论体系和工艺方案，使水玻璃砂的比粘结强度、溃散性和旧砂回用率达到或接近树脂砂的水平。

干法再生酯硬化水玻璃砂的可行性及条件

酯硬化水玻璃砂干法再生前必须进行加热烘干。试验表明，加热烘干的最佳温度为３００～３５０℃。再生砂的循环使用会使再生砂的溃散性变差，本文对再生砂溃散性变坏的原因及防止措施进行了分析。

水玻璃砂的化学再生

液体水玻璃可以通过失碱和失水而固化，固化的水玻璃也可以复碱和复水而恢复到液体状态，根据水玻璃这种可逆性，利用水玻璃旧砂中部分Ｎａ２Ｏ的可溶性，进行化学再生水玻璃砂。在旧砂回用之际，调节好ＳｉＯ２·Ｎａ２Ｏ和Ｈ２Ｏ的比例，使废水玻璃溶解在新加入成分中，而得出的反应混合物处在临界值以下，回用砂就具有足够的可使用时间进行混砂和造型，并使废水玻璃恢复部分粘结力。

水玻璃砂硬化的新概念

论述了ＣＯ２硬化工艺的传统概念，提出了水玻璃砂硬化新概念。水玻璃砂硬化法。烘硬法、ＶＲＨ法、有机酯自硬法和ＣＯ２硬化法，都有相同的硬化机理，硬化的直接原因都是脱水，而不是化学反应；硬化后的终强度主要来源于未反应的水玻璃的脱水，所以本质上都是物理硬化。

微波硬化水玻璃砂的性能

采用微波硬化水玻璃砂,具有强度高、硬化速度快、水玻璃加入量少、残留强度低等许多优点,应是未来水玻璃砂工艺发展的重要方向。研究了微波硬化水玻璃砂的性能特征,测试了影响微波硬化水玻璃砂强度、残留强度、表面稳定性、吸湿性等性能的因素。试验结果表明:微波硬化水玻璃砂的硬化强度,主要受水玻璃加入量的影响,随微波加热时间、微波加热功率的增加而增加;微波硬化水玻璃砂的残留强度,随水玻璃加入量的增加而增大,受微波加热时间、微波加热功率的影响不大;微波硬化水玻璃砂的表面稳定性和吸湿性,主要取决于水玻璃加入量,水玻璃加入量越大、砂样的表面稳定性越好、但吸湿性越大。