硫胶凝型无水混凝土的研究

本文通过对比实验探究硫胶凝型无水混凝土胶骨体积比、骨料最大粒径与抗折强度、抗压强度的关系;并以玄武岩纤维作为增强相制备了纤维增强硫胶凝型无水混凝土,对所制备的复合材料进行了力学性能和微观形貌分析。研究表明:在实验范围内,硫胶凝型无水混凝土抗折强度与胶骨体积比呈正相关关系;与骨料最大粒径呈负相关关系;抗压强度与胶骨体积比及骨料最大粒径均呈负相关关系;玄武岩纤维的掺入可以显著地提高混凝土的强度;且掺量与强度表现出一定的正相关关系。

硼酸对硫铝酸盐基复合胶凝材料性能的影响

本文研究了不同硼酸掺量下的硫铝酸盐基复合胶凝材料的标准稠度用水量和凝结时间及安定性,抗压、抗折强度变化规律,并利用XRD和SEM测试方法对复合胶凝材料的水化机理进行分析。结果表明:硼酸的掺入不影响胶凝材料的安定性,但使标准稠度用水量增加,且标准稠度用水量与硼酸掺量成反比;硼酸掺量越大,初、终凝时间延长越明显;当硼酸掺量为0.20%(质量分数)时,硫铝酸盐水泥占比高的试验组早期强度提高,且后期强度不倒缩;硼酸可使钙矾石的形态更粗壮。掺加硼酸可使复合材料的干缩率降低,质量变化率呈下降趋势。

硫氧镁无机胶凝材料在胶合竹中的应用

有机胶在应用中耐火性和耐久性较差,而无机胶则绿色环保且其耐久性和防火性能更加优异。文章采用硫氧镁(Magnesium Oxysulfide,MOS)无机胶凝材料制备胶合竹,研究了其粘结剪切强度和抗弯性能。结果表明:适宜的MOS无机胶凝材料可以制备出较高粘结剪切强度和抗弯强度且破坏形态理想的胶合竹;在弯曲破坏时,裂缝沿胶层扩展至竹材基体,其抗弯强度较高,可实现竹材折断的理想破坏形态,初步显示了MOS无机胶作为竹材粘结剂的可行性。

碳酸钙晶须对脱硫石膏基复合胶凝材料性能的影响

在脱硫石膏基复合胶凝材料(DGCM)中加入不同掺量的碳酸钙晶须,探究了碳酸钙晶须对DGCM的力学性能、耐水性能及耐候性能的影响,并从微观角度揭示碳酸钙晶须的作用机理。结果表明,掺入碳酸钙晶须可以有效改善DGCM的力学性能,随着晶须掺量的增加,硬化体7 d与28 d的绝干抗压强度先缓慢上升后下降又逐渐上升,而绝干抗折强度呈现波动状态;掺入碳酸钙晶须对DGCM耐水性能的提升效果不明显,当掺量大于1%后,大多数试样的吸水率都较空白组有所上升,而软化系数有所下降;碳酸钙晶须有助于提升DGCM的耐干湿性能和耐冻融性能,当掺量为1%时,基体的干湿循环溶蚀率最小达到0.22%,冻融循环强度系数最大达到0.75,试件的耐候性能较好。

原料摩尔比对硫氧镁胶凝材料性能的影响

研究了氧化镁-硫酸镁摩尔比n(MgO)/n(MgSO4),水-硫酸镁摩尔比n(H2O)/n(MgSO4)对硫氧镁胶凝材料性能的影响及其微观机理.结果表明:固定n(H2O)/n(MgSO4)为19∶1,n(MgO)/n(MgSO4)为14∶1时硫氧镁胶凝材料力学性能最优;n(MgO)/n(MgSO4)超过14∶1后,硫氧镁胶硬化浆体中剩余MgO和Mg(OH)2的含量会增大,使硬化结构疏松,从而降低其力学性能;固定n(MgO)/n(MgSO4)为14∶1时,n(H2O)/n(MgSO4)的增大会延缓硬化硫氧镁浆体中碱式硫酸镁相的生成,造成微观结构中产生大量孔隙,从而导致其力学性能下降.

水玻璃对硫氧镁胶凝材料强度稳定性和耐水性的影响

为了进一步提高硫氧镁(MOS)胶凝材料的强度稳定性和耐水性,研究了不同掺量水玻璃对MOS胶凝材料力学性能和耐水性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)和扫描电镜(SEM)分析了水玻璃对MOS胶凝材料性能影响的机理.结果表明:水玻璃可以有效降低MOS胶凝材料浆体在水中的分散性,明显提高MOS胶凝材料强度的长期稳定性;水玻璃掺量为轻烧氧化镁粉质量的0.5%~1.0%时,MOS胶凝材料硬化体在水中的质量损失率和强度损失率最低,抗折强度和抗压强度最高;掺加0.5%水玻璃的MOS胶凝材料硬化体系中稳定的碱式硫酸镁相含量增多,无胶凝性Mg(OH)2相的含量明显减少,硬化体结构更加密实;水玻璃会加快MOS胶凝材料的吸热反应,使反应体系中H+浓度增加,促进生成晶相更为稳定的碱式硫酸镁相.

硫氧镁胶凝材料性能与研究

硫氧镁胶凝材料以轻烧镁、硫酸镁为主要成份的无机胶凝材料,通过加入硼酸、柠檬酸等辅助材料,经正交设计实验优化镁质胶凝材料的配合比,结合胶凝材料的显微结构分析等检测手段,取得性能较好的镁质胶凝材料,为新型镁质胶凝材料推广应用起到一定的促进作用.

早期温湿度条件对柠檬酸改性硫氧镁胶凝材料性能的影响及机理

为了确定柠檬酸改性硫氧镁(CMOs)胶凝材料的早期温湿度稳定性,分别研究了早期养护温湿度对其力学性能及耐水性能的影响,并采用SEM、XRD及TG测试技术对其影响机理进行了分析。结果表明:CMOs早期力学性能和耐水性随着早期养护温度升高先提高后降低,35℃左右其3d抗折强度达到最大值10.4 MPa,3d抗压强度达到最大值68.0 MPa,浸水46d后软化系数达到0.9;而后期力学性能和耐水性则随着早期养护温度的提高有不同程度的降低;结果还发现相同早期养护温度时早期饱水养护大大降低CMOs的力学性能和耐水性。同时微观结构分析表明,早期养护温度的升高可以使CMOs水化反应更充分,结构相对比较致密,从而使其早期力学性能有明显提高,但水化后期CMOs结构稳定性随着早期养护温度的升高而明显降低,从而导致其后期强度有不同程度的降低。

碳化与氯盐复合作用下硫氧镁胶凝材料的护筋性

为探究硫氧镁(MOS)胶凝材料的护筋性,研究了自然养护、碳化、氯盐以及碳化和氯盐复合作用下MOS胶凝材料的电化学阻抗、钝化和脱钝钢筋的极化曲线以及锈蚀面积率.结果表明:碳化、氯盐单独作用下,MOS胶凝材料中钢筋的阻抗均低于自然养护下的相应阻抗,且随着龄期的延长,钝化钢筋的阻抗均呈现先减小后增大的趋势,脱钝钢筋的阻抗则持续减小;碳化和氯盐复合作用下MOS胶凝材料中钢筋的锈蚀程度明显增加,碳化和氯盐复合作用对MOS胶凝材料内部钢筋锈蚀程度具有叠加效应;各种腐蚀环境中脱钝钢筋的锈蚀程度均高于钝化钢筋.

脱硫石膏-粉煤灰基胶凝材料的特性研究

以脱硫石膏和粉煤灰为主要原料,以水泥熟料为激发剂,以矿渣粉为增强剂,开发高强耐水脱硫石膏-粉煤灰基胶凝材料.结果表明,按照脱硫石膏40％、粉煤灰35％、水泥熟料15％、矿粉10％配比制备的脱硫石膏-粉煤灰基胶凝材料在水上环境中,其28d抗压强度为41.56 MPa,28 d后,随着水分的不断排出,抗压强度产生倒缩,当样品中水分达到平衡时,抗压强度在360d内稳定在38.04～39.23 MPa;在水下环境中,其360d内抗压强度一直在稳步增长,最高可达53.15 MPa.这种材料用于水下工程或高湿度环境下的地下工程、井下工程和充填工程是物美价廉的好材料.

硫氧镁胶凝材料的复合改性剂研究

在对单掺系列改性剂改性研究的基础上，选择可以有效提高硫氧镁胶凝材料强度的磷酸和柠檬酸，分别与水玻璃以一定的比例复合制成磷酸类和柠檬酸类复合改性剂，并进一步研究该复合对硫氧镁胶凝体系性能的影响。研究结果表明：在（15±3）℃，RH=（70±5）％条件下，单掺改性剂水玻璃对硫氧镁胶凝材料力学性能的作用效果不大，而以占轻烧氧化铗0．5％～1％（质量分数）掺加时可以很好地提高胶凝体系的耐水性能；磷酸与柠檬酸分别与水玻璃以1：2（质量比）配制成的复合改性剂，在以轻烧氧化镁0．5％（质量分数）掺加时可以同时提高硫氧镁胶凝材料的强度和耐水性，尤其柠檬酸类复合改性剂在以轻烧氧化镁质量0．5％掺量条件下可以使硫氧镁胶凝材料的7d抗折强度提高2倍多，7d抗压强度提高50％左右，软化系数超过了1，达到1.14。

耐水高强硫氧镁质胶凝材料的研制

通过借鉴氯氧镁水泥领域的成果结论,用MgSO4代替MgCl2做成的硫氧镁水泥,以强度、耐水性为主要指标,研发性能优于氯氧镁的新型镁质胶凝材料,并探讨了改性后的镁质材料的性能,结果表明:硫氧镁水泥的耐水性能虽然优于氯氧镁水泥,但其强度不高;通过单一外加剂改性,并不能提高氯氧镁水泥及硫氧镁水泥净浆试块的耐水性能,但与玻璃纤维复合,可以制备耐水高强的镁质胶凝材料。

高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料的制备及其机理

为了制备具有高抗折性能的硫氧镁基胶凝材料,分别研究了不同掺量硅灰取代轻烧氧化镁粉对柠檬酸改性硫氧镁(CMOS)胶凝材料性能的影响及机理.结果表明:掺加硅灰之后,制备的柠檬酸改性硫氧镁胶凝材料抗折抗压强度均得到了提高.当硅灰取代掺量在5%~10%质量分数时,柠檬酸改性硫氧镁胶凝材料各个龄期的力学性能最优,其中,28 d抗折强度达到了22~23MPa左右,这比相同水灰比条件下普通硅酸盐水泥P.O42.5的抗折强度提高了238%.研究还发现,硅灰取代掺量在5%~10%质量分数范围时,所制备的硫氧镁基胶凝材料的耐水系数达到了0.85以上,表明该高抗折硫氧镁基胶凝材料具有较高的耐水性,完全适用于受水浸泡或处于潮湿环境的重要结构中.

氧硫比与水硫比对硫氧镁胶凝材料性能的影响

文章研究了氧硫比(m(MgO)∶m(MgSO4))和水硫比(m(H2O)∶m(MgSO4))对硫氧镁胶凝材料性能的影响。结果表明:当水硫比为1.0、氧硫比为1.7时硫氧镁胶凝材料的力学性能最优;耐水性和耐酸碱腐蚀性随着氧硫比的增大先升高后降低,材料的干燥收缩值则随着氧硫比的增大而降低;当氧硫比为1.7时,硫氧镁胶凝材料的强度、耐水性以及耐酸碱腐蚀性均随着水硫比的增大而降低,干缩率则随着养护龄期的延长而持续增大。

人造岗石废渣对柠檬酸改性硫氧镁胶凝材料性能的影响

本课题试验研究了不同掺量的人造岗石废渣(ASW)、粉煤灰、硅灰取代活性氧化镁对柠檬酸改性硫氧镁胶凝材料性能的影响。试验结果表明:一定掺量的三种外掺料均可改善硫氧镁胶凝材料的力学性能。岗石废渣掺量在5%~10%时,对柠檬酸改性硫氧镁胶砂力学性能改善效果明显,掺量为5%时,胶砂试件28d抗折及抗压强度达到最大值17.8MPa、92.5MPa,比未掺试件分别提高52.1%、45.8%,且岗石废渣硫氧镁净浆胶凝材料的总孔隙率较小。SEM微观形貌表明,掺岗石废渣的硫氧镁胶凝材料中有较多分布不均且相互交错的水化产物,形态多呈现团状或絮状、纤维状,夹杂部分针状晶体。在同为20%掺量时,掺岗石废渣的试件微观结构相较于掺粉煤灰和硅灰的试件更加疏松。

硫氧镁胶凝材料的制备及其性能研究

以轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁与外加剂为原料制备了改性硫氧镁胶凝材料,研究了改性硫氧镁胶凝材料中轻烧氧化镁粉与七水硫酸镁的最佳配合比,以及外加剂对硫氧镁胶凝材料性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对样品进行微观形貌和物相分析。结果表明:轻烧氧化镁粉掺量的增加有利于硫氧镁胶凝材料试件强度的提高,而硫酸镁溶液浓度的降低使得硫氧镁胶凝材料试件强度呈负增长趋势。当轻烧氧化镁粉与七水硫酸镁及拌合水的摩尔比为11∶1∶8,复合外加剂为9∶1时,硫氧镁胶凝材料试件的28 d抗压强度可达到118.5 MPa,软化系数0.95以上,改性后硫氧镁胶凝材料的力学性能和耐水性明显提高。

粉煤灰-矿渣微粉-脱硫石膏三元胶凝体系的物理力学性能研究

系统研究了粉煤灰-矿渣微粉-脱硫石膏三元胶凝体系的稠度、体积密度、抗折强度、抗压强度、软化系数和粘结拉伸强度等物理力学性能的变化规律。结果表明,相比于纯脱硫石膏,粉煤灰-矿渣微粉-脱硫石膏三元胶凝体系稠度明显增大,具有更好的流动性,略高的新拌体积密度和硬化体积密度,更高的抗折强度、抗压强度和粘结拉伸强度,尤其是后期抗折强度和抗压强度,软化系数也明显增大,耐水性明显提高;且随着粉煤灰和矿渣微粉含量增大,粉煤灰-矿渣微粉-脱硫石膏三元胶凝体系的上述物理力学性能明显提高。

硫酸镁质量对硫氧镁水泥胶凝材料性能影响的试验研究

研究了不同质量的硫酸镁对硫氧镁水泥胶凝材料性能的影响,并考察了改性剂对不同质量的硫酸镁制备硫氧镁水泥胶凝材料的改性效果。结果表明,不同质量的硫酸镁能显著影响硫氧镁水泥胶凝材料的各项性能指标,添加改性剂后,对原硫酸生产的硫酸镁制备硫氧镁水泥胶凝材料的各项性能指标有大幅度的提高,具有较好的相容性,但用废硫酸生产的硫酸镁所制备的硫氧镁水泥胶凝材料性能提高不大。

硫/石墨烯气凝胶的绿色可控制备及锂硫电池性能

以氧化石墨烯(GO)为碳前驱体,H_(2)O_(2)作为绿色氧化剂,H_(2)S为还原剂和硫源,水热法制备了硫含量可控的硫/石墨烯气凝胶。通过调控加入到GO溶液中H_(2)O_(2)的用量使复合物中硫的质量分数在64%~84%间变动。将硫/石墨烯气凝胶用于锂硫电池正极材料,硫质量分数为70%的复合物表现了较好的锂硫电池性能,在0.1 A/g的电流密度下,其放电比容量可达1290 mA·h/g,在1.0 A/g的电流密度下循环100次,其比容量从385 mA·h/g逐渐降低到275 mA·h/g,保持率为71.4%,表现了较好的循环稳定性。该方法将有毒的H_(2)S用H_(2)O_(2)氧化成单质硫,同时H_(2)O_(2)被还原成H_(2)O,此过程中没有产生任何污染物,实现了硫/石墨烯气凝胶的绿色制备。