凹凸棒石/纳米铁复合材料的制备工艺及对亚甲基蓝废水的处理

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。亚甲基蓝(MB)是工业染料废水中的典型污染物,不经处理任意排放会给水体带来非常大的危害。本文通过对凹凸棒石灼烧、有机超声改性和原位负载纳米铁制备了凹凸棒石/纳米铁复合材料(DDBAC/ATP/nZVI)。得到了复合材料的制备工艺:凹凸棒石原土经300℃焙烧1.5 h后加入20 mmol/100 g十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC),超声20 min,然后用液相还原法负载纳米铁,铁土比为1∶3、KBH_(4)浓度为0.25 mol/L、反应时间为3 h。XRD、IR、SEM、BET、XPS等表征证实了DDBAC和纳米铁成功负载到凹凸棒石表面。复合材料对亚甲基蓝的较大吸附去除量为114.94 mg/g,60 d内应用性能稳定。

利用粉煤灰和高炉渣制备发泡陶瓷材料

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。以粉煤灰和高炉渣为主要原料,外加碳化硅(SiC)为高温发泡剂,硼酸钠(Na_(2)B_(2)O_(7))为助熔剂,采用高温烧结法制备发泡陶瓷材料。主要研究了原料配比、SiC添加量及Na_(2)B_(2)O_(7)添加量对发泡陶瓷的气泡结构、体积密度、吸水率、抗压强度及导热系数的影响。实验结果表明:当粉煤灰含量为70%,高炉渣含量为30%,并额外添加0.3%SiC粉末和5%Na_(2)B_(2)O_(7),在烧成温度1100℃下保温40 min时,发泡陶瓷具有较佳的综合性能,其体积密度为0.516 g/cm^(3),吸水率为3.82%,抗压强度为3.62 MPa,导热系数为0.094 W/(m·K)。且该条件下样品的主要物相包括石英相(SiO_2)、钙长石(CaAl_(2)Si_(2)O_(8))和辉石相(Ca(Mg,Al,Fe)Si_(2)O_(6)),大量晶体的析出促进了材料强度的提升。本研究为粉煤灰和高炉渣等工业固体废弃物转成高附加值的建筑保温材料提供一种新方法。

红土镍矿废渣-水泥制备复合胶结材料

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为有效处理并资源化利用湿法冶炼产生的红土镍矿废渣,本研究利用广西某公司红土镍矿废渣为原料,通过测定水泥固化形成的胶结材料浸出液pH值和金属浸出浓度、无侧限抗压强度、干收缩率、弹性模量、渗透系数等指标,分析其作为建设用地回填材料或公路建设工程材料的可行性。结果表明:利用废渣(干基)92%、PO 42.5水泥5%、膨润土3%、外加PAC0.5%的比例加入适量水制成的废渣胶结材料,其浸出液的p H值为8.45左右,浸出金属离子浓度均低于0.1 mg/L,无侧限抗压强度1.47 MPa,弹性模量为1196 MPa,渗透系数为8.77×10^(-7)cm/s,抗干缩性能良好,可作为建设用地回填材料或公路建设工程材料;而利用原土(干基)92%、PO 42.5水泥5%、膨润土3%、外加CHF0.02%、水适量(约5%~8%)制成的原土胶结材料其抗干缩性能更好,可用作大体积胶结材料的表层,抵御长期接触干燥空气产生的干收缩裂缝,保护下层的废渣胶结材料,保证胶结材料整体稳定性。以上研究为红土镍矿废渣综合利用提供了一条新的途径,为废渣作回填材料或公路建材研究和工程实践奠定理论基础。

Al_(2)O_(3)修饰液改性多孔陶瓷的制备及材料性能研究

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了提高粉煤灰基多孔陶瓷材料的性能,利用Al_(2)O_(3)修饰液对样品进行表面处理,并对其开展物理、力学性能、吸附效果和微观实验。结果表明:烧结温度越高,多孔陶瓷的气孔率与吸水率越小,强度和表观密度越大,在1100℃的温度条件下,多孔结构烧结成型的效果较佳;当修饰液的浓度从0增至50 mol/L,多孔陶瓷的饱和吸附率增加了4.5倍左右,同时密实度和强度也显著提高;氧化铝修饰液的表面改性效应对钙长石晶体的形成起到促进作用,使得孔陶瓷的强度与吸附性能显著提升。

不同掺量铁尾矿对3D打印混凝土胶凝材料性能的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。本文研究了掺铁尾矿3D打印胶凝材料的力学性能、流变性和微观结构性能,结果表明:尾矿的粒径较小,可以作为3D打印材料的骨料,在3D打印过程中可以顺利通过输送胶凝材料的管道。随着铁尾矿掺量的不断增大,3D打印胶凝材料的剪切黏度的变化规律呈现出先减小后稳定的趋势,剪切应力的变化规律却呈现出不断增大的趋势,随着层间间隔时间不断增大,3D打印胶凝材料的抗压强度和抗折强度均呈现下降的变化趋势,但是在层间间隔时间在20~30 min之间时,抗压强度和抗折强度下降幅度较为平缓;随着层间间隔时间不断增大,3D打印胶凝材料的层间粘结强度均呈现下降的变化趋势。铁尾矿掺量为30%的3D打印胶凝材料在水化90 d后,经过XRD衍射实验得到胶凝材料的物质成分主要有石英、钙矾石、方解石、钠长石、钙钛矿、Ca_(2)SiO_(4)和水化硅酸钙等七种物质。

碱激发粉煤灰矿渣胶凝材料的流变性能

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究碱激发粉煤灰矿渣胶凝体系在早期的流变特性,制备了不同粉煤灰和矿粉质量比以及碱激发剂含量的复合浆体,并且分别采用了微型坍落度筒和Brookfield DV3T流变仪测试其流动性和流变性,最后用等温量热仪测试了各组配比下浆体的水化放热速率。结果表明:当FA/GGBS比为3∶7时,碱激发剂NaOH含量为4%的浆体在所有配合比中流动度为较低。随着粉煤灰质量比和NaOH摩尔质量的升高,碱激发粉煤灰矿渣胶凝体系的流动度均有所上升,且屈服应力和塑性黏度有所下降。粉煤灰掺量的升高使得早期水化速率有所下降,而碱激发剂含量的增加则提高了水化放热峰值速率。

天然多孔矿物材料的环境属性及在农业生产中的应用

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。天然多孔矿物具有孔道结构、表面效应、环境水合效应、离子交换特性和良好的吸附能力等环境属性,对地球的生态环境具有良好的协调性,并能应用于农业肥料、土壤改良、饲料养殖等多个农业生产方面。基于天然多孔矿物及其矿物材料的环境属性,开发其在农业生产和农业生态环境的特殊功能应该得到研究者的重视。天然多孔矿物自净化功能是大自然赋予地球生物生存发展的一种潜在功能,其资源特性和环境属性非常适合于我国土壤修复和绿色农业生产的应用条件,具有重要的研究和经济意义。

纤维增强铁尾矿砂水泥基材料力学性能和孔隙结构实验

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。本文详细研究和讨论了铁尾矿砂和PVA纤维对水泥基复合材料抗压强度、四点抗弯强度、弯曲韧性、孔隙结构。此外,建立了抗压强度与四点抗弯强度之间换算关系。结果表明:铁尾矿砂掺入对力学性能有增强效果,并且这种增强效果随着取代率的增加呈现先增加后减小趋势。而PVA纤维掺入后力学性能进一步提升,并且呈现出良好韧性。此外,铁尾矿砂取代率40%和PVA纤维复合时,基体内部孔隙明显降低。因此,认为当铁尾矿砂取代率为40%与PVA纤维结合,水泥基复合材料拥有良好的力学性能。

石灰石粉掺量和粒径对水泥基材料力学性能影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。通过混料设计原理设计石灰石粉水泥配合比,对石灰石粉掺量及粒径对石灰石粉-硅酸盐水泥体系力学性能的影响展开了研究;并通过X射线衍射(XRD)、低场核磁共振技术(NMR)等技术对掺入0.44 mm和0.025 mm石灰石粉的硅酸盐水泥净浆水化物相及微孔结构展开了分析。结果表明,两种石灰石粉对早期抗压强度起负面作用;但随着水化的进行,在一定掺量范围内的石灰石粉对水泥后期强度有一定的增强作用,当掺量超过该范围后抗压强度随着掺量的增加而逐渐减小。石灰石粉的掺入虽使得水化产物中生成了有利于水泥石力学性能的水化碳铝酸钙,但其对微孔结构的粗化,使得石灰石粉掺量超过一定值后石灰石粉水泥试件抗压强度大幅降低。

典型锂渣性质及在建筑材料利用的研究现状

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。锂渣是锂辉石和锂云母提锂及其化合物过程中产生的废渣,其SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量达70%。因残留的化学物质,锂渣堆放和填埋威胁着周边环境,也造成铝硅酸盐矿物资源的浪费。锂渣经过高温焙烧、机械磨碎和化学浸出,具有高比表面能和一定火山灰活性,可以用作建筑材料。本文综述了近年来国内外针对锂渣应用于建筑材料的最新研究成果,重点包括以下几个方面:(1)代替部分水泥做混凝土掺料,对混凝土的力学性能、抗碳化性能、耐磨性、抗氯离子渗透和抗裂性能的影响;(2)锂渣代替粘土生产水泥,对水泥熟料龄期抗折和抗压强度的影响;(3)制备建筑陶粒及力学性能和结构的影响;(4)锂渣配方对陶瓷工艺性能和质量的影响。最后对锂渣在建筑材料的应用研究进行了归纳总结并对研究前景进行了展望,以期能够为开发锂渣在建筑材料掺入量高、经济效益好的应用途径提供借鉴与参考。

矿物和纳米材料对活性粉末混凝土性能的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。利用硅粉、偏高岭土和纳米材料制备了活性粉末混凝土,并对矿物成分和纳米材料对活性粉末混凝土基本特性的影响规律进行了研究。硅粉和偏高岭土按照固定比例掺入,纳米二氧化硅和纳米氧化铝则分别按照水泥质量0.5%、1%、2%和3%的比例进行掺入。通过新拌混凝土的密度和流动度实验以及不同龄期下的强度实验对改性后的活性粉末混凝土的基本特性进行测试,结果表明随着纳米材料的掺入,混凝土的密度逐渐增加,而流动度则不断减小;抗压强度和抗折强度随着纳米材料掺入量的增加先增后减,由此得出纳米材料的较优掺量为1%~2%。高温实验结果表明活性粉末混凝土的抗压强度和抗折强度随着温度先增后减,较佳温度为200℃;温度导致的强度下降的速度为CSS>CSA>CMA>CMS。此外,SEM分析表明高温会导致混凝土内部出现劣化。

废旧动力锂离子电池正极材料资源化利用

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。随着新能源汽车产业迅速发展,动力锂离子电池产量急剧增加。然而,由于动力锂离子电池使用寿命短,即将面临大规模退役,因此对动力锂离子电池进行有效资源化管理十分必要。本文首先对动力锂离子电池主要组成成分进行介绍,并阐明了其进行正极材料回收前梯次利用和预处理进程,重点综述了废旧动力锂离子电池正极材料火法、湿法和生物法回收技术,提出了生物法回收在废旧动力锂离子电池正极材料资源化处置问题上面临机遇与挑战。本文成果将为动力锂离子电池绿色资源化回收提供参考,促进新能源汽车产业健康发展。

攀西铁质红泥制备莫来石质微晶陶瓷及性能表征

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。以攀枝花本地的天然矿物原料高岭土和含铁质的红泥,添加钾长石为助熔剂,采用一步烧结法制备微晶陶瓷,用X射线衍射仪、洛氏硬度计、万能试验机、电子显微镜、热重-热差等测试制备的微晶陶瓷样品进行表征。结果表明:当高岭土含量为27%,钾长石的含量为25%,红泥含量为55%,烧结温度1250℃保温90 min,此时的微晶陶瓷吸水率为0.08%、显气孔率为0.15%、洛氏硬度78.48 HRA、抗弯强度51 MPa、主晶相为莫来石相、晶粒直径-6μm、晶粒含量可达61.35%。此工艺制备的微晶陶瓷呈暗红色,外观平滑光亮,具有温润的玉质感。

炉渣胶凝材料配比优选及充填体性能

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。针对某铅锌矿全尾砂充填以水泥为胶凝材料成本过高和充填体后期强度低的问题,采用丰富的炉渣固废资源,开发低成本炉渣胶凝材料满足矿山充填体的质量需求。在对尾砂、炉渣和水泥熟料进行物化分析后,通过充填料浆坍落度实验和炉渣胶凝材料配比探索实验,确定满足流动性的料浆浓度为70%左右,炉渣与水泥熟料比值为2~4为较优配比区间;通过全面实验法探究了不同配比炉渣胶凝材料充填体强度,充填料浆的泌水率和凝结特性。结果表明:炉渣胶凝材料配比为炉渣添加量75%~80%,水泥熟料添加量20%~25%,充填体能够满足强度0.5~3.5 MPa,充填料浆泌水率小于5%的充填质量要求。

活化煤废料替代水泥制备混凝土的基本特性

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为探索煤废料替代水泥进行混凝土制备的可行性,利用活性化处理的煤渣粉和煤矸石粉按照0、10%、20%、30%和40%的比例替代水泥进行混凝土试样的制备并对混凝土试样的坍落度、抗压和抗折强度进行测试,同时耐高温性能实验,结果证明:随着替代比的增加,坍落度、抗压强度和抗折强度均先增后减;煤废料的较优替代比为20%~30%。活化煤渣粉试样的早期强度增长率大;而活化煤矸石粉试样的长期强度增长率较大。当水灰比=0.45时,试样的抗压强度随着温度的升高先增后减,在100℃时达到极大值;当水灰比=0.5时,混凝土试样的抗压强度均随着温度的升高逐渐降低;活性煤渣粉试样界面区域的水合胶结构较最多,对照组次之,活化煤矸石粉试样较少。随着温度升高,试样表面的孔隙和裂缝明显增多且破坏面的破碎程度逐渐加剧。

资源化利用粉煤灰的混凝土强度预测模型

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为粉煤灰的可资源化利用以及准确评估粉煤灰混凝土的抗压强度,基于机器学习建模技术,构建了三个混凝土抗压强度预测模型(传统线性回归模型、决策树模型和支持向量机模型),对其抗压性能进行建模预测和对比分析。首先建立了相应的实验数据库,输入参数为水泥、粉煤灰、减水剂、粗骨料、细骨料、水和养护龄期等七个参数,抗压强度为输出参数。基于10折交叉验证,通过均方根误差(RMSE)、平均绝对误差和相关系数评估了上述三个模型在训练集上的性能,并对比各个模型在测试集上的性能。结果表明:养护龄期与抗压强度存在较高的相关性(0.60),粉煤灰对抗压强度的相关性高于水泥。传统线性回归模型在训练集和测试集的RMSE分别为7.27和5.91,决策树模型分别为2.72和9.23,支持向量机模型分别为5.34和4.09。综合来看,支持向量机模型在预测粉煤灰混凝土抗压强度方面具有较好的准确性和稳健性能。研究可为采用粉煤灰的混凝土提供强度设计指导以及推进粉煤灰的可资源化利用。

铁尾矿混凝土力学性质及耐久性

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究铁尾矿混凝土在受硫酸钠溶液干湿循环作用后的力学特性和耐久性,开展了受硫酸钠溶液侵蚀混凝土的抗压实验、抗氯离子侵蚀实验、抗冻实验和水化特性实验,分析不同铁尾矿掺量、干湿循环次数、溶液浓度对混凝土力学性质和耐久性的影响。结果表明:在铁尾矿掺量为30%、干湿循环次数为60次和硫酸钠浓度为5%时,混凝土的质量损失率较小而抗压强度耐腐蚀系数较大。随着铁尾矿掺量的不断增大,混凝土的抗氯离子侵蚀性能、抗冻性能越好,水化反应放热量不断减小。

铁尾矿粉对石灰石粉混凝土力学性能和氢氧化钙含量的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。本文研究了复掺铁尾矿粉和石灰石粉的掺量和比例对混凝土性能的影响。结果表明:随着复掺矿粉比例的不断增大,复掺矿粉混凝土强度均呈现出先增大后减小的变化规律,并在复掺矿粉比例为1∶2时取得较大值。在同一冻融循环次数作用下,混凝土质量损失率随着复掺矿粉比例的增大呈现出先减小后增大的趋势,而混凝土的相对动弹性模量却呈现出先增大后减小的变化趋势。在同一测定位置处,随着复掺矿粉比例的不断增大,复掺矿粉混凝土氯离子含量均呈现出不断减小,且在比例为1∶2时复掺矿粉混凝土氯离子含量的下降变快。综合实验结果得到,石灰石粉掺量为20%时混凝土的强度特性较佳,复掺矿粉比例为1∶2时混凝土的强度和耐久性均达到较佳。

硅藻土沥青混凝土流变性和红外光谱

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究硅藻土掺量对沥青混合料的物理性质、流变性能以及路用性能的影响,开展了不同硅藻土掺量作用下的沥青混合料基本物理实验、流变实验、高温稳定性和低温抗裂性能实验。结果表明:在硅藻土掺量为30%时,沥青混合料的软化点、锥入度和延度达到极大值,以及在硅藻土掺量为40%时,沥青混合料的针入度达到极大值,而延度的变化规律却呈现出不断增大的趋势。而温度为170℃作为沥青混合料的制备温度以及选取硅藻土掺量为30%作为沥青混合料低温抗裂性能较优值。同时,掺加硅藻土可以有效地提升沥青混合料的高温性能,但过量掺入硅藻土会弱化其高温性能。随着硅藻土掺量不断增大,沥青混凝土红外光谱中部分特征峰峰值的变化规律呈现出不断减小的趋势,且在沥青混凝土老化过程中,其内部的轻质组分受到高温的影响,发生了挥发现象,但是随着硅藻土掺量的不断增大,沥青混凝土老化后的轻质组分对应的特征峰峰值变化幅度却不大。

锂渣物化特性及其碱激发制备人造集料实验

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。伴随着我国锂矿冶炼规模增长,锂渣产量逐年增加,其资源化利用的必要性日趋凸显。为探明锂渣的物化性能及其作为胶凝材料制备人造集料的潜力,首先通过实验表征了宜春市锂云母锂渣和澳大利亚锂辉石锂渣的组成和性能,并分析其对碱激发性能的影响。其次,以氢氧化钠为碱激发剂,采用圆盘冷造粒法制备了两种锂渣人造集料,并测试了其抗压强度。最后,通过玻璃电极法、电感耦合等离子体质谱法、离子色谱法和分光光度法等实验论证了人造集料的环境风险。结果表明:锂云母锂渣的物化性质较锂辉石锂渣更适合用于碱激发制备人造集料,所制得的人造集料强度更高,液体浸出物也不具有环境危害性。