New lightweight geomaterials:Biocemented sand mixed with expanded polystyrene beads

Lightweight geomaterial（LWGM）possesses such merit characteristics as low unit weight,environmental protection（recycling these materials instead of stockpiling them）,buffering mechanical property and thermal insulation[1].LWGM,an attractive substitute for earth fills,

掺加玻化微珠颗粒对混凝土力学性能和导热系数的影响

研究了玻化微珠颗粒对混凝土力学性能和导热系数的影响,试验采用玻化微珠替代普通砂(质量取代率)的方法在混凝土中掺加玻化微珠。结果表明,玻化微珠掺量越大,其在混凝土搅拌过程中破损率越高,玻化微珠颗粒的引入会降低混凝土的密度、抗压强度、弹性模量、导热系数。

疏浚淤泥泡沫塑料颗粒轻质混合土的抗剪强度特性

疏浚淤泥泡沫塑料颗粒轻质混合土是一种新型的轻质土工材料,在轴向加载条件下,轻质混合土试样内部微裂纹的发生是从EPS颗粒与固化土的结合面处开始的。随着水泥及EPS颗粒添加量的不同,它的莫尔破坏包络线有折线型和直线型2种表现形式。与一般的土体不同的是,其抗剪强度机理应考虑轻质混合土试样胶结结构的逐渐破损效应。

疏浚淤泥EPS颗粒轻质混合土本构模型研究

不同配比的EPS颗粒轻质混合土的等向压缩试验和固结排水剪切试验结果表明,轻质混合土的力学特性,取决于试样的胶结结构强度及试验所选择的围压.基于殷宗泽建立的双屈服面模型,通过引入能反映轻质混合土胶结结构强弱的参数β,及反映其胶结结构逐渐破损的参数ω,建立了考虑轻质混合土结构性的弹塑性本构模型.模型试验结果表明,改进模型能反映不同配比EPS颗粒轻质混合土变形的基本规律.

膨胀珍珠岩-玻璃微珠复合制品试验研究

使用自行研制的SPG复合粘结剂对膨胀珍珠岩-玻璃微珠复合制品的制备进行了初步试验研究。结果表明,由于空心玻璃微珠可填充膨胀珍珠岩颗粒之间的较大孔隙,使导热系数比普通珍珠岩制品有较大幅度的下降,使用温度也有所提高。在本试验条件下所制实验室样品25℃的导热系数为0.048 W(/m·K),500℃导热系数为0.101 W(/m·K),制品的抗压强度为1.21 MPa,抗折强度为0.43 MPa,体积密度为195 kg/m3,800℃、3 h烧后线收缩率不大于1.5%。

高含水率疏浚淤泥混合固化轻质土试验研究

疏浚淤泥EPS颗粒混合轻质土是一种新型的轻质土工材料,具有密度小、强度高等特点,在工程中具有广泛的应用前景。本文对高含水率的白马湖疏浚淤泥进行了室内轻质土配比试验,系统分析了水泥掺量、EPS颗粒掺量以及养护龄期等因素对轻质土的密度及无侧限抗压强度这两个重要参数的影响规律。研究结果表明,轻质土的密度主要由EPS颗粒掺量控制,而水泥掺量和养护龄期对轻质土的密度影响较小;轻质土的强度受水泥掺量、EPS颗粒掺量和养护龄期的影响,其强度随龄期与水泥掺量的变化规律与一般水泥土一致,而强度与EPS颗粒掺量之间存在一个阈值。

引气剂对不同集灰比玻化微珠保温砂浆性能的影响

主要研究了引气剂对不同集灰比保温砂浆性能的影响。试验结果表明,玻化微珠保温砂浆的密度、导热系数、力学强度、干燥收缩率均随着集灰比的升高而下降;相同水灰比的情况下,引气剂的掺入可增加砂浆的稠度,降低砂浆的密度和导热系数,大幅减小砂浆的干燥收缩,但同时也会造成硬化后砂浆力学强度下降;与单纯依靠提高集灰比改善砂浆热工性能的工艺相比,适量掺加引气剂可以在较低集灰比的情况下达到所需的热工性能,而且砂浆的粘结强度更大,干燥收缩率更小。

有机轻集料混凝土的单轴受压试验研究

研究了原发发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒、再生EPS颗粒或废橡胶粒部分取代粗集料的有机轻集料混凝土在单轴受压时的破坏形态、弹性模量、应力-应变全曲线等,并采用不同公式对有机轻集料混凝土的应力-应变全曲线进行拟合.结果表明:各轻集料混凝土的应力-应变全曲线总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点与普通混凝土不同;轻集料混凝土的弹性模量和峰值应力显著低于基准混凝土,再生EPS混凝土的弹性模量与原发EPS混凝土的相近;橡胶混凝土的弹性模量和峰值应力最低,但其峰值应变与峰值应力比是各混凝土中最高的;混凝土的弹性模量、峰值应力和峰值应变随着原发EPS掺量的增加而下降;采用不同公式对有机轻集料混凝土的应力-应变全曲线进行拟合得到的拟合曲线与试验数据相关性较好,相关系数达93%以上.

接枝聚合法回收废发泡聚苯乙烯(EPS)的研究

将一定量的废发泡聚苯乙烯(EPS)溶解在苯乙烯单体中进行自由基悬浮聚合,以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,活性磷酸钙(TCP)和聚乙烯醇(PVA)为分散剂,制备了聚苯乙烯(PS)微球。在聚合油相反应液中,随着废EPS添加量的增加,反应液黏度升高,聚合反应搅拌速率和分散剂用量必须随之提高,废EPS的添加量最好不超过苯乙烯质量分数的20%。凝胶含量分析和凝胶渗透色谱(GPC)分析结果表明,聚合反应过程中,体系中发生了均聚、接枝和交联反应,生成的PS微球分子具有线型、支化和交联3种结构类型,并且随着废EPS添加量的增加,产物中凝胶含量先增加后减少;差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)结果表明,聚合产物的耐热性能随着废EPS添加量的增加而稍有提高。

EPS颗粒轻质混合土的弹塑性增量本构模型

根据不同配比的EPS颗粒轻质混合土的等向压缩试验和固结排水剪切试验结果,研究了轻质混合土的变形特性。以殷宗泽所建立的双屈服面模型为基础,建立了考虑轻质混合土结构性的弹塑性本构模型。模型的试验验证结果表明,改进模型能反映不同配比EPS颗粒轻质混合土变形的基本规律。

热膨胀微球发泡剂对TPU泡沫结构与性能影响

以热膨胀微球(TEM)为发泡剂,采用两步法珠粒发泡工艺制备了热塑性聚氨酯(TPU)泡沫材料,系统分析和讨论了TEM含量对TPU发泡材料微观结构和性能的影响。采用双螺杆挤出机在170℃下挤出,再在温度为180℃的平板硫化机中预热7 min,保压5 min,可制得发泡效果较优的泡沫制品,泡孔分布均匀,呈闭孔结构。TPU泡沫密度随TEM含量增加先减小后增大,发泡倍率先增加后减小,并在TEM含量为5%时达到最小值和最大值,分别为0.515 g/cm3和2.03。压缩强度和邵氏硬度随TEM含量增加先降低后增加,并在TEM含量为5%时均达到最小值,分别4.75 MPa和55。因此,可通过控制TEM含量制备结构、性能可调控的TPU泡沫。

膨胀玻化微珠表面改性及其机理研究

分别使用无机矿粉、胶乳、乳化硅油对膨胀玻化微珠进行表面改性,对比三种改性剂对膨胀玻化微珠的堆积密度、体积吸水率、筒压强度的影响,并对表面改性机理进行了分析。结果表明:三种改性剂均能有效作用于玻化微珠表面,无机矿粉在玻化微珠开口孔和表面生成水化产物对其进行封堵与包裹,乳化硅油在玻化微珠表面形成一层硅烷的憎水层,胶乳在玻化微珠表面形成具有一定厚度的胶粘膜包裹层。无机矿粉可有效增加玻化微珠的筒压强度,乳化硅油可高效降低玻化微珠吸水率,胶乳可提高玻化微珠的筒压强度及降低吸水率,是一种有效的玻化微珠表面改性剂。

膨胀珍珠岩复合漂珠低密度水泥浆体系的应用研究

常用的低密度减轻材料漂珠产量较少、货源紧缺,单一的漂珠作为减轻剂导致生产成本高,因此优选了一种成本低、来源广的减轻材料-改性膨胀珍珠岩。提出在漂珠低密度水泥浆中复配部分改性膨胀珍珠岩的方案。室内实验评价结果表明,该体系密度在1.45 g/cm^3～1.60 g/cm^3可调,水泥浆具有良好的沉降稳定性、流变性,且失水量少、早期强度高等特点。对比同一密度下,采用部分改性膨胀珍珠岩复合漂珠的低密度水泥浆与单一的漂珠低密度水泥浆相比,在性能差别不大的情况下能有效的降低成本。该体系在现场应用6井次,固井电测解释表明,水泥浆返高能达到设计要求,而且固井质量优质,能够满足油气层段开采需求。

泡沫塑料颗粒种类对轻质混合土力学特性的影响

轻质混合土是一种新型的轻质土工材料,具有轻质、环保、高强等特点。本文对添加不同种类泡沫塑料颗粒的轻质混合土试样进行了无侧限抗压强度试验、等向压缩试验及三轴剪切试验。试验结果表明:泡沫塑料颗粒种类对轻质混合试样的力学特性有较大的影响。

聚丙烯可发性珠粒的制备及其发泡性能研究

以多官能团丙烯酸酯类单体为辐照敏化剂,在氮气氛围中经^(60)Co-γ射线辐照,制备了高熔体强度聚丙烯(HNSPP)并以此为原料,制备了聚丙烯可发性珠粒。通过扫描电镜观察了可发性珠粒的泡孔形态,探讨了发泡剂、成核剂对珠粒密度的影响,测试了可发性珠粒模塑成型后的力学性能。结果表明:体系发泡剂含量为6份,成核剂SiO_2的含量为2份的时候,聚丙烯可发性珠粒的发泡效果最好,珠粒密度最小为0.09 g/cm^3,且力学性能较之普通聚丙烯发泡珠粒所得的制品有了很大的提高。

可发性苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物珠粒的制备和铸模性能研究

采用悬浮聚合和可发处理两步法制备了气化模铸造专用的可发性苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物珠粒。过氧化二苯甲酰为引发剂,聚合温度70～80℃,共聚物玻璃化温度(Tg)105℃;0 65MPa下进行可发性处理,发泡剂含量w(发泡剂)=6 5%,发泡成型密度0 021g/cm3。实验中研究了共聚物的相对分子质量、组成、热性能与铸模性能的关系。用制备的可发性共聚物珠粒进行了铸件浇注实验,得到了表面质量良好的铸件。

消失模发泡珠粒射料充填过程模拟

针对消失模铸造模样制造过程中的发泡珠粒射料充填问题,建立数学模型描述珠粒射料充填过程中的气固两相流动过程并进行了数值模拟,采用双流体模型描述气体相和颗粒相,SIMPLE方法求解气固两相的连续方程和动量方程。为验证模拟结果,采用自行设计的模具进行珠粒射料充填,并用数码摄像机记录了整个射料过程。数值模拟和试验结果显示:在射料充填前期,模具底部空气流动速度快,携带能力强,到达模具底部的珠粒都被带到顶部堆积。珠粒充填超过2／3以后,珠粒才开始在底部堆积,最后形成一个椭圆形漩涡并逐步消失。数值模拟和试验结果符合较好。

冻结作用下复合填料水分迁移与冻胀特性研究

在补水条件下,对4种聚苯乙烯(EPS)颗粒掺量的复合填料试样施加3种冷端温度(-5,-10,-15℃)冻结,开展水分迁移及冻胀特性测试与分析.研究了冻结作用下复合填料温度分布特征、水分迁移规律和冻胀变形特性,基于温度场和水分场的相关性分析了复合填料抗冻胀破坏机理.结果表明,一定程度地增加EPS颗粒含量,会使复合填料冻结温度与热阻提高,温度传导、冻结锋面移动速率以及冻结深度递减,已冻区含水率增量变小,冻结锋面和未冻区含水率增量变大,冻胀量减少,有助于缓解冻胀破坏.TIF颗粒掺量为0.5%～1.0%(质量分数)时,复合填料抗冻胀性能较好.抗冻胀机制与EPS颗粒的隔热、阻水和吸纳作用有关.

玻化微珠保温砂浆配合比的正交试验研究

通过正交试验,研究了膨胀珍珠岩与玻化微珠复合骨料、粉煤灰、聚丙烯纤维和引气剂对保温砂浆的物理、力学性能以及保温性能的影响。用膨胀珍珠岩与玻化微珠按适宜比例配合组成复合骨料来制备保温砂浆,可有效改善骨料颗粒级配,降低砂浆的干密度,提高强度。掺加粉煤灰,不仅可降低砂浆的干密度,而且可有效降低成本。在砂浆中掺入聚丙烯纤维可有效提高砂浆的抗折强度。引气剂的掺入可以进一步降低砂浆的干密度,改善其保温性能,同时也可提高砂浆的流动性。

玻化微珠与闭孔膨胀珍珠岩的性能比较

玻化微珠和闭孔膨胀珍珠岩是一种新型、优质的保温材料,经过对玻化微珠和闭孔膨胀珍珠岩以及其它的保温材料性能方面的大量试验表明,玻化微珠虽然性能方面优于闭孔膨胀珍珠岩,但在实际施工搅拌时玻化微珠表面玻化封闭球面容易破碎,体积收缩,闭孔膨胀珍珠岩性能明显地优于玻化微珠。