基于响应面法的碱硫酸盐激发固废型固化剂组成优化设计

论文采用响应面法对碱-硫酸盐激发固废型固化剂体系进行优化,以赤泥、矿渣、生石灰和脱硫石膏为变量因素,以流态固化土的7 d、28 d无侧限抗压强度和流动扩展度为评价指标,建立预测模型。结果表明:当赤泥掺量为26.6%、矿渣掺量为53.2%、石灰掺量为11.7%、脱硫石膏掺量为8.5%时,流态固化土的工作性能和力学性能均达到最优,响应值的实测值和预测值误差范围控制在5%内,表明该响应面法预测模型预测精度高。

酸酐固化剂复配对环氧树脂复合材料性能分散度的影响

酸酐固化剂因具有耐热性好、固化收缩小、绝缘性能好等优点,被广泛应用于电力装备用环氧树脂复合材料浇注体系。电力系统正在向高电压、大容量方向发展,对电力装备性能提出了更高要求。为获得高性能环氧复合绝缘材料,文中研究了5种常用酸酐固化剂对环氧复合材料性能的影响,发现苯酐存在固化物性能优异,但有固化工艺性差、固化物性能分散度大的问题。进一步,制备了苯酐/六氢苯酐复配固化剂,并研究了复配固化剂对环氧复合材料机械性能和电气性能的影响。实验结果表明,当苯酐/六氢苯酐复配摩尔比例为1∶3时,复配固化剂的熔点最低、固化工艺性较好,固化产物的拉伸、弯曲和击穿强度最大值虽略有降低,但平均值提升显著,分散度显著减小,且耐电弧性能提高了49%。

复合水泥固化剂固化泥炭土渗透性研究

针对泥炭土工程性质差、改良难度高的问题,本文提出了一种由超细水泥(UFC)和普通硅酸盐水泥(OPC)组成的复合水泥固化剂(CCS)用于固化模拟泥炭土,并通过渗压试验和X射线衍射(XRD)测试研究UFC对水泥土试样渗透性的影响规律。渗压试验结果表明:CCS掺入量相同时,试样渗透系数k随UFC质量分数的增加而减小,UFC质量分数大于12%时k值下降趋势显著减缓;CCS中UFC质量分数为12%时,k随CCS掺入量的增加而减小,CCS掺入量大于25%时下降趋势明显减缓。XRD测试结果显示,试样中水化硅酸钙(C-S-H)的衍射峰强度随UFC质量分数及养护龄期的增加而增强。相较于OPC,CCS以更少的水泥用量便能达到优异的固化效果,从而实现减碳目标。

复合型固化剂固化黏土强度试验研究

为研究固化剂-黏土的强度特性,养护7 d后,对不同水泥含量的固化土采用单轴无侧限压缩试验。试件处于干燥和泡水两种状态,测得黏土、固化剂掺入黏土、固化剂与水玻璃掺入黏土三种情况下试件单轴无侧限抗压强度。分析黏土名义黏聚力c′的演化特征。试验结果表明:其他条件不变,随着水泥含量的增大,试件强度先减小后增大,当水泥含量(质量分数)为7%时,试件强度最低;加入固化剂后的泡水试件强度随着水泥含量的增大而增大;加入固化剂能显著提高试件的抗压强度;加入固化剂和水玻璃,试件强度与单独加入固化剂相差不大;名义黏聚力c′与无侧限单轴抗压强度变化规律一致。

养护龄期和固化剂浓度对稀土矿山堆场土体固化效果的影响

为了探究复合土壤固化剂浓度和养护龄期对废弃稀土矿山堆场土体固化效果的影响,通过21组直剪实验,定量分析固化剂浓度(αw=2%、3%、4%、5%、6%)和养护龄期(t=3、7、14、28 d)对重塑土样抗剪强度以及剪切应力的影响规律。结果表明,随着固化剂浓度增大和养护龄期延长,土体黏聚力和内摩擦角均明显增大。当竖向压力为100 kPa、固化剂浓度为2%、3%、4%、5%、6%时,土样对应的峰值剪切应力分别为97.69、122.46、139.46、186.49、220.97 kPa。当固化剂浓度为6%、养护龄期为3、7、14、28 d时,土体的剪切应力峰值分别为158.24、189.29、210.61、220.97 kPa。当固化剂浓度为2%时,土样在剪切过程中剪切应力随着剪切位移增加而增大;当固化剂浓度为6%时,土样的剪切应力随剪切位移增加呈先增大再减小最后保持稳定的趋势。

OPC-MCA固化剂对盾构废泥的固化性能及其微观作用机制研究

通过添加高炉矿渣(GGBS)、脱硫石膏(FGDG)、铝酸钙粉、生石灰和明矾到普通硅酸盐水泥P.O42.5(OPC)中,制备一种新型盾构废泥改良材料OPC-MCA。首先,通过正交测试法确定OPC-MCA中各原料的最优配比。然后,使用该材料和OPC在10%~40%的掺量下处理芜湖市城南过江隧道工程产生的盾构废泥,并检测不同固化时间(3、7、28 d)下的抗压强度。最后,采用扫描电镜(SEM)、工业CT系统和X射线衍射(XRD)观察和分析固化后废泥试样的微观形貌、孔隙和裂纹特征以及矿物成分变化。研究结果表明:OPCMCA的最优材料配比为51%OPC、32%GGBS、8%FGDG、5%铝酸钙粉、3%生石灰、1%明矾;OPCMCA对芜湖盾构废泥的固化能力比OPC的强,在低掺量情况下更是如此;固化剂掺量和固化时间的增加会导致试样强度增加、脆性增强,并使部分试样转变为拉伸破坏;在OPC-MCA固化的试样中检测到了OPC固化试样中未检测到的水化硅铝酸钙(C-A-S-H)和单硫型硫铝酸盐(AFm),并且钙矾石(AFt)含量也更高;在同等掺量下,OPC-MCA固化试样中大尺寸孔隙的比例以及孔隙的总体积均比OPC固化试样的小。

滩涂淤泥固化剂配合比优化及其强度研究

为提高滩涂淤泥的资源化利用率,可以通过在滩涂淤泥中按一定的配合比加入由水泥、矿渣、石膏等制备的固化剂来提高其工程可利用性。探究了以水泥、矿渣、石膏为原材料的固化剂的固化效果。结果表明:根据抗压强度,确定水泥、矿渣和石膏的最优配比分别为22.5%、70.0%和7.5%;在掺入20%最优配比固化剂的情况下,固化后滩涂淤泥3、7、28 d无侧限抗压强度分别为1.51、2.03、3.37 MPa。微观分析表明,固化剂中水化产物与淤泥颗粒相互结合,提高了整体抗压强度。固化剂可以在有效提高滩涂淤泥资源化利用率的同时兼顾工程经济性。

多源固废土壤固化剂固化粉土质砂力学性能试验研究

粉砂土易松散难压实,遇水易崩解,在填筑路基时易出现各种病害,严重影响公路的使用性能。采用水泥和石灰固化的粉砂土具有较高的强度和良好的路用性能,但水泥和石灰生产成本高且生产过程排放大量二氧化碳,环境污染严重。为改善粉砂土力学性能,降低固化成本及环境污染,将电石渣、粉煤灰等工业固废制备成固化剂,用于固化粉土质砂,并探究了固化剂掺量、压实度、养护龄期等因素对固化土力学性能的影响。试验结果表明:1)固化土的CBR、无侧限抗压强度和劈裂强度随固化剂掺量的增大先升高后降低,10%固化剂掺量的固化土力学性能最佳;固化土的CBR、无侧限抗压强度和劈裂强度都随压实度的增长而增加;2)固化剂掺量≥2%的固化粉土质砂,能满足《公路路基设计规范》(JTG D30—2015)规定的上路床的填筑要求;3)固化剂掺量≥6%的固化粉土质砂,能满足《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20—2015)规定的底基层的强度要求。

复合型固化剂加固黄土物理力学特性试验研究

为研究复合型固化剂对兰州黄土的加固效果,通过一系列物理力学特性试验和微观结构分析,对不同配合比的复合型固化剂加固黄土的击实特性、无侧限抗压强度、抗剪强度参数、破坏模式和微观结构展开研究。结果表明:复合型固化剂可显著改善黄土的击实特性和水敏性,增大无侧限抗压强度和抗剪强度参数,0.2 L/m^(3)F1+3%水泥是复合型固化剂加固黄土的最佳配合比;与天然黄土相比,最佳配合比的复合型固化剂加固黄土的无侧限抗压强度、内摩擦角和黏聚力分别增大了633.26%、19.41%和421.18%,无侧限条件和围压为200 kPa时,试样的破坏应变分别减小了15.79%和25.00%,破坏应力分别增大了633.84%和127.66%;复合型固化剂通过F1离子交换作用和水泥水化反应,改变了粒间接触和排列方式,显著减小黄土中小孔隙和孔隙度,促进土颗粒团聚,提高密实度和强度。与天然黄土相比,最佳配合比的复合型固化剂加固黄土后孔隙度减小了5.91%。

HR软土固化剂的研制与工程应用

本文聚焦HR软土固化剂的研制与工程应用,重点探讨HR软土固化剂的主剂和辅剂的配合比及研发过程。通过室内试验和原位试验,对照性地评价软土在HR软土固化剂与水泥作用下的固化效果,观察土体在固化剂作用后力学性能的变化情况。试验结果表明:与水泥固化土相比,HR软土固化土的力学性能表现出显著优势。在相同固化时间内,HR软土固化土抗压强度均强于水泥固化土;从环境保护和经济效益层面出发,使用HR软土固化剂代替传统水泥进行软土固化,可极大减少水泥用量,该举措不仅降低了二氧化碳排放,而且大幅降低了工程造价。该研究对于软土地基处理工程、以软土为基材的预拌固化土具有重要的指导意义。

抗疏力固化剂改性黄土物理力学性质试验研究

研究目的:使用改性材料(固化剂)是黄土地基加固处理的常见方法,但传统改性材料存在一定问题,如石灰改性土的强度相对较低,且耐水性较差;水泥改性黄土的收缩性大,容易开裂,且会对环境造成一定的影响。因此,寻求环境友好、性能优良的土壤固化剂来解决传统改性材料存在的不足,对改性黄土具有重要意义。本文对抗疏力固化剂改性黄土进行试验研究,同时与水泥和石灰改性黄土进行对比分析,通过无侧限抗压强度、崩解及SEM等试验研究固化剂掺量和养护龄期对黄土强度、水稳性及微观结构的影响。研究结论:(1)抗疏力固化剂改性黄土的强度随着固化剂掺量和养护龄期的增加而增大,当养护龄期为28 d时,随着固化剂掺量的增加(1%~5%),抗疏力改性黄土的强度由55 kPa增长至95 kPa,其中5%抗疏力改性黄土的强度介于水泥改性黄土(370 kPa)和石灰改性黄土之间(71 kPa);(2)改性黄土的水稳系数和抗崩解性随着固化剂掺量的增加而不断提升,随着固化剂掺量的增加(1%~5%),抗疏力改性黄土的水稳系数由0.13提升至0.36,5%抗疏力改性黄土的水稳性介于石灰改性黄土(0)和水泥改性黄土(0.75)之间;(3)抗疏力固化剂显著提升了土体的斥水性;(4)随着固化剂掺量的增加(1%~5%),抗疏力改性黄土的渗透系数由0.63×10^(-6)cm/s降低至0.36×10^(-6)cm/s, 5%抗疏力改性黄土的渗透性介于石灰改性黄土(0.88×10^(-6)cm/s)和水泥改性黄土(0.32×10^(-6)cm/s)之间;(5)SEM图像显示,随着抗疏力固化剂掺量的提高,土体内部的大孔隙明显减少,土颗粒之间的连接更加紧密,分布更为均匀;(6)本研究成果可为黄土地区地基加固处理提供参考。

黄土固化剂及固化土养护液的配方优化研究

为提高土体固化剂加固新疆伊犁州黄土的固化效果,通过正交试验及AHPCRITIC主客观综合赋权法,进行黄土土体固化剂及固化土养护液配方优化试验,优化结果为:得到土体固化剂及固化土养护液的配方及各组分的优属度,在12%水泥掺量条件下,MBER土体固化剂的最优配合比为9%石灰、2%石膏、0.3%硫酸钠、0.3%硅酸钠、0.3%明矾、1.2%减水剂,其7d龄期的饱水无侧限抗压强度为3.23MPa,干燥无侧限抗压强度为10.23MPa,软化系数为0.32;固化土养护液的最优配合比为0.10 mol/L碳酸氢钠溶液、0.04mol/L硫酸钠溶液、2%纳米二氧化硅溶胶,其3d、7d和14d的饱水无侧限抗压强度分别为1.88MPa、3.76MPa和5.22MPa,其7d无侧限抗压强度相较于标准养护及纯水养护分别提高16.43%和13.00%,具有明显效果。

水泥基固化剂对余泥的固化效果研究

地铁施工过程产生的地铁弃渣、盾构泥浆经泥砂分离、压滤形成的余泥,是工业一大固体废弃物。为实现余泥的资源化利用,研究了2种水泥基固化剂对不同含水率余泥的固化效果,分析了固化剂的固化机理。结果表明:Ⅰ类固化剂主要通过C-S-H凝胶与钙矾石晶体对土颗粒的胶结黏聚作用进行固化,固化余泥无侧限抗压强度较高,最高可达15.01 MPa;Ⅱ类固化剂主要通过C-S-H凝胶以及Ca(OH)2、CaCO3对土体结构的填充作用进行固化,固化后余泥耐水性较好。余泥固化强度随水泥含量的增大而增大;固化剂在不同含水率下存在最佳配比,在含水率为20%时,用10%水泥掺量的Ⅰ类固化剂经济有效;含水率为25%~35%时,用12%水泥掺量的Ⅰ类固化剂固化效果最好。

改性异佛尔酮二胺固化剂的制备与固化性能研究

环氧树脂是一种应用广泛的热固性树脂,固化剂在环氧树脂体系占很大的比重。以环氧树脂对固化剂异佛尔酮二胺(IPDA)进行改性,通过不同的配比得到不同性能的改性固化剂。再以不同性能的改性固化剂分别与环氧树脂反应,制得不同的固化样品。运用Gelprof 518树脂行为分析仪对固化过程进行评价分析,对固化样品评价分析,改性固化剂的性能相较于未改性固化剂都有所提高,但性能存在不同,改性IPDA比例为m(NPEL-128)∶m(IPDA)∶m(benzyl alcohol)=9∶46∶45时,反应活性最强。此研究揭示了不同比例固化剂对环氧树脂固化的影响,为工业过程中固化剂改性提供了思路。

一种高速公路边坡用新型粘土固化剂制备及性能研究

为研究强降雨条件下高速公路粘土边坡加固技术,制备了新型粘土固化剂,并对不同固化剂浓度条件下改良粘土开展了7 d无侧限抗压强度和降雨条件的土壤损失率和含水率试验。结果表明,不掺固化剂的素红粘土的抗压强度为1.21 MPa,随固化剂质量浓度的增大,7 d无侧限抗压强度分别为1.32、1.52、1.68和1.47 MPa;当固化剂质量浓度为15%时,固化剂改良粘土的承载能力最强,抗压强度增大38.84%,较素红粘土提升幅度较大。改良粉质粘土的土壤总损失量随降雨时间增长而逐渐增大,但与固化剂质量浓度呈负相关。随水分蒸发时间的增加,改良粉质粘土试样的含水率呈现逐渐下降的趋势。在相同时间条件下,试样的含水率随固化剂质量浓度增加而提高。在不同固化剂质量浓度下,粉质粘土的含水率分别为28.75%、46.32%、68.11%、7.65%和80.15%,粉质粘土的保水性能大幅度增强。

甲基丙烯酸十三氟辛酯改性胺固化剂增韧环氧清漆涂层的性能和机理研究

[目的]氢化双酚A二缩水甘油醚环氧树脂(HBPA-EP)基涂层应用时脆性大、韧性不足、疏水性较差等问题亟待解决。[方法]使用甲基丙烯酸十三氟辛酯(C6F)对异佛尔酮二胺(IPDA)固化剂进行改性后,与HBPA-EP反应固化为涂层,研究了改性剂掺量对涂层疏水性能、力学性能、耐化学品性能和耐沾污性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振氢谱仪(1H-NMR)分析了C6F对IPDA的改性机理。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)对涂层拉伸断面形貌及表面氟元素的分布进行表征。[结果]C6F的氟碳链结构被成功引入到IPDA分子中。采用C6F改性IPDA制备的涂层在疏水性能和力学性能上都得到明显提高。C6F与IPDA的物质的量比为0.5∶1.0时所得涂层的性能最佳,其水接触角为118.2°,铅笔硬度达到2H,柔韧性为1 mm,粘结强度为16.2 MPa,在浸水、浸碱和浸酸8 d后未出现吸水溶胀现象,表面也具有良好的抗涂鸦沾污性能。[结论]改性后的IPDA与HBPA-EP反应形成了交联网状结构,氟碳键的存在使网状结构交联更加致密,实现了对HBPA-EP交联体系的有效调节,令改性涂层的疏水性能和力学性能均得到改善。

基于AHP的桥梁桩基钻渣改良固化剂遴选分析

改良固化用作路基填料是较好的桥梁桩基钻渣处理方式,可用于钻渣改良的固化剂种类较多,如水泥、石灰、粉煤灰、离子固化剂、有机聚合物固化剂等,以上各有优缺点,难以选择。对此,文中引入层次分析法(AHP)进行遴选分析,构建和求解钻渣改良固化剂遴选结构模型,根据计算结果确定固化剂适应性的优劣排序。结果表明,块状生石灰是钻渣最适宜的改良固化剂,其他依次为水泥、粉煤灰、离子固化剂、有机聚合物固化剂。遴选结果客观准确,遴选过程与结果具有较强的说服力。

环氧树脂固化剂专利技术分析

本文主要分析了环氧树脂固化剂的专利技术。环氧树脂作为热固性树脂,因其优异的机械性能、高粘合性以及耐热性和耐化学性广泛应用于多个领域。本文通过宏观数据分析全球和中国的环氧固化剂专利文献,探讨了该领域的整体专利发展趋势。研究发现,近年环氧固化剂的专利申请数量显著增长,特别是中国市场。

基于文献计量学的土壤固化剂研究进展与热点分析

为了探索近40年来“土壤固化剂”研究领域的发展状况、热门观点及研究进展,基于文献计量学,检索和筛选中国知网数据库(CNKI)中从1983-2023年收录的关于“土壤固化剂”研究的文献数据,协同VOSviewer可视化软件对文献数据进行统计分析。分析结果表明:经过筛选共分析文献766篇,40年来论文产出演化进程分为萌芽阶段、发展阶段、深化阶段;主要研究机构为西北农林科技大学、长安大学等,其中水利部水土保持生态工程技术研究中心的高建恩团队、中国地质大学的项伟团队、西北农林科技大学的樊恒辉团队发文量较高;发文量较多的期刊分别为北方交通、交通世界,而被引量较高的期刊为岩土力学;国内该领域以土壤固化剂的研究为主,衡量指标以无侧限抗压强度为主,以“土壤固化剂”、“固化剂”、“无侧限抗压强度”为代表的关键词分别出现346次、126次、90次;土壤固化剂领域内出现频次≥5的热点关键词组有效聚类分为4个聚类群,聚类标签分别为土壤固化剂、固化剂、无侧限抗压强度、固化机理;主题演化分析显示,生态友好、高效可行的土壤加固技术为当下最活跃的研究领域,深入土木工程、土壤科学、土壤物理学以及材料科学等领域交叉融合是未来土壤固化剂研究发展的方向。未来在土壤机理深入研究及绿色环保固化技术、高效固化剂开发、一体化固化技术等方面将成为研究热点,致力于不断寻找绿色高效的固化剂,达到提高固化土壤的效果和速度。

硅氧烷改性聚醚胺固化剂对环氧连接漆的性能影响研究

为了解决低表面能防污面漆与常规防腐底漆之间匹配应用性能较差的问题,利用低表面能防污面漆的物理特性及活性基团特征,制备硅氧烷改性聚醚胺固化剂;以常规环氧连接漆配方为基础,通过探讨硅氧烷改性聚醚胺固化剂对连接漆的微观形貌、邵氏A型硬度、静态水接触角、附着强度的影响,确定专用连接漆中硅氧烷改性聚醚胺固化剂的添加量;将专用连接漆与低表面能防污面漆结合后,测试了体系的FIIR谱,对体系进行了耐甲苯/氨溶液浸泡和浅海浸泡性能测试,探究了专用连接漆的界面反应机理及实海应用性能。结果表明:硅氧烷改性聚醚胺固化剂的胺氢当量为200~300,旋转黏度为180~250 mPa·s(25℃),硅氧烷改性聚醚胺固化剂可显著提高专用连接漆的自流平性能、降低邵氏A型硬度、增大静态水接触角、增强各漆膜间的相容性;当硅氧烷改性聚醚胺固化剂添加质量分数为6%时,可实现与防污面漆的最佳连接效果,附着强度达2.1 MPa左右,且相互间为稳定牢固的化学键合,浅海浸泡试验结果明显优于常规环氧连接漆。本研究结果可有效解决低表面能防污面漆与底漆之间的配套问题,延长防腐防污涂层整体的使用寿命。