糯米浆灰土无侧限压缩和三轴剪切离散元分析

糯米浆灰土是一种常见的遗址保护建筑材料,为研究糯米浆灰土压缩加载过程中的糯米-石灰胶结破坏和接触组构演化情况,采用离散单元法开展了糯米浆灰土无侧限压缩和三轴剪切离散元模拟。首先基于软胶结模型考虑糯米浆-石灰的强度特征,制备了糯米浆灰土离散元试样;然后通过参数敏感性分析为试样赋予合理的接触模型等效模量和胶结强度参数,最后对试样开展无侧限和三轴压缩模拟。结果表明:离散元模拟能再现糯米浆灰土加载试验的主要特征;加载过程中胶结破坏数量先缓后快增加,最终趋于平缓,胶结破坏呈现一定的聚集效应;无侧限压缩下胶结接触主要发生拉伸破坏,随着围压增加,剪切破坏接触数量增加;试样偏组构快速增加段为胶结破坏诱发。

盾构渣土原地资源化利用研究

城市盾构工程渣土就地处理已成为亟待解决的工程难题。以杭州之江路输水管廊及道路提升工程为背景,取现场废砂、废浆进行再利用为石灰基盾构同步注浆浆液配比试验。通过与现场原配比浆液稠度和泌水率对比,分析了盾构渣土再利用为石灰基盾构同步浆液的可行性及配比方案。研究发现:1)盾构泥水处理系统应对盾构渣土进行分级,将渣土分级为泥浆、细砂、石块,便于后续再利用。2)泥水盾构渣土中的废弃细砂、废浆均可再利用为石灰基盾构同步注浆材料。废砂的使用配比,应综合考虑废砂与工程用砂粒径分布、初始含水率的差异。废浆的使用,应综合考虑其相对比重与其所含膨润土的含量。3)通过减少减水剂添加量,可显著增加盾构废砂、废浆分级再利用配制出的石灰基同步注浆浆液的稠度,使其满足工程需要。研究结果表明:盾构废砂、废浆经分级后可以再利用配制石灰基同步注浆浆液,为盾构废砂、废浆处理提供一定的参考。

模拟酸雨对砂浆的强度、物相和孔结构影响的研究

建立了周期浸泡和喷淋两种加速腐蚀试验方法，并分别研究ｐＨ为５．６、３．５和ｐＨ为１．０，ＳＯ２－４分别为０、０．０６、０．１０、０．２０ｍｏｌ／Ｌ等６种模拟酸雨对砂浆的影响．研究表明：砂浆受蚀后强度降低，其下降程度与材料中ＣａＯ和ＳＯ３／ＣａＯ的比值成二元线性关系；酸雨中Ｈ＋的侵蚀将使材料中ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３和Ｆｅ２Ｏ３组分流失，Ｈ＋和ＳＯ２－４的协同作用，使材料中ＳＯ３／ＣａＯ的比值增大；材料强度大幅度降低的根本原因，是受蚀后原［ＣａＮａ］［ＳｉＡｌ］４Ｏ８、ＫＡｌＳｉ３Ｏ８、０．６２ＮａＡｌＳｉ２Ｏ８·０．３８ＣａＡｌ２等物质逐渐消失，而转化成ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ、ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、Ｃａ－Ｆｅ－Ａｌ－Ｓ－Ｓｉ－Ｏ，甚至体积更大的Ｃａ３Ａｌ６Ｏ１２·ＣａＳＯ４，从而导致材料空隙率增加、孔径分布不均匀．因此，酸雨对砂浆的危害。

添加剂强化石灰石石灰FGD过程的某些浆液特性

测定了不同浓度不同添加剂强化下的石灰石烟气脱硫浆液的固相沉降时间、上清液密度及滤饼固含量,实验结果表明:使用添加剂时,实验条件下滤饼固含量有所下降,但影响不大;浆液固相沉降时间的不同,可能与浆液中亚硫酸钙固相产物的含量及晶粒大小和晶型不同有关;添加剂不同,上清液密度也有差异。镁强化石灰脱硫浆液,沉降过程可分为快速沉降和慢速沉降两阶段;固相中亚硫酸钙的含量高则沉降速率较慢;与非强化石灰脱硫过程相比,滤饼固含量稍低。脱硫实验同时表明,使用添加剂有利于抑制设备结垢。

低压旋流雾化喷嘴的雾化性能

石灰浆液雾化喷嘴是烟气喷雾干燥脱硫系统的关键设备。利用Win212-2型激光粒度分析仪,对不同结构参数的低浓度石灰浆旋流雾化喷嘴的低压雾化性能进行了实验研究,得出了喷嘴结构参数对喷嘴雾化性能的影响规律和石灰浆低压旋流雾化喷嘴的最优化结构参数。优化后的喷嘴结构参数为:旋流片槽数为4,旋流片槽张角6°,旋流室收缩角90°,D/d=4.4～6.4,D/b=6～8,L/b=3.3～4.0。该喷嘴在0.8MPa的低压下,雾化粒度可达到100μm以下,雾化角为70°左右,具有良好的雾化性能,比普通喷嘴的雾化性能有较大提高。

传统建筑泥灰类加固材料的性能研究与机理探讨

人们已经发现一些古建筑所使用的传统材料具有较好的加固作用,其耐久性、强度、与建筑本体的和谐、以及与环境的友好等方面都具有突出的优点。但是由于当时科学技术水平的限制,以及天然材料混合物本身的复杂性,这些传统材料的加固机理一直未被人们充分认识。为了利用和发展传统材料的优势并为古建筑和文物保护服务,本工作选择最具中国特色的以石灰等无机材料为基料,以糯米浆和蛋清等天然生物材料为配料的古代建筑灰浆配方和三合土配方,开展了一系列加固性能研究,并且结合现代SEM和XRD分析仪器,对一些典型的样品进行了微观结构和形貌分析。结果发现,这些古代配方具有现代复合材料的某些特点,即通过无机/有机相互协同的效应,达到了较好的加固效果;重要的是发现糯米浆具有一定的生物矿化的模板作用,即糯米浆的生物大分子对碳酸钙的结晶和生长起到了调控作用,使方解石结晶体的大小和形貌具有一定程度的有序性。本研究为传统材料进一步科学地应用于古建筑和石质文物的修复加固提供了新的思路。

低浓度石灰浆雾滴荷电特性的试验研究

为深入探索石灰浆液荷电雾化脱硫的机理,对石灰浆雾滴荷电特性进行了研究。通过石灰浆雾滴荷质比、喷雾场的测试和机理分析表明:石灰浆雾滴的荷电效果与浆液流量、雾化角、充电装置结构参数、充电电压等诸多因素有关;荷质比随浆液流量、雾化角的增大而增大,但雾化角进入稳定值后继续增大流量对提高荷质比的作用不明显;电极放电电压随喷嘴与电极距离、名义雾化角和流量的增大而减小;在本试验条件下,流量<45 L/h时存在最佳电压值,约为11 kV,流量>45 L/h时荷电电压值宜控制在约12 kV;石灰浆雾滴荷电能有效地使雾滴细化而且分布趋向均匀。

模拟酸雨对砂浆影响的研究

建立了周期浸泡法和喷淋试验法等两种加速腐蚀试验方法，并分别研究ｐＨ为５．６、３．５和ｐＨ为１．０、ＳＯ为０、０．０６、０．１、０．２ｍｏｌ／Ｌ六种模拟酸雨对砂浆的影响。研究结果表明：砂浆受蚀后强度降低，其下降的程度与材料中ＣａＯ和ＳＯ３／ＣａＯ的比值成二元线性关系；酸雨中Ｈ＋的侵蚀将使材料中ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３和Ｆｅ２Ｏ３组分流失，Ｈ＋和ＳＯ的协同作用，使材料中的ＳＯ３／ＣａＯ的比值增大；受蚀后的砂浆其物相发生较大的变化，变化趋势是原［ＣａＮａ］［ＳｉＡｌ］４Ｏ８、ＫＡｌＳｉ３Ｏ８、０．６２ＮａＡｌＳｉ２Ｏ８·０．３８ＣａＡｌ２等矿物晶体逐渐消失，而转化成ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ、ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、Ｃａ－Ｆｅ－Ａｌ－Ｓ－Ｓｉ－Ｏ，甚至体积更大的Ｃａ３Ａｌ６Ｏ１２·ＣａＳＯ４。因此，酸雨对砂浆的影响，主要是Ｈ＋侵蚀引起的溶解腐蚀和ＳＯ侵蚀引起的膨胀腐蚀。

石灰浆液喷嘴雾化特性

石灰浆液雾化喷嘴是烟气喷雾干燥净化系统的关键设备。利用Win212-2型激光粒度分析仪,对外混及内-外混相结合双流体石灰浆液喷嘴的雾化特性进行了试验研究,分析了气液质量比、石灰浆液浓度等参数对雾化粒径分布和雾化角的影响规律。结果表明,气液质量比增大,浆液液滴平均直径减小,但当气液比增大到一定值后,粒径变化趋于平缓;浆液浓度增加,液滴平均直径增加;气液质量比增加,雾化角减小。

荷电喷雾脱硫实验与机理分析

对湿法烟气脱硫系统引入静电效应后产生的脱硫增益作用进行了实验测定 .清水水雾和石灰液浆滴荷电前后的脱硫效率比较实验结果表明 ,对于中等SO2 浓度 ,这种效应可使雾滴或浆滴脱硫效率增加 8个百分点左右 .理论分析指出 ,荷电对强化烟气脱硫是有益的 ,雾滴或浆滴带电后本质上提高了雾滴的表面活性 ,改善了脱硫通道中雾滴的弥散程度 ,从而加速了SO2

夯土-水硬石灰与石英砂浆液-木锚杆锚固系统性能

运用室内物理模型试验和原位试验,对基于水硬石灰与石英砂浆液的木锚杆锚固系统在夯土介质中进行了拉拔测试与杆体-浆体界面应变监测,研究了该锚固系统的锚固性能与破坏模式、杆体-浆体界面剪应变分布与传递特征。试验结果表明,该锚固系统50cm锚固长度可以提供30~45kN(室内)与16.2~19kN(现场)的极限锚固力;锚固系统具有较强的延性;在加载进程中杆体-浆体界面的应力分布与传递特征具有单峰值或双峰值分布、界面应力向锚固末端传递、压应力出现在锚固段中末端等特征,表现出复杂的受力特性。研究结果表明,该锚固系统在结构形式和力学性能上适合于夯筑土遗址加固,并与遗址体具有较好的兼容性。

酸沉降对非金属建筑材料腐蚀机理的探讨

将酸雨对非金属建筑材料的整个腐蚀过程分为腐蚀初期、中期和末期３个腐蚀阶段，进而提出腐蚀机理。对整个腐蚀过程探讨表明：酸雨对材料的腐蚀是酸雨中Ｈ＋和ＳＯ２－４共同侵蚀作用的结果；Ｈ＋将溶解硬化水泥石中的Ｃａ（ＯＨ）２，ＳＯ２－４将与硬化水泥石作用生成膨胀性的物质ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ。因此，酸雨对非金属建筑材料的腐蚀，主要是Ｈ＋引起溶解腐蚀和ＳＯ２－４引起的膨胀腐蚀。

提升管内熟石灰浆液雾化脱除烟气中SO_2过程的研究

应用非接触在线测量SO2浓度装置,研究了提升管内熟石灰浆液雾化时SO2脱除过程。研制了夹层式抽气热电偶,测得了浆液雾化干燥时烟气温度场分布。结果表明:SO2脱除和浆液干燥过程沿塔高呈先增加后降低的趋势,在距离喷嘴200mm处出现SO2脱除和温度降低份额的最大值。浆液雾化区径向温度呈双峰分布。气液质量比由0.1提高到0.2时脱硫效率提高8%;雾化高度提高。夹层式抽气热电偶适于测量气液两相流场内气体温度,通过测定温度场可以判定浆液蒸发情况,标定不同工况喷嘴雾化状态。

管道内烟气喷雾脱硫的研究

对不同SO2 初始浓度下 ,竖直管道内利用石灰浆喷雾脱除烟气中二氧化硫的方案做了实验研究 ,以模拟石灰液喷雾对燃煤锅炉尾气中SO2 的吸收效果。结果表明 ,可以在较低的钙硫摩尔比下 ,用这一方法使中等浓度SO2 烟气获得较高的脱硫效率。本研究结合双膜理论和双反应面模型 ,对石灰浆滴吸收SO2 的机理给出了解释 ,说明了实验现象和某些类似实验研究的结果。

电厂湿法脱硫系统石膏脱水困难的影响因素

针对火电厂湿法脱硫系统,结合实例,对可能造成石膏脱水困难的常见因素进行了分析。结果表明,石膏脱水系统运行情况的优劣直接影响石膏脱水效果,且原烟气SO2浓度和飞灰含量,脱硫反应条件,吸收塔系统、废水处理系统设备的运行,石灰石浆液质量等均影响石膏的脱水效果。

采用石灰浆液荷电雾化的脱硫机理试验研究

采用环形电极、机械雾化喷嘴等组成的荷电雾化装置,通过测试石灰浆液的荷质比、喷浆脱硫前后烟气中二氧化硫浓度的变化,探讨和分析了不同流量时的荷质比变化规律,首次对不同荷电电压、荷质比与脱硫效率的关系进行研究。结果表明:雾滴的荷电效果与浆液流量有关,且对于同一喷嘴存在荷电效果最佳的流量值;在相同钙硫比条件下,浆液荷电相对于非荷电时脱硫率明显提高;在不同钙硫比情况下,浆液荷电与非荷电的脱硫率变化趋势基本相同。

三相流态化烟气脱硫模拟中试试验研究

在参考国内外大量湿法脱硫研究经验的基础上 ,提出一种适合我国国情的烟气脱硫技术路线 :三相流态化吸收式烟气脱硫工艺。建立了处理烟气量 2 0 0 0Nm3 h的模拟中试实验装置 ,并进行大量石灰浆液烟气脱硫试验研究 ,总结出流态化反应器的脱硫性能及其影响因素。试验结果表明 :流态化反应器脱硫效率随着浆液浓度、喷射管插入深度、搅拌速度等的增加而增加。当浆液pH值在 5～ 8之间 ,喷射管插入深度 16 0～ 2 0 0mm(相应的喷射器的压降约为 15 0 0～ 190 0Pa) ,喷射速度为 10～ 2 5m s左右 ,循环倍率为 3倍 ,浆液浓度为 7%以下 ,反应温度 5 5～ 6 0℃ ,对反应加以搅拌和对产物强制氧化 ,可以获得 95

石灰浆液荷电雾化脱硫的化学反应动力学研究

运用烟气分析仪和pH计进行化学反应动力学试验,得到石灰浆液荷电雾化吸收SO2的反应级数、速率常数和反应速率方程,进而计算出在不同Ca/S摩尔比、SO2浓度以及荷电电压下的反应速率,并与石灰浆液荷电雾化脱硫的试验脱硫效率进行比较.结果表明:随着Ca/S摩尔比和充电电压的增大,反应速率增大,脱硫效率提高,且反应速率增大和脱硫效率提高的趋势基本一致;从微观的化学机制角度分析,雾滴荷电后确实可以增大化学反应速率,提高石灰浆液的脱硫效率,同时认为荷电对反应速率产生增益作用的原因主要是增大了单位容积内活化分子的百分数、单位接触面积上活化分子的有效碰撞次数和雾滴与烟气的接触几率.

药剂真空预压法处理工程废浆中生石灰的增渗作用

针对上海某桩基施工现场产生的工程废弃泥浆,将传统的固化剂生石灰作为添加药剂,在静置沉降阶段测试了不同添加量时浑液面沉降随时间的变化;对于静置沉降后不同添加量的泥浆絮体进行了真空预压试验,研究了真空预压过程中的排水量变化特性及试验结束后模型箱内的颗粒分布特性,采用MIP试验研究了真空预压前、后不同位置处孔隙的分布变化规律;基于SEM试验解释了生石灰在废浆处理中的水化作用。研究结果表明:(1)加入生石灰不仅能加快静置沉降阶段浑液面的沉降速率,而且由于生石灰水化物结晶体能将土颗粒联接起来,形成体积较大、结构松散、可以起到骨架作用的土团粒,后期的增渗作用十分明显;(2)在0.2%、0.5%、0.8%生石灰的3种添加量中,掺量为0.5%时,静置沉降和真空预压阶段泥面沉降速度均为最快;(3)经药剂真空预压法处理后,废浆中的孔隙孔径由处理前的3 184~11 308 nm为主减小至681~3 244 nm为主,孔隙总量减小约60%~79%。

石灰浆荷电雾化特性的试验

将静电效应引入石灰浆烟气脱硫中,是烟气脱硫技术发展的新途径.而对石灰浆荷电雾化特性的研究则是石灰浆荷电雾化脱硫技术的关键.首次应用三维粒子动态分析仪（3D- PDA） 建立石灰浆荷电雾化试验装置,测定了石灰浆荷电雾化后的速度和粒径分布特性.对不同的荷电电压和石灰浆流量进行了测试,并运用相关的数据处理方法,得到了荷电石灰浆滴的三维速度与粒径的相关和统计特性.结果表明静电效应的引入能很好地提高石灰浆雾化质量,同时提高了浆滴的速度以及改善了粒径分布的均匀性,在荷电电压为5～10 kV时效果尤为明显.