Structures of Sodium Silicate Glass

The structural model of sodium silicate glass plays a crucial role in understanding the properties and the nature of binary glass and other more complicated silicate glasses.This work proposes a structural model for sodium silicate glass based on the medium-range ordering structure of silica glass and the information found from the Na_(2)O-SiO_(2) phase diagram.This new model is different from previous ones.First,the sodium silica glass is both structurally and chemically heterogeneous on the nanometer scale.Secondly,the sodium cation distribution is Na_(2)O concentration-dependent.In order to reflect the structural change with Na_(2)O concentration,it requires two different schematic graphs to present the glass structure.The model can be extended to other binary and multiple component silicate glasses and can be experimentally verified.

水化硅酸钙晶种研究进展

水化硅酸钙(C-S-H)是人们使用最多的材料水泥的主要成分,其对水泥基材料的强度有很大贡献。人工合成CS-H晶种作为纳米材料掺入水泥基材料后,可以改变水泥基材料的水化产物进程,甚至可以为水泥基材料赋予特殊的性质。为此,介绍C-S-H晶种的吸附作用和对水泥的外加剂作用,以及目前关于C-S-H晶种改性方面的研究。

层状硅酸钙作为润滑添加剂的减摩抗磨性能研究

制备出油酸改性的层状硅酸钙材料,用四球机和面摩擦试验机考察改性层状硅酸钙材料作为润滑添加剂在液体石蜡中的抗磨减摩作用,并通过扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌。结果表明:所制备的改性层状硅酸钙材料在基础油中有较好的分散稳定性,在适宜添加量范围内和一定的载荷下可以明显增强液体石蜡的减摩抗磨性能;层状硅酸钙层间易滑动,作为润滑添加剂可使摩擦因数降低;晶体结构发生挤压变形,以片状形式脱落,并在摩擦表面形成含有Ca和Si的润滑膜,起到良好的抗磨作用;层状硅酸钙特殊的层状结构,是其具有优良减摩抗磨性能的原因。

竹浆绿液絮凝除硅工艺的探讨

采用絮凝法处理竹浆绿液中的硅,对絮凝除硅工艺絮凝剂的选择、工艺条件和流程的确定进行了研究。结果表明,铝盐改性钠基膨润土-CPAM-CaO对竹浆绿液中的硅有高效的去除作用,硅去除率最高可达99.9%。最佳工艺条件为:铝盐改性钠基膨润土用量26 g/L,质量分数0.4%的CPAM用量15 mL/L,CaO用量15 g/L,搅拌时间10 min,澄清时间5 min。并通过红外光谱分析结果验证了絮凝除硅法的可行性。

超声波改性硅酸钙处理焦化废水的实验研究

利用超声波改性硅酸钙并用其处理焦化废水生化出水,对比了改性前后硅酸钙吸附性能的变化,研究了改性硅酸钙投加量、吸附时间、pH对吸附效果的影响。结果表明,在相同条件下,改性硅酸钙对COD、NH3-N的去除率优于硅酸钙。改性硅酸钙的最佳吸附条件:改性硅酸钙投加质量浓度20.0 g/L、振荡时间45 min、pH=6,此时COD的去除率为41.16%,NH3-N的去除率为66.16%。

协同水化制备水硬性材料及其水化产物的研究

按钢渣、矿渣和粉煤灰以5∶3∶2的比例组成复合废渣,在改性水玻璃等激发剂的协同作用下,制备得到的浆体28 d抗压强度高达53.56 MPa,凝结时间及安定性均合格。通过X射线衍射(XRD)分析、电子扫描电镜(SEM)形貌观察等对浆体中的水化产物进行分析,结果表明,在协同水化作用下,水化产物中存在网络状的水化硅酸钙(C-S-H)。

低钙硅比设计对聚合物加固砂浆性能和微观结构的影响

通过低胶凝材料用量内掺硅粉/纳米Si O2,辅以其它少量化学添加剂,制备了低Ca/Si聚合物加固砂浆(RPM),对砂浆的力学性能、收缩率、界面粘结强度、抗渗及冻融等性能进行了测试,通过SEM和XRD分析了不同龄期净浆的微观结构。当水泥、粉煤灰、硅粉、纳米Si O2、胶粉和膨胀剂掺量分别为40%、5%、1.0%、0.04%、2.0%和2.0%时,制得的聚合物加固砂浆28 d抗折、抗压强度分别为12.7、82.3 MPa,14 d粘结强度为2.6 MPa,抗渗压力为2.7 MPa,其它性能也符合JG/T 289—2010对Ⅰ级加固砂浆的要求。

改性硅酸钙用于养殖废水厌氧处理过程中除磷研究

为了实现在养殖废水厌氧处理的过程中同时除磷,自行制备改性硅酸钙(MCS),并对其物相和微观进行了表征;随后将其投加到正在运行的厌氧反应装置中,以考察其对养殖废水厌氧处理过程中除磷效果的影响。结果表明:制备的MCS纯度高、粒径小,为半结晶低有序度的水合硅酸钙单相,磷吸附量高达111.04 mg/g。重要的是,MCS的投入不仅未对UASB反应的运行和处理效果产生不良影响,而且可以提高反应器中污泥的活性,并可大幅提高反应器中磷去除率到99.5%,而未投加MCS的对照组中磷去除率仅为50%。

水化硅酸钙粉体补强橡胶的性能

动态水热法合成的超细水化硅酸钙粉体,进行表面改性后在炭黑检验配方中完全取代炭黑以用作橡胶的补强填料。对所得复合橡胶进行性能测试,发现掺量为40%,且以160℃、3 min为硫化条件时,其硫化胶的拉伸强度、抗撕裂强度与同配方下N220炭黑橡胶基本一致,且扯断延伸率明显增大。结论是低温低压动态水热合成工艺下制备的水化硅酸钙无定型超细粉体,经过改性剂B改性后与天然橡胶所得的复合橡胶强度性能较好,在实验室条件下与中超强N220炭黑补强效果相当。

季冻区软黏土路基电动化学加固试验研究

目的利用电动化学加固方法治理季冻区铁路路基冻害,为电动化学法处理寒冷地区软土路基冻害提供理论依据.方法进行4组室内电动化学加固试验,监测试验过程中的电流、排水量及能耗值.通电结束后7 d,对阳极、中间和阴极区域的承载力进行测试.结果试验T4的承载力增加最大,7 d的龄期达到了156 kPa,相较于初始承载力提高了近3.5倍;分别在阳极注入氯化钙,阴极注入水玻璃,土体各区域的强度提高均匀;利用改性聚氨酯处理中间渣土层,形成了致密的隔水层,切断了土层间的水力联系,减缓了地下水通过渣土层向上迁移的问题,切断了上层粉质黏土冻胀的补水通道.结论应用电动化学加固治理软黏土路基的冻胀问题,可以降低土体含水率,提高土体强度,并有效形成防渗隔水膜,可以有效解决季节性冻土区路基冻害问题.

氯盐侵蚀-冻融循环耦合作用下改性糯米灰浆耐久性能增强方法

为改善传统糯米灰浆应用在砖石古建筑修复与加固中的酥碱冻害,掺加质量分数为12.5%、25%和50%的偏高岭土与1%的麻纤维,获得了一种改性糯米灰浆复合材料。以力学强度、质量损失及相对动弹性模量为依据,详细研究了改性灰浆的应用性能。利用红外光衍射、X-ray粉末衍射和扫描电镜等微观分析方法,系统探究了改性灰浆在标准养护、冻融老化及氯盐侵蚀-冻融循环耦合作用下的性能演变机理。结果表明,混掺纤维和偏高岭土能显著改善灰浆的强度、抗冻性与耐盐性。偏高岭土生成的水化凝胶C-S-H与C-A-H可固化氯离子生成弗里德尔盐以抵抗孔隙破坏,增强了灰浆在氯盐环境下的抗冻性。氯盐侵蚀-冻融循环耦合作用下耐久性指标随麻纤维的掺加而小幅增大,随偏高岭土掺加而先提升后降低。其中以在糯米灰浆中混掺1%麻纤维与25%偏高岭土的增强方法最优。

硅酸钙板用改性硅树脂涂料的研制

以自制丙烯酸酯改性硅树脂为基体树脂,绢云母粉为填料,配合硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷和萜烯树脂,制得硅酸钙板用涂料。讨论了填料与基体树脂质量比(填基比)、硅烷偶联剂用量和萜烯树脂用量对涂料性能的影响,较佳的制备条件为:填基比为0.5,硅烷偶联剂质量分数20%,萜烯树脂质量分数8%。其涂膜表面光滑,铅笔硬度3H,附着力0级,耐酸碱性良好。

固相法制备Ca_2La_8Si_6O_(26):Eu红色荧光粉

采用高温固相法制备新型Ca2La8Si6O26:Eu红色荧光粉,通过使用X射线衍射、相对亮度仪以及荧光光谱仪对制备的样品进行测试。结果表明:合成的荧光粉主晶相为Ca2La8Si6O26,并且可被394nm的近紫外光和464nm的蓝光有效激发,产生红光发射,主发射峰位置位于614nm(5 D0→7F2)。通过合成制度的研究,确定Ca2(La0.7Eu0.3)8Si6O26红色发光粉的最佳煅烧合成温度为1 400℃,Ca2(La1-xEux)8Si6O26中Eu3+的最佳制备浓度x=0.3。采用4.5%(摩尔分数)Li2CO3作为助熔剂,或添加0.05的Bi 3+离子作为敏化剂,可有效提高1 400℃煅烧的Ca2La8Si6O26:Eu的发光性能。并且还通过改变基质阳离子进行改性,发现阳离子为Ca2+时,发光性能最好。

水化硅酸钙超细粉体制备及表面改性

用生石灰和石英砂作为原材料,在水热反应条件下,制备了水化硅酸钙超细粉体。采用偶联剂干法改性处理方法,对水化硅酸钙粉体进行表面改性试验。对处理后的改性粉体进行沉降值和吸油值的测定,以评估改性剂种类、改性剂掺量对水化硅酸钙粉体表面改性的影响。实验发现:铝酸酮类偶联剂H-4,501和502改性水化硅酸钙粉体,其吸油值分别为20,35(mL/100g)和36(mL/100g)(以100g改性粉体吸收邻苯二甲酸二辛酯的体积),沉降值分别为0.2,0.4mL和0.3mL;钛酸醑类偶联剂改性粉体其吸油值上升到40(mL/100g),沉降值为0.5mL;硅烷偶联剂改性粉体的吸油值为87(mL/100g),沉降值为0.65 mL。通过激光粒度分布仪检测,未改性水化硅酸钙粉体其平均粒度为0.972μm,经1%铝酸酯类偶联剂H-4改性处理后其平均粒径降低到0.56μm,粉体的分散性大为提高。结果表明:以铝酸酯类偶联剂对水化硅酸钙粉体的改性效果较好,钛酸酯类偶联剂次之,硅烷类偶联剂改性效果较差。

ZrO_2改性CaO-SiO_2复合生物涂层的制备及表征

以CaO稳定的ZrO2为原料,与适量SiO2在1400℃下反应,制得Ca2SiO4不同含量(质量分数:20%、40%、60%)的ZrO2改性CaO-SiO2复合粉体,并采用大气等离子体喷涂技术制备涂层。利用X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)及能量色散谱(EDS)对涂层相组成和形貌进行表征。涂层的体外生物活性和稳定性以模拟体液(SBF)和Tris-HCl缓冲溶液浸泡实验进行评价。结果表明:ZrO2改性CaO-SiO2基复合涂层在SBF中浸泡后,表面形成磷灰石能力与Ca2SiO4含量有关,Ca2SiO4含量低于40%的涂层表面难以形成磷灰石;改性涂层在Tris-HCl缓冲溶液中的降解率远小于纯Ca2SiO4涂层,其降解率随Ca2SiO4含量增加而增加。通过优化涂层各组分含量,可望获得生物活性好而又抗生理体液侵蚀的长效稳定涂层。

改性硅酸钙对Cd^(2+)的吸附性能及其对Cd污染土壤的修复潜力

通过吸附-解吸实验和土柱淋溶实验,研究了改性硅酸钙对镉(Cd^(2+))的吸附性能及对Cd污染土壤的钝化效果。结果表明,改性硅酸钙对Cd^(2+)有较强的吸附能力,其吸附平衡时间在60 min左右,对溶液pH有较宽的适应范围,且当pH呈中性时,对Cd^(2+)的吸附效果最好。由Langmuir模型拟合结果可知,改性硅酸钙对Cd^(2+)的饱和吸附容量可达441.55 mg·g-1。改性硅酸钙对Cd^(2+)有较好的吸附稳定性,适合用于Cd污染土壤的修复。土柱淋溶实验表明,改性硅酸钙对Cd污染土壤的钝化效果明显,不仅降低淋溶液Cd^(2+)含量,使淋溶液Cd^(2+)累积量显著降低47.01%,还使土壤CaCl2-Cd浓度显著降低94.4%,并促使土壤易溶态Cd向难溶态Cd转变。

改性硅酸钙对养殖废水厌氧除磷过程中污泥特性的影响

采用化学沉淀-分散剂法制备改性硅酸钙(modified calcium silicate,MCS),以进一步提高养殖废水厌氧处理过程中同步脱碳除磷能力。首先,本研究采用沉淀溶解理论解析MCS磷吸附特性机理,再将MCS投加到厌氧反应装置中,并通过测定污泥的颗粒粒径、表面EPS和Zeta电位变化,以深入探讨MCS对厌氧污泥特性的影响。结果表明:MCS与磷酸钙的沉淀转化能力最强,平衡常数K值高达7.8×105,而且发生的吸附沉淀反应不受其他离子的干扰;MCS投加到反应装置中,污泥颗粒平均粒径和D80累计粒径增幅分别达到72.46%和72.97%、EPS量增加了约11%、Zeta电位值由-19.8 m V降到了-3.6 m V,因此MCS投加到反应器中不仅增大了污泥的颗粒粒径,还可缩短了污泥颗粒化的时间并增强污泥的活性。