CW环氧树脂灌浆材料的固化动力学研究

CW环氧树脂灌浆材料在三峡、葛洲坝和丹江口等水利工程中得到广泛应用,目前针对其固化动力学的试验研究鲜有报道。采用非等温DSC法对CW环氧树脂灌浆材料的固化反应过程进行了试验研究,获得了CW环氧树脂灌浆材料在5,10,15,20,25 K/min 5种升温速率条件下的DSC曲线。通过Kissinger方程和Crane方程,得到了固化反应的表观活化能E_a、表观频率因子A和反应级数n,并建立了针对CW环氧树脂浆液的n级固化动力学模型。该模型可以预测和分析CW环氧树脂灌浆材料固化反应特性,再结合试验数据,能够更好地指导浆液的改性理论研究和工程实践。     

环氧防护材料固化收缩应力试验研究

本文采用自制装置对实验室研制的两种水工环氧防护材料的固化收缩应力和应变进行了试验测定,应力和应变增长曲线显示,两种材料体系约50％的收缩应变在凝胶点之前发生.实测了两种材料体系分别经过45h和26h的固化收缩应力,结果数值都比较小,最大的约0.2MPa,同时通过DSC测试确定了此时两种体系的反应程度分别为94.1％和95.5％,并据此对后期固化应力进行了计算,从而得到两种体系的全部固化应力分别约为0.671MPa和0.060MPa.结果表明,两种环氧体系的固化收缩应力比较小,对应用中材料应力状态的影响不大.     

碳热还原法合成TiB_2的反应动力学研究

采用TG-DSC热分析仪,对碳热还原法合成TiB2的反应混合物进行了热重分析,采用全程等温热重法,对碳热还原法合成TiB2的反应过程进行了动力学研究,并对反应产物进行了XRD分析。研究结果表明,碳热还原法合成TiB2的反应过程分为三个阶段:第一个阶段试样单位面积的失重与反应时间成抛物线关系,反应速率由碳的扩散过程所控制,反应的表观活化能为168.36kJ/mol;第二阶段试样单位面积的反应失重与时间成线性关系,反应速率由化学反应速率所控制,反应的表观活化能为165.28kJ/mol;第三阶段试样单位面积的失重与反应时间成抛物线关系,这一阶段的反应速率由碳的扩散过程所控制,反应的表观活化能为218.47kJ/mol。     

阻燃密封胶在地铁人防工程中的应用研究

为了研究能适合地铁人防工程要求的防火封堵材料,本文根据环氧树脂固化后具有收缩率低、耐化学介质、对各种金属和部分非金属材料均有良好的粘结性能等优点,选择以环氧树脂做为密封胶基质,研制出可专门用于地铁人防封堵工程的阻燃密封胶。结果表明:采用无机、有机双核协效膨胀阻燃体系,不仅保持了环氧树脂胶黏剂优良的物理力学性能和高强的粘结性能,还使阻燃密封胶具有优异的阻燃抑烟性能。     

混凝土固化徐变理论在拱坝徐变试验成果中的应用分析

介绍和分析了混凝土固化徐变理论的特点与适用条件。对二滩水电站大坝不同岩性的全级配混凝土徐变试验成果进行了研究,采用固化理论对试验数据进行分析,说明固化徐变理论能够准确拟合徐变函数,对建立混凝土非线性徐变理论模型有重要的应用价值。     

黄原胶-粉煤灰联合处理酸污染土试验研究

绿色环保型生物聚合物黄原胶应用于岩土工程,可提高土体强度及抗风蚀、水蚀能力。鉴于黄原胶分子中的丙酮酸基团和糖苷键在酸性土壤条件下易水解,导致凝胶黏性减小、固土效果减弱,拟采用碱性材料粉煤灰协同黄原胶固化酸污染土,并开展液塑限、击实及无侧限抗压强度试验。结果表明：粉煤灰有助于提高固化土的塑限、最优含水率及最大干密度。酸性土壤条件下,粉煤灰能明显改善黄原胶固土效果,联合法固化酸污染土强度甚至超过联合法固化未污染土。另外,粉煤灰可提高土壤的pH值,缓解黄原胶水解,使其发挥增黏及胶结土颗粒的作用。基于试验结果,建议采用联合法固化酸污染土（FA=9%,XG=3%）,可比酸污染上海黏土强度提高310%;在未污染土中采用黄原胶即可（XG=4%）,可比未污染天然上海黏土强度提高90%。研究成果有助于绿色环保型生物聚合物的推广与应用。     

YTG岩土固化剂在渠道防渗工程中的应用

通过对岩土固化剂在渠道防渗实际工程中的应用,分析论证了YTG与土颗粒胶凝在一起,形成新的格构,并且初期施工的压实效应会使格构间联系的更加牢固,YTG改善了土的物理力学性能,发挥了固结剂的强度。这种固结反应使得固化土能够在水和空气中硬化,具有早期强度高、长期强度保持稳定增长。其固化土防渗层就地取材、投资小、施工简单、受环境影响小,为渠道防渗提供了新的途径。     

YTG岩土固化剂在南水北调东线主干渠防渗工程中的应用

本文通过对岩土固化剂在渠道防渗工程中的应用,分析论证了YTG与土颗粒胶凝在一起,形成新的格构,并且初期施工的压实效应会使格构间联系得更加牢固,YTG改善了土的物理力学性能,发挥了固结剂的强度。这种固结反应使得固化土能够在水和空气中硬化,具有早期强度高、长期强度保持稳定增长的特点。其固化土防渗层就地取材、投资小、施工简单、受环境影响小,为渠道防渗提供了新的途径。     

胶凝堆石料力学特性的离散元数值模拟研究

利用离散元方法对胶凝堆石料力学特性进行了数值模拟研究。针对胶凝堆石料的属性,对黏结模型进行了特殊赋值,得到了与室内试验一致的数值模拟结果,分析胶凝强度对该材料偏应力峰值、内摩擦角的影响,进一步通过胶凝堆石料和无黏结材料的对比,研究了偏应力、体应变的变化规律。结果表明:采用离散元方法从细观尺度对颗粒胶凝材料的研究可以作为大三轴室内试验的补充,适用于胶凝材料的机理研究、分析宏-细观参数等因素的影响;模拟过程和结果与试验结果一致;细观接触黏结强度对宏观内摩擦角和黏聚力均有影响,与偏应力峰值强度成指数函数关系。     

城市污水处理厂不同性状污泥填埋工艺的试验研究

根据上海城市污水处理厂处理工艺和污泥的物理化学特性,将污泥分为生化污泥和化学污泥,提出了生化污泥与矿化垃圾混合填埋,化学污泥固化填埋两种污泥填埋工艺.研究表明,生化污泥与矿化垃圾按10:7的比例进行混合填埋可以达到污泥填埋的土力学要求,并可加速污泥厌氧产气反应和有机质的降解,缩短污泥稳定化的时间;污泥固化填埋采用一种新型的M1镁系胶凝固化剂,加入量为5%时,可以达到污泥的填埋要求,并对污泥中的重金属具有固化作用.     

混凝土温度特性参数的反演分析

对不同养护温度条件下的混凝土绝热温升进行了研究，用化学反应速率描述时间和温度对混凝土绝热温升的影响，用反演分析中的最小二乘法回归分析实验数据，探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系及用等效时间表示的混凝土绝热温升公式。     

基于等效龄期的抗冲耐磨混凝土力学性能预测

等效龄期法主要应用于实际温度历程下混凝土的抗压强度预测,而对抗拉强度和弹性模量等抗裂性参数的预测却鲜有报道。为进一步完善相应的实验方法,验证用等效龄期法参于测定、计算实际温度历程下混凝土力学性能参数的适用性,通过测试抗冲磨混凝土绝热温升,以实际工程为数值计算模型,获得了温度匹配历程曲线;随后以3种活化能有明显区别的抗冲磨混凝土(FA、FAS、EA)为例,采用ASTM C 1074-04方法测定了其砂浆活化能。基于Arrhenius公式计算混凝土在温度匹配养护(TMC)过程中的等效龄期,结合其标准养护(SC)下抗拉强度和弹性模量的经时发展模型,得到实际温度历程下的力学性能计算值,其结果与采用实际温度历程进行温度匹配养护得到的实测结果较为一致。     

考虑养护温度的水泥土搅拌桩强度模型探讨

室内水泥土标准试验与现场水泥土搅拌桩在养护温度和成桩工艺方面存在较大差异,导致室内水泥土抗压强度难以合理反映现场水泥土搅拌桩抗压强度。为此引入等效龄期理论和调整系数分别反映不同温度历程和成桩工艺对现场水泥土搅拌桩抗压强度的影响,从而建立考虑养护温度的水泥土搅拌桩强度模型。首先在室内开展了5、20、40 ℃ 3种不同养护温度的水泥土抗压强度试验;然后采用最小二乘法估计了水泥土活化能,并采用优化算法辨识了水泥土抗压强度模型参数;最后基于典型水闸工程地基温度和桩身强度检测值,识别了该模型的调整系数。分析表明,同龄期水泥土抗压强度随养护温度的增加而增加;成桩工艺差异对水泥土强度影响较大;新模型能较好地反映水泥土搅拌桩强度的发展规律。     

不同养护方式下锂渣反应程度和微观形貌

锂渣反应程度对锂渣混凝土性能的影响较大,为此,采用盐酸溶解法测试水泥-锂渣浆体中锂渣的反应程度,通过电镜扫描和能谱研究水泥-锂渣砂浆的孔结构和水化产物,并探讨养护条件(标准养护、热养护、碱激发、碱激发和热养护)对上述指标的影响。结果表明:锂渣复合胶凝材料中锂渣的反应程度随龄期的延长而增大,养护条件的改变也能促进锂渣反应程度的增长,相对而言,碱激发和热养护的促进作用＞碱激发＞热养护＞标准养护;同时,锂渣的掺入或养护条件的改变都会改变砂浆的孔径分布,达到细化孔结构和改变浆体中水化产物含量的目的。因此,养护条件的改变能促进锂渣反应程度的提高和细化浆体的微观结构。     

不同养护方式对水泥-锂渣浆体水化程度影响

为了分析水泥-锂渣浆体的水化程度, 采用高温煅烧法测试各龄期的化学结合水, 结果发现:水泥-锂渣浆体的化学结合水量随龄期的延长而增加, 水化3 d和7 d时能达到水化90 d时的60%和80%。高温养护、碱激发、高温和碱激发均能提高锂渣复合水泥基材料早期的化学结合水量, 最高可达3~4倍, 提高的幅度依次为碱激发和高温养护＞碱激发＞高温养护＞标准养护。高温和复合环境养护也能提高水泥的水化程度, 1~28 d内, 锂渣掺量在40%以内时, 水泥水化程度相对指数(ψ值)均大于1;掺量为60%时, ψ值均小于1。综上, 高温养护、碱激发、高温和碱激发均能提高锂渣和水泥的水化程度, 高温和碱激发复合作用时较为显著。     

基于均匀设计的高地温隧洞衬砌混凝土抗压强度影响规律研究

以分析高地温隧洞环境对衬砌混凝土性能的影响规律为目标,采用高地温湿度养护箱模拟高地温隧洞中的温湿环境,进行衬砌混凝土的养护,利用均匀设计的试验方法获得较为全面的试验数据,通过回归分析得到不同养护龄期的回归方程,归纳出温度、水胶比、砂率三个主要因素对衬砌混凝土单轴抗压强度的影响规律。结果表明:通过回归方程,温度、水胶比及砂率均可找到一个最优值(如水胶比为0.42、砂率为45%、养护温度为57℃)使得衬砌混凝土的单轴抗压强度达到最大值;随养护温度的升高,最大衬砌混凝土单轴抗压强度对应的水胶比及砂率均有所增大,如养护龄期为28 d时,水胶比为0.31(养护温度55℃)、0.52(养护温度115℃)。因此,混凝土养护温度较高时,应适当增大水胶比及砂率。     

NaOH激发无机聚合物的水热合成及其性能研究

以NaOH为碱性激发剂,粉煤灰与偏高岭土为前驱体材料进行研究,采用水热合成方法制备无机聚合物。通过单因素试验和正交试验,以强度为指标确定最佳水固比、 NaOH浓度、粉煤灰掺量、蒸养时间和温度。并研究了不同配比试样的抗压强度、流动性能,通过XRD分析其反应产物。结果表明,采用水热合成的方法可以显著提高无机聚合物的强度,同时在进行水热合成之前进行室温下的预养护有利于强度的提高。最优工艺参数为：粉煤灰掺量50%, NaOH溶液为10 mol/L,60℃热固化4 h后脱模,经室温养护24 h,在100℃蒸养24 h可制得地强度高达45．5 MPa聚合物材料。     

MgO混凝土变形模拟中新的"等效龄期"法

为考虑变温条件对MgO混凝土微膨胀过程的影响,提出了一种新的“等效龄期”法。采用该方法,可以简便地对实际工程中MgO混凝土的自生体积变形进行计算,并能保证较高的精度,为MgO补偿收缩混凝土的温度场、应力场计算提供了方便。分析还证实,计算过程中是否考虑温度的影响,对变形模拟的结果有较大的影响,考虑温度影响的变形过程线将更加合理有效。