半水磷石膏固化原状磷石膏制备胶凝材料及性能研究

以原状磷石膏（RPG）为基材,通过单因素实验研究了原状磷石膏（RPG）与β-半水磷石膏（HPG）相对掺量以及生石灰、水泥、硅灰3种掺合料对磷石膏基复合胶凝材料（PGBM）抗压强度、抗折强度及软化系数的影响规律以及作用机理。结果表明：HPG、生石灰、水泥、硅灰相对掺量的增加均能有效提高PGBM的强度及软化系数,其中硅灰的作用最为明显。但是,当生石灰和水泥的掺量（以质量分数计）分别大于4%和6%时,对PGBM耐水性能的改善不明显。当RPG与HPG相对掺量（质量分数比）为7∶3,生石灰、水泥、硅灰掺量（以质量分数计）分别为4%、12%、5%时,试件28 d抗压强度和软化系数分别可以达到26.29 MPa和0.79。微观分析表明：各掺合料主要通过水化产物填充率影响RPG颗粒之间的接触强度,进而对PGBM的强度和耐水性产生影响。     

固相法合成LiFePO4/C正极材料的电化学性能

以廉价原材料FeSO4·7H2O为铁源,以蔗糖为碳源,采用固相法合成了锂离子电池正极材料--LiFePO4/C复合材料.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试技术对不同铁源合成的LiFePO4/C复合材料的结构、形貌和电化学性能进行研究.结果表明:合成的样品具有均一的橄榄石型结构,以FeSO4·7H2O为铁源合成的LiFePO4/C复合材料的循环性能和高倍率放电性能均优于以FeC2O4·2H2O为铁源合成的LiFePO4/C复合材料的;由FeSO4·7H2O合成的LiFePO4/C复合材料的5C倍率放电比容量为105.9 mA-h/g,经循环30次后,容量仍高达105.2 mA-h/g.     

水热法合成尖晶石型Li4Ti5O12及其电化学性能

以钛酸丁酯和乙酸锂为原料、三乙醇胺为结构导向剂,通过水热法合成前驱物,然后采用固相烧结制备Li4Ti5O12,探讨不同的钛锂比和煅烧温度对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响,并通过XRD、SEM、恒电流充放电和循环伏安测试对其进行表征.结果表明:当钛和锂的摩尔比为1:0.82、煅烧温度为800 ℃时,制备得到平均粒径为200 nm的纯相尖晶石型Li4Ti5O12,并具有良好的电化学性能;在0.1C倍率下,其首次放电比容量高达到181.7 mA-h/g,经过50次循环后放电比容量仍有151.5 mA-h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量仅为6 μA-h/g;当电流倍率增大到2.0C时,其首次放电比容量仍然保持135 mA-h/g,从第5次到第50次循环,平均每个循环放电比容量衰减量为0.48 mA-h/g.     

混杂纤维对脱硫石膏基复合胶凝材料性能影响

掺加聚乙烯醇（PVA）纤维、玄武岩纤维（BF）及混杂纤维（PVA纤维与BF）对脱硫石膏基复合胶凝材料性能进行改性,研究纤维复合材料的力学性能、耐水性能及耐干湿性能;应用电镜扫描技术对复合材料的微观形貌进行观察,探讨纤维对脱硫石膏基复合胶凝材料的影响机制。结果表明:PVA纤维掺量为1.5%时复合材料力学性能较好,试样的绝干抗折强度和绝干抗压强度较空白组分别提升了92.55%和32.62%;混杂纤维掺量为0.9%时耐水性能较好,试样的抗折软化系数较空白组提升了46.60%、吸水率低至13.87%;混杂纤维掺量为0.6%时耐干湿性能较优,干湿强度系数较空白组提升了50.74%。     

热处理时间对磷石膏基复合胶凝材料劈裂抗拉性能的影响

通过恒温烘箱对磷石膏(PG)进行热处理,复掺灰钙粉、普通硅酸盐水泥、缓凝剂及减水剂制备磷石膏基复合胶凝材料(PGCM),研究热处理时间对PGCM的劈裂抗拉强度、轴心抗压强度与劈裂抗拉强度折减系数、破坏形态、劈裂抗拉应力-应变曲线的影响规律。结果表明:PGCM的劈裂抗拉强度随热处理时间的延长先增加后减小,当热处理时间为90 min时,PGCM的劈裂抗拉强度最大达到1.68 MPa;轴心抗压强度与劈裂抗拉强度折减系数随热处理时间的延长几乎都减小,PGCM的劈裂抗拉强度为轴心抗压强度的4.2%~9.2%;PGCM的破坏形态主要有中心开裂破坏、局部破坏和次要裂缝破坏;PGCM的劈裂抗拉应力-应变曲线先逐渐上升后呈直线下降。结合试验数据,得到PGCM的轴心抗压强度与劈裂抗拉强度的换算关系以及劈裂抗拉应力-应变上升段曲线方程,拟合结果与试验数据较吻合。     

碳酸钙晶须对脱硫石膏基复合胶凝材料性能的影响

在脱硫石膏基复合胶凝材料(DGCM)中加入不同掺量的碳酸钙晶须,探究了碳酸钙晶须对DGCM的力学性能、耐水性能及耐候性能的影响,并从微观角度揭示碳酸钙晶须的作用机理。结果表明,掺入碳酸钙晶须可以有效改善DGCM的力学性能,随着晶须掺量的增加,硬化体7 d与28 d的绝干抗压强度先缓慢上升后下降又逐渐上升,而绝干抗折强度呈现波动状态;掺入碳酸钙晶须对DGCM耐水性能的提升效果不明显,当掺量大于1%后,大多数试样的吸水率都较空白组有所上升,而软化系数有所下降;碳酸钙晶须有助于提升DGCM的耐干湿性能和耐冻融性能,当掺量为1%时,基体的干湿循环溶蚀率最小达到0.22%,冻融循环强度系数最大达到0.75,试件的耐候性能较好。     

基于正交试验的泡沫脱硫石膏基复合材料性能研究

为了解掺和料对泡沫脱硫石膏材料各项性能的影响顺序，基于正交试验的方法，在脱硫建筑石膏中掺入复合硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、微硅粉3种掺合料，并通过物理发泡的方法制备泡沫脱硫石膏基复合胶凝材料，研究了泡沫脱硫石膏基复合材料硬化体的物理与力学性能，同时结合极差与方差分析对其进行影响因素大小判断。结果表明：微硅粉是影响泡沫脱硫石膏材料强度、吸水率及干密度的重要因素，而粒化高炉矿渣粉主要影响软化系数的大小。结合工程实际应用需求，通过极差与方差分析得出泡沫脱硫石膏基复合材料最佳试验方案为A₂B₁C₂，即复合硅酸盐水泥掺量为12%、矿渣粉掺量为10%、微硅粉掺量为10%。