钾基地聚物防火涂料性能与陶瓷化研究

钢结构因具有多种优点而被广泛应用于工程建筑领域,但其在火灾高温环境下会丧失力学性能,造成结构失效,因此对钢结构进行防火保护成为关键。以偏高岭土、矿粉和憎水处理后的膨胀珍珠岩为主要原材料,模数为1.5的钾水玻璃为激发剂,制备非膨胀型钾基地聚物基防火涂料,并采用大板燃烧法研究该涂料在1 200 ℃下的防火性能;同时,对其在室温、1 000 ℃以及1 100 ℃热处理前后的力学性能、表观形貌、物相组成、微观结构演变进行了表征分析,探究地聚物在高温过程中的陶瓷化过程。结果表明:该防火涂料具有优异的防火能力,在1 200 ℃下进行2 h耐火极限试验后,钢板背面温度低于160 ℃;防火涂料在1 100 ℃高温热处理2 h后,抗压强度大幅增加至室温强度的5.8倍,达30.80 MPa;防火涂料基体的无定型地聚物相在800 ℃开始发生陶瓷化转变,1 100 ℃时生成的陶瓷相主要为钙长石、莫来石以及白榴石。     

低掺量偏高岭土改性混凝土抗氯离子渗透性能

对添加了0~6%偏高岭土的混凝土的抗氯离子渗透性能采用电通量法和RCM法进行了综合分析,结果表明偏高岭土增强了混凝土的抗氯离子渗透性能。两种方法均表明,添加了5%偏高岭土的混凝土的抗氯离子渗透性能提高50%~60%。对混凝土水化产物的扫描和透射电子显微镜分析表明,偏高岭土的引入促进了体系的水化,使得结构更为致密,可有效改善体系的抗氯离子渗透性能。     

工业蒸汔系统的优化

工业蒸汽系统设计和运行的优化是节约能源、提高经济效益的重要途径，本文结合工程实践－江苏仪征化纤联合公司涤纶一厂蒸汽系统的优化，具体分析了蒸汽系统的节能潜力，在热力学和技术经济分析的基础上，利用最优化理论，优化该厂的蒸汽系统．实残证明，这样的优化取得了显著的节能效果．     

Carbonation of sulphoaluminate cement with layered double hydroxides

The increasing importance of the ecologically minded production of building materials makes it necessary to develop reasonable alternatives to the CO2-intense production of ordinary Portland cement （OPC）. The development of new or modified concrete is an important part of existing strategies to improve performance and minimize life-cycle costs. Therefore, we investigated carbonation resistance properties of sulphoaluminate cement （SAC） concrete incorporating layered double hydroxides （LDHs）. X-ray diffraction （XRD） and IR-spectroscopy were employed to characterize the component and structural changes of LDHs and cement paste before and after carbonation test. Carbonation resistance of concrete was experimentally evaluated. Finally, carbonation of Portland cement and SAC concrete was compared. The experimental results show that carbonation depth decreases remarkably with the addition of LDHs, especially the calcinated LDHs. Carbonation depth of SAC concrete is smaller than that of PC concrete regardless of curing time.     

聚合硫酸铝改性低碱度水泥性能研究

以水泥、硅灰和粉煤灰为主要胶凝材料制备的低碱度水泥可应用于放射性焚烧灰的固化,但其存在早期强度发展慢、后期强度不高的问题。本文以聚合硫酸铝作为添加剂激发火山灰材料反应活性,通过测定不同掺量聚合硫酸铝加入后固化体的抗压强度、孔隙率及pH值变化,并结合水化产物组成与含量、水化放热特性等表征手段,分析了聚合硫酸铝对低碱度水泥早期水化过程的影响规律和作用机理。结果表明:掺入聚合硫酸铝可以显著提高低碱度水泥固化体的早期抗压强度,使水化放热峰提前,促进了火山灰反应的发生,提高了水化产物的生成量,使微观结构更加密实,同时有效降低试样的早期碱度,有利于抑制焚烧灰中活性铝的腐蚀反应。     

用于视觉传感器标定的鲁棒性靶标定位算法

为了满足高精度机器视觉传感器的标定,提出了一种新的靶标识别定位算法。算法的实现包括靶标模式的检测和匹配两部分,其中,基于矩的靶标模式检测方法使得检测精度与模式形状无关,克服了摄影变换后圆形靶标模式的非圆性缺点,保证了亚像素级的检测精度;提出的种子扩散算法能根据靶标邻域信息自动调整扩散方向和度量信息,对于任意位姿的靶标图像都能保证与三维靶标实现稳定、准确、自动的匹配。对新设计的靶标进行了识别定位实验,结果表明：算法具有高精度、高正确定位重复率、全自动和快速性等优点。     

低碱度水泥基材料固化模拟放射性焚烧灰性能与机理研究

放射性焚烧灰中存在铝单质金属,其在碱激发水泥或硅酸盐水泥的高碱性孔溶液环境下会反应产生氢气,造成固化体膨胀与性能劣化。为克服此问题,本研究以水泥、硅灰和粉煤灰为主要原料,添加沸石、聚羧酸减水剂、定优胶和聚合硫酸铝协同改性制备低碱度水泥基材料,开展低碱度水泥基材料对模拟放射性焚烧灰的固化处置研究。结果表明:模拟放射性焚烧灰质量包容量为30%的低碱度水泥基材料固化体的28 d抗压强度达16.6 MPa以上,抗冻融性能、抗浸泡性能及抗冲击性能均满足GB 14569.1—2011《低、中水平放射性废物固化体性能要求-水泥固化体》的要求。Ce³⁺第42 d浸出率为4.41×10^-9 cm/d,累计浸出分数为3.4×10^-7 cm。低碱度水泥基材料固化模拟放射性焚烧灰过程中未产生大量氢气,其原因是,在早期孔溶液pH值较低,同时孔溶液中的高钙离子浓度延缓了焚烧灰中的单质铝与孔溶液发生反应释放氢气的速度,在后期孔溶液pH值低于11.75,焚烧灰中的单质铝不会与孔溶液发生反应。     

低中放射性废物处置用高整体容器密封材料的制备与性能研究

为开发具备大流动性、高强度和高耐久性能的高整体容器黏接填充密封材料，并使其能满足在低中放射性废物处置过程中多种严酷环境下服役300年的要求，本文以硅酸盐水泥、硅灰为胶凝材料，磨细石英砂为惰性填充材料，通过颗粒最紧密堆积原理获取初步配方，并以硅微粉替代部分水泥后，研究硅微粉对密封材料流变性能、孔隙结构、力学性能、耐久性能以及氮气渗透系数的影响。结果表明：硅微粉提高了密封材料的流动度及流变性能，降低了28和56 d的孔隙率，提高了劈裂抗拉强度、抗收缩性能、抗化学侵蚀性能、抗渗性能以及抗冻性能，但对其抗压强度及静弹性模量作用不明显。加入10%(质量分数)硅微粉的密封材料各项性能均优于国家标准要求，可以满足在严酷环境下安全服役300年要求。     

地聚合物基多相陶瓷高放废液固化体固化机理与浸出性能

高放废物中放射性核素组成复杂，而陶瓷固化存在核素选择性强的问题。为实现同时固化裂变产物及锕系核素的目的，基于可陶瓷化地聚合物设计原理，将模拟高放废液与偏高岭土、矿粉、硅灰、纳米氧化锆混合后，加入模数为1.5的钾水玻璃作为激发剂制备高放废液多相陶瓷固化基材，该基材在常温下成型硬化后，再以1 100℃高温热处理方式转化为地聚合物基多相陶瓷高放废液固化体。采用静态浸出方法研究固化体的抗浸出性能，同时采用XRD、SEM-EDS、XPS等测试技术探究地聚合物陶瓷化机制、核素固化机理及Ce元素氧化价态。结果表明，该固化基材在固化模拟核素时，以化学形式与物理形式两种方式同时固化：一是大量进入烧结形成的白榴石(立方)、氧化锆(四方)、锆英石晶格或形成陶瓷相；二是少量被玻璃相包裹。其中Cs、Sr均匀分布，Ce、Nd在玻璃相中富集。该固化基材在同时固化不同价态与离子半径的核素时具有优异的抗浸出性能，Cs、Sr的28 d归一化元素浸出率低至10^-2 g/(m²·d),Ce、Nd的28 d归一化元素浸出率低至10^-4～10^-5