硬化水泥石热膨胀性能的调节及其机理研究

研究了水灰比和矿物掺合料对硬化水泥石在20℃～85℃热膨胀性能的影响,并进行了机理分析。研究结果表明：水泥石的热膨胀率和热膨胀系数随着水灰比的增大而减小;粉煤灰和矿粉均可有效降低水泥石的热膨胀性能,其降低程度随掺量的增大而增大;当矿物掺合料掺量相同时,粉煤灰水泥石的热膨胀率及热膨胀系数略低于矿粉水泥石。通过观察水泥石微观形貌和测定水泥石孔隙率等方法,对硬化水泥石的热膨胀性能进行机理分析。     

硅粉增强混凝土抗冲磨性能的微观机理

本文采用Fourier红外光谱(FTIR)和29Si固体核磁共振谱(29Si NMR)结合去卷积技术研究了硅粉增强混凝土抗冲磨性能的微观机理。结果表明硅粉具有较高的水化活性，硅粉掺量为10%的水泥体系水化3d时，大约有41%的硅粉参与反应，水化120d时大约有96%的硅粉参与反应。此外，硅粉的火山灰反应改变了C-S-H结构中Qn的分布和C-S-H的聚合度，在这个过程中，硅粉结构中的Si-O-Si共价键在碱性环境中断裂后形成的水化硅酸根单体与C-S-H二聚体以及Ca2+、OH-结合，形成高聚C-S-H。在分子尺度(几个纳米)，硅粉优化了C-S-H结构，使得C-S-H结构有序性增强，在微米尺度，硅粉的火山灰反应使得C-S-H堆积结构更加密实，胶凝性更强，从而改善了混凝土中浆体的性质。这样就从C-S-H层面解释了硅粉改善混凝土强度以及抗冲磨性能的机理。     

给水厂污泥减量化及性能改善研究

随着给水厂排泥水直排河道的方法不再可行,水处理过程中产生的污泥量和污泥性能将直接影响整个水厂的造价及运行费用。试验在水处理工艺流程相同的条件下,分别投加硫酸铝、氯化铁、聚铝(PAC)、聚铁(PFS)、聚铝铁(PAFC)、高效聚双酸铝铁(PAFCS)等不同混凝剂,以达到减少絮凝沉淀后排泥水的污泥量及改善排泥水的沉降和脱水性能的效果,并探讨了其作用机理。     

矿渣对高镁水泥硬化浆体膨胀特性及微观结构的影响

MgO可用于补偿大体积混凝土的收缩,大坝混凝土中也已有应用高镁水泥的先例。为充分利用高镁水泥的膨胀特性,避免其膨胀量过大,本文研究了矿渣掺量和细度对其膨胀特性的影响,并表征了硬化浆体的孔结构与微观形貌。结果表明,掺入矿渣可以有效降低高镁水泥硬化浆体的膨胀率。矿渣的掺量越高,硬化浆体膨胀率越低。矿渣的细度越细,抑制硬化浆体膨胀的作用越明显,中位径为4．81μm时,硬化浆体膨胀率显著降低。矿渣抑制高镁水泥硬化浆体膨胀的作用,主要源于矿渣掺入之后所产生的“物理稀释作用”和“二次水化效应”。“物理稀释效应”降低了硬化浆体中方镁石总量;“二次水化效应”填充了硬化浆体空隙,使硬化浆体孔径细化,毛细孔缓冲和释放硬化浆体膨胀应力。     

冻融循环及硫酸盐侵蚀双因素下面板混凝土耐久性研究

冻融循环与硫酸盐侵蚀是影响面板混凝土耐久性的两个主要因素。研究了水灰比为0.45、0.42、0.38的面板混凝土在5.0%(质量分数)硫酸钠溶液中单一冻融循环、单一硫酸盐侵蚀及冻融循环及硫酸盐侵蚀交替试验下面板混凝土的质量损失率及相对动弹模量变化规律和特点。结果表明:水灰比越小,面板混凝土的抗冻性及抗硫酸盐侵蚀能力越强。冻融破坏与硫酸盐侵蚀双因素作用不是简单的相互叠加的效应,而是超叠加效应,这两种破坏是相互促进,相互影响。本文的研究方法及成果可以为面板混凝土耐久性研究提供重要的参考依据。     

造粒流化床浓缩技术处理给水厂排泥水的中试研究

以南方某给水厂排泥水为处理对象,利用造粒流化床污泥浓缩工艺进行了处理规模为 1-2．5 m3／h的中试研究。研究结果表明,对于排泥水有机物、藻类含量高的南方水厂而言,采用一 体化造粒流化床浓缩工艺进行处理是切实可行的,且具有处理效率高、出泥含水率低、脱水性能好、 出水浊度低等特点;中试条件下,流化床水流上升速度可达38-50 cm／min,最佳搅拌转速为 5 r／min,PAM药耗比普通重力浓缩-调质工艺节省25％-40％,污泥含水率可从99％降至95％- 97％。并通过试验确定了相关工艺参数。     

环境水侵蚀下水泥净浆钙溶蚀的模拟与验证

钙溶蚀是导致水环境中混凝土等水泥基材料耐久性退化的重要原因之一。为获得软水环境下水泥净浆的钙溶蚀过程, 首先, 基于Fick定律及质量守恒定律, 利用钙溶蚀过程中材料骨架内固体钙含量和孔溶液中钙离子浓度之间的化学平衡关系及Newton边界条件, 建立软水环境下水泥净浆的钙溶蚀模型, 并通过有限差分法, 对该模型进行数值求解; 其次, 进行不同水灰比的水泥净浆试件在6M NH₄Cl溶液中的加速钙溶蚀试验, 测定该溶液中各水泥净浆试件在不同溶蚀时间的钙硅比与孔隙率, 并将所建立模型的计算结果与实测结果进行对比分析, 验证模型的合理性; 最后, 利用验证后的钙溶蚀模型, 数值分析了环境水侵蚀下水泥净浆薄板孔溶液中钙离子浓度、固体钙含量及孔隙率的时空分布规律。结果表明, 模型的计算结果与试验测试结果基本一致; 溶蚀前期, 试件中固体钙含量下降速度和孔隙率增加速率均较大, 溶蚀后期, 试件固体钙溶蚀速率和孔隙率的增加速率逐渐减小。     

混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的试验研究

硫酸盐侵蚀混凝土使建筑物在没有达到预期的设计使用寿命时就发生破坏,混凝土的配合比(水灰比和胶砂比)、尺寸及预养方式是否影响硫酸盐的侵蚀速度。该文以胶砂试件的抗折抗蚀系数和抗压抗蚀系数作为评定的标准,试件的制备过程按照GB/T 17671-1999,选有代表性的硫酸钠和硫酸镁溶液作为浸蚀溶液,并使溶液浓度保持其设定值,溶液每隔28 d更换一次,在规定龄期测试件强度。结果表明:试件的水灰比越大,胶砂比越小,尺寸越小(比表面积越大),侵蚀速度越快;提高预养温度、缩短预养时间可以加快侵蚀速度;硫酸镁侵蚀破坏的速度比硫酸钠侵蚀慢。对硫酸钠型侵蚀,采用抗折抗蚀系数作为判定指标较为合理,对硫酸镁型侵蚀,应该综合考虑抗折抗蚀系数和抗压抗蚀系数。     

硫酸盐侵蚀中钙矾石的形成机理及硫酸盐侵蚀预防措施

硫酸盐侵蚀造成的工程危害越来越受到工程界的重视,本文从理论分析的角度阐述了硫酸盐侵蚀的破坏原理。研究表明：钙矾石作为对混凝土力学性能具有破坏作用的膨胀性物质,它广泛的存在于混凝土材料中,早期的水泥水化反应生成的钙矾石由于硫酸盐数量极少,一般是以单硫型硫铝酸钙（AFm）的形式存在,随着硫酸盐数量的增加,根据钙矾石（AFt...     

硫酸铵腐蚀混凝土性能劣化时变规律及预测

通过在5%浓度硫酸铵溶液中长期浸泡,对不同水灰比、不同浆骨比、不同粉煤灰掺量的混凝土试件进行腐蚀试验研究,得到0~120 d腐蚀龄期下试件抗压强度的劣化规律。采用灰色关联分析方法研究了不同因素对混凝土抗压强度影响的显著程度,通过构建GM(1,1)预测模型对受硫酸铵腐蚀的混凝土强度劣化规律及服役寿命进行预测。结果表明:水灰比0.4、浆骨比0.28和粉煤灰掺量10%的受腐蚀混凝土抗腐蚀性能较强,随水灰比、浆骨比和粉煤灰掺量比例增大,抗压强度降幅明显。构建的GM(1,1)预测模型具有较高的精度,运用该模型在预测受腐蚀混凝土的寿命中,粉煤灰掺量10%、水灰比0.4及浆骨比0.28的受腐蚀混凝土分别比其它影响因素相同下的受腐蚀混凝土增加247%,125%,74%。     

碳化及硫酸盐侵蚀对混凝土强度性能的影响研究

为研究碳化与硫酸盐侵蚀共同作用下混凝土的强度特性及其演变规律,分别通过单一硫酸盐干湿循环试验、单一碳化试验以及碳化与硫酸盐干湿循环的交替试验,分析其对混凝土强度特性的影响机理。试验结果表明:水灰比越小,单一硫酸盐侵蚀以及碳化与硫酸盐侵蚀交替作用后混凝土的抗压强度及劈裂抗拉强度降低幅度越小;随着碳化时间的延长,混凝土的抗压强度及劈裂抗拉强度呈现先快后慢的增长趋势,且水灰比越大,增长幅度越大;碳化与硫酸盐侵蚀共同作用下,二者对混凝土强度的影响特征并非各自影响效应的简单叠加,而是相互影响、相互促进。因此,在碳化和硫酸盐侵蚀作用同时存在的环境中,混凝土的水灰比不应太大。     

硫酸盐侵蚀作用下水泥砂浆水力劈裂特性

为研究硫酸盐侵蚀作用下水泥砂浆水力劈裂特性,利用三场耦合试验系统,设计4种试验工况进行水力劈裂试验,分析不同pH值的硫酸盐溶液、不同侵蚀时间下水泥砂浆力学性能和抗水力劈裂能力.试验结果表明,不同pH值的硫酸盐溶液对水泥砂浆的水力劈裂力学特性有不同影响,在侵蚀后期,对于0.1 mol/L的Na2 SO4溶液,pH值分别为...     

给水厂污泥脱水技术改造设计方案研究

针对以黄河水为原水的给水厂污泥进行了混凝及优选比阻调理试验,结果表明:当进行给水厂污泥脱水技术改造方案设计时,可以不经过混凝处理,直接利用电厂粉煤灰作为比阻调理剂。细粉煤灰的最佳投加率为20%,粗粉煤灰的最佳投加率为30%,使污泥比阻由1013数量级降至1010数量级,改善了污泥脱水性能,所得滤饼含水率仅为40%~50%,易于剥离,能耗低,所得滤液的色度、浊度、CODMn均达到可直接回用标准。当进行技改工程设计时,建议选用带式压滤机或板框压滤机,既适应粉煤灰调理剂,又可节约投资。     

长江水源水厂排泥水处理研究

对长江水源水厂排泥水处理进行了研究,确定了长江水源水悬浮固体含量与浊度的关系,对水厂干泥量和排泥水总量进行了估算;通过动态浓缩试验,确定了斜板浓缩池运行优化条件;测定了排泥水的颗粒粒径分布、固体成分组成和污泥比阻;并简要介绍了污泥机械脱水和泥饼处置方法.     

内河航道服务区水域面积仿真分析

内河航道服务区水域面积是内河航道服务区规划设计的关键问题。考虑到船舶进入服务区和服务时间的随机性,提出了基于船舶交通流特性和服务特征的仿真模型,并将其用于分析服务区水域面积。以长三角地区典型航道服务区为例,基于AnyLogic平台进行仿真分析,结果表明,模型预测的服务区停泊船舶数量和水域面积与实际情况吻合。敏感性分析发现,服务区停泊船舶数量与航段上船舶流量、服务特征参数的均值成线性正比关系,与服务特征参数的概率分布类型关系很小。根据调查参数和回归分析,可将服务区水域面积简化为航段上船舶流量和船舶平均吨位的连续函数,有助于方便合理地估算服务区所需的水域面积。     

Interactions between filamentous sulfur bacteria,sulfate reducing bacteria and poly-P accumulating bacteria in anaerobic-oxic activated sludge from a municipal plant

The interactions between filamentous sulfur bacteria (FSB), sulfate reducing bacteria (SRB) and poly-P accumulating bacteria (PAB) in the activated sludge of a municipal plant operated under anaerobic-oxic conditions were examined in batch experiments using return sludge (RAS) and settled sewage. Phosphate release and sulfate reduction occurred simultaneously under anaerobic conditions. SRB were more sensitive to temperature changes than PAB. SRB played an important role in the decomposition of propionate to acetate. When the sulfate reduction rates were high, there was a tendency for the maximum release of phosphate also to be high. This was explained by the fact that PAB utilized the acetate produced by SRB. Sulfur oxidizing bacteria were sensitive to temperature change. When the sulfate reduction rate was high, the sulfide oxidizing rate was also high and filamentous bulking occurred. The results showed that sulfate reduction was a cause of filamentous bulking due to Type 021N that could utilize reduced sulfur.     

硫酸盐对碾压混凝土侵蚀开裂的机理微观分析

本文通过偏光显微镜和电子显微镜研究了硫酸盐对碾压混凝土侵蚀的机理。研究结果表明：硫酸盐从碾压混凝土裂缝进入是主要侵蚀方式，石膏的形成是主要的破坏形式，添加适宜种类和掺量的氧化镁类膨胀剂，可以增加浆体中的水化产物，以填充水泥浆体的毛细孔以及集料与浆体的间隙，提高密实度，从而提高碾压混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。     

Effects of ORP, recycling rate, and HRT on simultaneous sulfate reduction and sulfur production in expanded granular sludge bed (EGSB) reactors under micro-aerobic conditions for treating molasses distillery wastewater

An expanded granular sludge bed (EGSB) reactor was adopted to incubate the sludge biogranule that could simultaneously achieve sulfate reduction and sulfide reoxidization to elemental sulfur for treating molasses distillery wastewater. The EGSB reactor was operated for 175 days at 35 °C with a pH value of 7.0, chemical oxygen demand (COD) loading rate of 4.8 kg COD/(m3 d), and sulfate loading rate of 0.384 kg SO(4)(2-)/(m3 d). The optimal operation parameters, including the oxidation reduction potential (ORP), recycling rate, and hydraulic retention time (HRT), were established to obtain stable and acceptable removal efficiencies of COD, sulfate, and higher elemental sulfur production. With an ORP of -440 mV, a recycling rate of 300%, and HRT of 15 h, the COD and sulfate removal efficiencies were 73.4 and 61.3%, respectively. The elemental sulfur production ratio reached 30.1% when the elemental sulfur concentration in the effluent was 48.1 mg/L. The performance results were also confirmed by the mass balance calculation of sulfate, sulfide, and elemental sulfur over the EGSB reactor.     

低温和干湿循环双重环境下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀试验研究

结合我国西北地区实际情况,对低温、干湿循环双重环境下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究。试验采用0.5和0.36两种水灰比,胶凝材料采用普通硅酸盐水泥、中抗硫酸盐硅酸盐水泥和在普通硅酸盐水泥中分别掺入15%矿粉+1%硅灰和15%矿粉+3%硅灰4种方案。结果表明：在低温、干湿循环双重环境作用下,化学侵蚀非常缓慢,砂浆的劣化主要是硫酸钠结晶导致的;降低水灰比能显著提高水泥砂浆抵抗硫酸盐侵蚀的性能;使用抗硫酸盐硅酸盐水泥能在一定程度上改善抗侵蚀性能;不同水灰比下,复掺矿粉和硅灰会表现出不同的效果,在低水灰比情况下能提高抗侵蚀性能,在高水灰比下反而会降低抗侵蚀性能。研究结果可为低温和干湿循环双重环境下的工程建设提供参考。     

新型水泥膏浆研究及应用

水泥膏浆由于具有遇水不分散、抗水流冲释等优点，已广泛应用于动水堵漏工程中，但通常使用的水泥膏浆存在膨润土掺量大、施工工艺复杂等缺点。本文研究了一种掺加外加剂的新型水泥膏浆，对其性能进行了试验研究和在动水条件下的室内模拟堵漏试验，并在重庆鱼洞长江大桥15^#桥墩下游幅围堰工程中得到应用。室内试验和应用结果表明，掺入新型外加剂的水泥膏浆具有自堆积、凝结时间可控和良好的抗水流冲释等优点，适合具有一定开度的溶洞地层以及含块石架空结构的土石围堰等大孔隙地层的动水堵漏，可为类似工程提供参考和借鉴作用。