硅烷改性苯丙乳液对脱硫石膏防水性能的影响

以工业副产品脱硫石膏为原料,研究了硅烷改性苯丙乳液对脱硫石膏防水性能的影响和机理。研究硅烷改性苯丙乳液分别对脱硫石膏的软化系数、抗压强度和吸水率的影响,当掺加量在0.1%以内时脱硫石膏的软化系数和抗压强度逐渐增加,超过0.1%时缓慢减小,而吸水率随硅烷改性苯丙乳液掺加量的增加逐渐降低。硅烷改性苯丙乳液掺量为0.1%时脱硫石膏的软化系数达到0.72、抗压强度9.0MPa、吸水率36%,与空白样相比,软化系数和抗压强度分别提高了148%和18%,吸水率降低了33%。通过多种表征手段对硅烷改性苯丙乳液防水机理的研究,发现硅烷改性苯丙乳液在脱硫石膏晶体表面形成一层坚固的疏水膜,抑制脱硫石膏晶体的生长,增加脱硫石膏的防水性。     

玉米秸秆纤维/脱硫石膏复合材料的性能

采用玉米秸秆纤维作为脱硫建筑石膏的增强材料, 通过力学性能测试实验研究了不同掺量秸秆纤维对石膏基复合材料力学性能的影响, 讨论了秸秆纤维的增强机制。结果表明, 秸秆纤维的掺量为5%时, 试样的抗折强度和抗压强度较空白样分别提高了92.31%和7.14%; 采用碱处理法、 聚丙烯酰胺化学包覆法、 丙烯酸化学包覆法对秸秆纤维进行表面改性, 通过力学性能测试实验和扫描电镜微观形貌观察研究了纤维表面改性对石膏基复合材料力学性能的影响。结果表明, 纤维表面改性改善了复合材料的界面结合状况, 进一步提高了复合材料的力学性能, 丙烯酸化学包覆改性可使脱硫建筑石膏复合材料的抗折强度较未改性玉米秸秆纤维/脱硫石膏复合材料提高55.71%, 抗压强度提高22.99%。      

酚醛树脂改性脱硫石膏的力学性能

采用热压成型工艺、酚醛树脂改性脱硫石膏,研究了该复合材料的力学性能。采用X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料微观结构进行表征。结果表明:在160℃、5MPa条件下,热压2分钟,酚醛树脂掺量为1%、硅烷偶联剂掺量为0.1%、膨胀剂掺量为3%,复合材料弯曲强度和压缩强度分别为23.1MPa和49.5MPa,与空白样相比,分别提高了234.8%和38.7%。酚醛树脂包裹在脱硫石膏颗粒表面,阻碍了脱硫石膏水化,并起到填充孔隙、改变脱硫石膏晶体形状的作用。     

钢渣激发脱硫石膏水硬性胶凝材料的研究

研究旨在开发一种以钢渣为碱性激发剂,以烟气脱硫石膏、矿渣粉为主要为原料的脱硫石膏水硬性胶凝材料。该胶凝体系3天抗折强度和抗压强度可达4.4 MPa和15.8 MPa;28天抗折强度和抗压强度可达9.4 MPa和50.7 MPa。其试样的强度随钢渣掺量的增加而增加,而钢渣含量一旦超过8%后,增长幅度变缓,甚至开始降低。XRD和SEM分析表明,脱硫石膏-矿渣-激发剂体系的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶。脱硫石膏在水化过程中一部分参与水化形成水化产物钙矾石,其余部分被水化产物所包裹起集料骨架作用。     

钢渣激发脱硫石膏水硬性胶凝材料的研究

研究旨在开发一种以钢渣为碱性激发剂,以烟气脱硫石膏、矿渣粉为主要为原料的脱硫石膏水硬性胶凝材料。该胶凝体系3天抗折强度和抗压强度可达4.4 MPa和15.8 MPa;28天抗折强度和抗压强度可达9.4 MPa和50.7 MPa。其试样的强度随钢渣掺量的增加而增加,而钢渣含量一旦超过8%后,增长幅度变缓,甚至开始降低。XRD和SEM分析表明,脱硫石膏-矿渣-激发剂体系的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶。脱硫石膏在水化过程中一部分参与水化形成水化产物钙矾石,其余部分被水化产物所包裹起集料骨架作用。     

硫铝酸盐水泥增强建筑石膏的力学性能与耐水性能机理

石膏基胶凝材料的力学性能低、耐水性能差是限制其应用的主要原因.本工作通过复掺硫铝酸盐水泥,研究其对建筑石膏水化硬化进程及石膏硬化体力学性能与耐水性能的影响.结果表明,随着硫铝酸盐水泥掺量的增加,建筑石膏标准稠度需水量小幅降低,水化进程加速;10％水泥掺量时,石膏硬化体2 h与3 d的绝干抗折、抗压强度均大幅提升,2 h增幅高达34.8％、29.0％,3 d增幅高达28.8％、34.7％;同时饱水抗折强度由2.35 MPa提升至3.38 MPa,增幅高达43.8％,吸水率相应降低.XRD、SEM、MIP微观结构分析表明:硫铝酸盐水泥与建筑石膏复掺,水化生成针尖状的钙矾石(AFt)与无定形铝凝胶(AH3),AFt与针棒状二水石膏(DH)交织、穿插生长,在晶体之间发挥架桥、连接作用,同时AH3紧密填充在孔隙之间形成致密的晶胶结构中,石膏硬化体孔隙率降低,孔径明显细化,力学性能与耐水性能得到显著改善.     

保水剂对石膏基固沙材料性能的影响

采用溶液共混法制备膨润土/聚丙烯酰胺复合保水剂,分析了不同掺量保水剂对石膏基固沙材料性能的影响。结果表明:石膏基固沙材料吸水率和孔隙率随保水剂掺量增加而增大,但抗压强度随保水剂掺量增加而降低,当保水剂掺量为10%时,吸水率为46%,空隙率为45.41%,抗压强度仅有1.73MPa;保水剂掺量在短时间内对石膏基固沙材料保水性能无影响,随着时间延长保水剂掺量增加,材料保水性能增强,48h后保水剂掺量为10%的固沙材料水分还剩19%。本技术为进一步优化石膏基固沙材料配方提供了依据。     

水泥泡沫混凝土的改性研究

采用丁苯乳液、苯丙乳液、硅灰、粉煤灰和橡胶粉等外加剂分别对物理发泡水泥混凝土的性能进行单一和复合改进试验。结果表明,复掺硅灰和丁苯乳液可显著提高泡沫混凝土早期强度,并降低吸水率,改善混凝土性能,当硅灰掺量4%,丁苯乳液掺量12%时,混凝土吸水率降低17%,7d抗压强度增加0.5 MPa;丁苯乳液对降低泡沫混凝土吸水率有一定促进作用;苯丙乳液对混凝土强度影响较大;硅灰与粉煤灰降低吸水率效果不佳;橡胶粉不能作为混凝土外加改性材料。     

脱硫石膏对大掺量粉煤灰-矿渣粉干混砂浆性能的影响

针对大掺量粉煤灰、矿渣粉导致干混砂浆早期强度和后期强度较低的问题,研究脱硫石膏对该干混砂浆性能的影响;采用X射线衍射、扫描电镜及孔结构分析等手段进行微观机理讨论。结果表明,在大掺量粉煤灰矿粉干混砂浆中掺加占胶凝材料总质量6%～8%的脱硫石膏,对和易性无不良影响,并可显著提高浆体的抗压强度及拉伸粘结强度,收缩率降低10%以上,并改善抗碳化能力,使砂浆体积更稳定;脱硫石膏对粉煤灰及矿渣粉起到激发硫酸盐和碱性的双重作用,并在一定程度上促进水泥水化;胶凝材料的水化产物改善砂浆浆体内部结构,使砂浆浆体中的孔隙大大减少。     

丁苯乳液改性水泥混凝土弯曲性能研究

研究了丁苯乳液掺量对混凝土压折比、最大弯曲荷载挠度、弯曲韧性系数等弯曲性能的影响以及相互之间的关系。结果显示乳液掺量由0提高至60%时,混凝土的抗弯拉强度与弯曲韧性系数呈现先提高后降低的现象;当乳液掺量为17%时,混凝土的抗弯拉强度达到最大值7.54 MPa,而当乳液掺量为19%时,混凝土的弯曲韧性系数达到2.029;混凝土最大弯曲荷载对应挠度值随乳液掺量的增加则大致呈现线性增大的变化趋势;而压折比呈现先降低后升高的变化规律,在丁苯乳液掺量为19%时达到最小值。弯曲荷载-挠度曲线特征显示改性后混凝土弯曲变形能力随乳液掺量的增加而逐渐增强,综合考虑聚合物乳液的成本,建议丁苯乳液的最佳掺量为13%~15%。经过数据归纳分析,当乳液掺量≤21%时,压折比、最大荷载挠度随弯曲韧性系数的提高而分别呈指数降低、线性增加。     

膨胀石墨/硬脂酸丁酯复合相变储热脱硫石膏板的研究

以多孔膨胀石墨(EG)为载体、硬脂酸丁酯(BS)为相变材料制备了相变储热复合材料,将所得材料与脱硫石膏和高分子乳液BASF400混合制备了相变储能石膏板.利用差示扫描量热法(DSC)研究了温度(45～50℃)和高分子乳液BASF400对石膏板相变潜热的影响,分析结果表明,复合相变储热石膏板经长时间烘烤后相变潜热未出现明显变化,所得相变石膏板在建筑节能领域具有广阔的应用前景.     

影响脱硫石膏品质的因素及其改善措施

分析了影响脱硫石膏品质的主要因素,重点讨论了烟气中杂质对脱硫石膏品质的影响,并以华电集团下属3家燃煤发电企业脱硫石膏为例,分析了烟气成分中可溶性杂质离子Na＋、Mg2＋、Cl-、F-对脱硫石膏化学组成和微观形貌的影响。论文还讨论了改善脱硫石膏品质的措施。     

氧化海藻酸钠/聚丙烯酰胺水凝胶的制备与表征

通过水-乙醇和水-正丙醇两种不同的溶剂体系制备高分子量和不同氧化度的氧化海藻酸钠(OSA),然后引入聚丙烯酰胺(PAM)交联网络结构,通过二步法获得OSA/PAM复合水凝胶。探讨了不同反应体系下,HCl体积分数对OSA分子量的影响以及氧化剂(高碘酸钠NaIO_4)添加量、反应时间对OSA氧化度的影响规律。结果表明:在水-正丙醇体系下,HCl体积分数为24vol%时,氧化海藻酸钠的分子量达到170 000;调节NaIO_4的添加量和反应时间可以控制OSA的氧化度在10%~85%范围内变化。在此基础上对OSA/PAM复合水凝胶的溶胀率和力学性能进行了探讨,发现氧化度10%的复合水凝胶48h后的溶胀率达1 777%,断裂强度为0.11MPa,随着OSA氧化度的增大,OSA/PAM复合水凝胶的溶胀率增大,而拉伸强度逐渐减小。     

Design of a low-density wood-cement particleboard for interior wall finish

Gypsum boards form a very large part of the building walls and ceilings finishing market. However, they have poor screw-withdrawal resistance, low hardness and are highly sensitive to moisture. The objective of this study was to determine whether it is possible to make wood-cement particleboards of the same density as gypsum boards while avoiding these drawbacks.Wood-cement particleboards were made by pouring the wood-cement paste in a mould. This was made possible by adding a viscosity modifying mixture to the mixing water and a set accelerating mixture to improve wood/cement compatibility. The mechanical properties and surface quality of the wood-cement particleboards were improved by using, on the board surfaces, paper sheets that were the same as those used on gypsum boards.The average specific gravity of the wood-cement particleboards was the same as gypsum boards, at 0.7. The average bending modulus of rupture obtained for the wood-cement particleboards was 10 MPa in the finishing paper principal direction and 5 MPa in the other direction compared to 5.5 MPa and 1.6 MPa respectively for gypsum boards. The average screw-withdrawal resistance of wood-cement particleboards was 570 N, that is, 1.7 times higher than for gypsum boards.     

基于高缠结纤维素水凝胶的力学作用机制研究

采用丙烯酰胺（AM）和羧甲基纤维素（CMC）构建高力学性能双网络（DN）水凝胶,探讨第一网络聚丙烯酰胺（PAM）的交联与缠结以及第二网络CMC的氢键作用,对水凝胶力学性能的作用机制。研究结果表明：对于第一网络,PAM在C=10-5（C=n交联剂/n单体为水凝胶的交联度）下能形成显著的缠结结构,在应力作用下能通过滑动分子链逐渐形成缠结结构来实现能量耗散;PAM在C=10-2下会形成高交联网络,在应力作用下通过化学键的断裂来耗散能量。对于第二网络,当水凝胶中CMC的质量分数Q=5.0%时,通过冻融能形成显著的氢键,并有效提高网络的作用力,从而提高水凝胶的力学性能。在C=10-5、Q=5.0%时,水凝胶的应力达到0.328 MPa。CMC较大的渗透压会引起凝胶的溶胀,降低聚合物密度。此外,引入CMC还会影响第一网络PAM的缠结结构。     

仿真技术在媒晶剂对石膏晶体转晶作用中的应用

为了研究媒晶剂在石膏晶体转晶过程中的作用,同时探讨计算机模拟在研究过程中的应用,本文利用吸附能模型计算了石膏晶体晶型以及主要晶面的附着能,同时模拟了柠檬酸、乙二胺四乙酸和苯基甘氨酸3种媒晶剂与石膏晶面(1 2-1)和(0 1 1)反应,得出了媒晶剂与石膏晶面的吸附能及媒晶剂的最佳组合方式.利用扫描电子显微镜对实验所得石膏晶型进行了分析,并测得不同媒晶剂作用下磷石膏抗折抗压强度.研究发现,实验结果与计算机模拟结果基本一致,磷石膏最大抗折抗压强度分别为3.64和7.35 MPa.     

Preparation of silica/polyacrylamide/polyethylene nanocomposite via in situ polymerization

SiO₂/polyacrylamide (PAM) composite was prepared via the polymerization of acrylamide in the presence of silica sol in water/hexane emulsion, and pure SiO₂ was also prepared without the use of acrylamide in the same way. Field emission scanning electron micrographs (FESEM) showed that PAM covered the silica nanoparticles to form SiO₂/PAM nanospheres, which loosely agglomerated to form SiO₂/PAM secondary particles, while SiO₂ secondary particles were made up of tightly agglomerated silica nanoparticles. Metallocene catalyst was then immobilized over SiO₂ and SiO₂/PAM respectively to prepare supported metallocene catalyst for ethylene polymerization. Transmission electron micrographs (TEM) showed that support particles broke up to smaller particles and even nanoparticles in polyethylene (PE) matrix when the support particles were the fragile SiO₂/PAM secondary particles, which shows a novel way to prepare silica/polyacrylamide/polyethylene nanocomposite.     

内填脱硫石膏砌块墙体的新型装配式钢框架抗震性能研究

为分析脱硫石膏砌块填充墙体对新型装配式钢框架抗震性能的影响,开展了2榀1/2缩尺的单跨2层装配式钢框架的拟静力试验研究。通过与纯钢框架试件的对比,得到了脱硫石膏砌块填充墙体的破坏模式及其对钢框架抗震性能的影响。结果表明:采用新型装配式节点的钢框架具有良好的抗震性能;脱硫石膏砌块填充墙体不仅显著提高了框架的初始抗侧刚度,而且对框架的延性、耗能均有不同程度的提高。采用数值建模的方法对试验进行模拟,其结果与试验结果吻合良好,并针对试件的轴压比、高跨比和砌块厚度进行变参分析,得出增大试件的轴压比对试件的延性有一定的削弱作用,建议轴压比取值小于0.4;过大或过小的高跨比对结构均不利;改变砌块厚度对结构初始刚度影响较大,但对结构的承载能力影响较小。     

水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制备及性能

目的制备丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,研究内交联剂对其性能的影响。方法以聚氨酯为种子乳液,以三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)为扩链剂和内交联剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸酯丁酯(BA)为丙烯酸酯单体,制备丙烯酸酯改性的水性聚氨酯(WPUA),研究TMPME用量对WPUA及其胶膜性能的影响。结果当TMPME质量分数为3%时,乳胶膜的吸水率可降至7%;对乳胶膜进行热处理可进一步提高膜的耐水性;当TMPME质量分数为2%时,乳胶膜的拉伸强度可提高至8.7MPa,断裂伸长率升高至620%,综合性能最佳。结论引入一定量的TMPME,可以提高WPUA中分子的交联度和膜的致密性,从而显著改善乳胶膜的耐水性和力学性能。     

乳化炸药最小自持燃烧压力的影响因素研究

为研究乳化炸药能发生自持燃烧的最低压力(MBP)的影响因素,通过压力容器研究6种不同配方乳化炸药的MBP。结果表明:乳化炸药中水质量分数分别为9.0%、10.0%、11.0%、15.0%时,在空气中测得乳化炸药的MBP的平均值分别为1.02、1.33、1.76 MPa和4.88 MPa,表明随着配方中水质量分数的增加,乳化炸药的MBP相应变大,即水质量分数对乳化炸药的MBP有显著影响。煤矿许用乳化炸药的试验结果表明,消焰剂含量的改变对乳化炸药的MBP无显著影响。当试验气氛改为氮气时,水质量分数为9.0%、10.0%的煤矿许用乳化炸药的MBP平均值分别为1.77、1.95 MPa,由此可见,测试气氛的改变对煤矿许用乳化炸药的MBP有一定影响,在氮气气氛中的MBP高于在空气气氛中的MBP。