地铁吸声材料中的聚丙烯纤维

以微孔吸声结构原理为主要设计依据,研究开发一种可用于地铁特定环境下的环保型吸声材料.以膨胀水泥、轻质陶粒、粉煤灰及造孔剂、防水剂等为主要原料,为提高材料的强度和吸声性能,掺加了聚丙烯纤维,采用混凝土成型法成型.通过实验分析了材料的厚度、容重、孔结构以及聚丙烯纤维的长度、掺量对材料吸声性能的影响.结果表明:掺入聚丙烯纤维能在增加材料机械强度的同时,显著提高其吸声性能,尤其是高频吸声性能.     

矿物掺合料对泡沫混凝土的性能影响

研究了单掺粉煤灰、矿渣粉和复掺粉煤灰与矿渣粉对干密度为400 kg/m3泡沫混凝土的抗压强度、导热系数以及吸水率的性能影响.当粉煤灰掺量为10%时,可增加抗压强度,掺量为30%时显著降低导热系数和吸水率;当矿粉掺量为20%时,可增加抗压强度和降低吸水率,但导热系数却随掺量增大而变大;当复掺粉煤灰与矿渣粉取代50%水泥,复掺比例为2:3时,能增加抗压强度和降低吸水率,导热系数随复掺比例增大而变大.在泡沫混凝土中掺加矿物掺合料,不仅可以降低水化热,还可以减少泡沫混凝土的开裂程度,该项研究成果为今后泡沫混凝土在地基保温处理、屋面保温、地暖垫层等方面提供了应用价值.     

碱激发矿渣-玻璃粉基泡沫混凝土性能研究

采用玻璃粉部分替代矿渣制备碱激发胶凝材料,研究了玻璃粉含量(10%、20%、30%、40%,质量分数)对碱激发矿渣-玻璃粉基(AASG)泡沫混凝土性能的影响。对AASG泡沫混凝土流动性、抗压强度、干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性进行了研究,并通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对机理进行了分析。结果表明:10%~40%掺量的玻璃粉使AASG泡沫混凝土的流动性提高了5.0%~25.6%;抗压强度随玻璃粉掺量的增加先增大再减小,玻璃粉掺量为20%时,7 d和28 d抗压强度最高,与对照组相比分别提高15.0%和23.8%;玻璃粉掺量为20%时,AASG泡沫混凝土的干燥收缩、吸水率、软化系数和抗冻性最佳;SEM分析发现,玻璃粉有助于孔结构的优化和提高微观结构的致密性;XRD分析表明,AASG泡沫混凝土的主要反应产物为 C-(N-)A-S-H和水滑石。将玻璃粉作为矿渣的替代品来制备AASG泡沫混凝土是可行的,为其在回填工程和固废利用提供理论支撑。     

石蜡乳液相变泡沫混凝土试验研究

制备相变石蜡水性分散体乳液并将其引入化学发泡过程中制得相变泡沫混凝土，通过试验研究相变泡沫混凝土的干密度、抗压强度、体积吸水率、保温性能、相变稳定性能及微观状态。结果表明：相变石蜡乳液对化学发泡过程和材料抗压强度均有不利影响，相变石蜡乳液掺量在干粉料质量的40%以内能够稳定制得相变泡沫混凝土；相变石蜡以微小颗粒分散在泡沫混凝土基体中，掺入40%干粉料质量的相变乳液会引起泡沫混凝土抗压强度下降35%～47%、体积吸水率降低19%～30%;相变石蜡能够在一定温度范围内提高泡沫混凝土的保温性能，材料相变稳定性良好，石蜡不易渗漏。     

泡沫掺量对发泡碱激发矿渣聚合物性能和孔隙特征的影响

以水玻璃激发矿渣为胶凝材料,采用压缩空气发泡方式制备了泡沫矿渣聚合物材料,通过Image-Pro plus(IPP)表征了不同泡沫掺量下泡沫矿渣聚合物的孔隙结构特征,并研究了泡沫掺量对泡沫矿渣矿物聚合物干密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明:当泡沫掺量为4.45%~10.70%(质量分数)时,随泡沫掺量增加,泡沫矿渣聚合物的孔隙率增加、平均孔径及孔圆度值增大,泡沫矿渣聚合物相应的干密度、抗压强度和导热系数均呈负指数关系降低且相关性强;当泡沫掺量为4.45%~12.00%(质量分数)时,所制备碱激发矿渣聚合物泡沫材料的干密度389~1325 kg/m3、抗压强度1.12~17.81 MPa、导热系数0.0813~0.2211 W/(m·K),其综合性能优于通用水泥泡沫混凝土制品.     

聚丙烯纤维及橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度、孔隙率及透水系数等性能指标,获取聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量与透水混凝土力学性能及透水性能的关系.试验结果表明:粗骨料粒径为4.75~9.5 mm时,掺入橡胶颗粒和聚丙烯纤维皆会使透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度提高,但会使透水系数减小,透水性能下降;与掺加橡胶颗粒相比,掺加聚丙烯纤维可以更加明显地改善透水混凝土力学性能;随着掺入聚丙烯纤维以及橡胶颗粒比例的增加,透水混凝土28 d抗压强度、抗折强度性能指标上升的幅度逐渐减小,透水性能则逐渐下降.     

EPR改性PVC泡沫材料吸声性能的研究

研究了EPR用量、发泡剂AC用量、泡沫材料厚度和发泡温度等因素对EPR改性PVC泡沫材料吸声性能的影响。结果表明,EPR可显改善PVC泡沫材料吸声性能,随着EPR用量的增大,泡沫材料低频吸声性能得到显提高,而高频吸声性能略有下降;发泡剂AC用量的增大可明显改善泡沫材料的中高频吸声性能,低频吸声性能有所降低;材料厚度的增大可提高全频段吸声性能,低频吸声性能的提高更为显;随着发泡温度的升高,低频吸声性能提高,中高频吸声性能则有所下降。     

矿渣和粉煤灰混凝土的碳化性能

研究了不同掺量矿渣、粉煤灰对混凝土抗压强度和抗碳化性能的影响.研究表明,随着掺合料掺量(胶凝材料的质量百分比)增加,混凝土抗压强度与抗碳化能力都呈下降趋势.且在同一龄期、同一掺量下,混凝土的抗压强度大小与抗碳化能力具有较好的相关性,不同种类混凝土之间的比较关系为:矿渣混凝土＞矿渣、粉煤灰复掺混凝土＞粉煤灰混凝土.建议粉煤灰和矿渣的最佳掺量为30％.     

掺聚丙烯纤维的碱矿渣粉煤灰混凝土抗碳化性能及微结构

本文研究了聚丙烯纤维对碱矿渣混凝土抗碳化性能及碱矿渣硬化水泥浆体微观孔结构的影响,对硬化碱矿渣浆体的孔隙率、碱矿渣混凝土水化产物以及碳化深度进行了测试.结果表明,聚丙烯纤维能改善碱矿渣混凝土的微孔结构与抗碳化性能.当聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,碱矿渣混凝土28 d龄期的孔隙率降低1％o,碳化深度降低25.9％,且随纤维掺率的提高,其抗碳化性能提高更加明显.SEM分析结果表明,纤维与硬化浆体紧密结合并有效改善硬化浆体的孔结构,而粉煤灰的掺入使硬化浆体的结构变得较为疏松.     

基于碱式硫酸镁水泥的新型泡沫混凝土的制备及性能研究

以轻烧氧化镁粉、七水硫酸镁为水泥主要原材料,利用化学发泡法制备了容重为100~500 kg/m3的碱式硫酸镁水泥泡沫混凝土(BMSCFC),研究了容重、外掺粉煤灰等对BMSCFC物理性能的影响,并且比较了相同容重下的改性氯氧镁泡沫混凝土.结果表明:随着BMSCFC 容重的增大,其体积吸水率减小、导热系数和抗压强度增大;外掺粉煤灰增强了BMSCFC抗压强度的同时降低了其保温性能,外掺粉煤灰量为轻烧氧化镁粉质量的150%时,容重为402 kg/m3,抗压强度为2.22 MPa,导热系数为0.138896 W/(m· K);与改性氯氧镁发泡混凝土相比,碱式硫酸镁发泡混凝土具有更好的抗压强度和保温性能.     

苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料耐水性能和力学性能研究

通过吸水率、软化系数、抗折强度和抗压强度试验,并结合傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜测试,探究不同长度和掺量的苎麻纤维对苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料耐水性能和力学性能的影响。研究结果表明,掺入适量苎麻纤维可改善苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料的耐水性能和力学性能,以及提高复合材料的延性。掺入0.5%(体积分数,下同)的10 mm苎麻纤维时,复合材料的软化系数达到最大,较空白组提高20.0%。苎麻纤维的掺入能有效提高复合材料的抗折强度,28 d时,掺入1.5%的10 mm苎麻纤维试样较空白组抗折强度提高39.5%。掺入小于20 mm的苎麻纤维会降低复合材料的抗压强度,掺入不超过1.5%的30 mm苎麻纤维可提高复合材料的抗压强度,28 d时,掺入1.5%的30 mm苎麻纤维试样较空白组抗压强度提高10.1%。苎麻纤维在复合材料基体内会发生水解,随龄期的增长水解程度加重,表面逐渐粗糙。     

Fibrous porous mullite ceramics modified by mullite whiskers for thermal insulation and sound absorption

In order to meet the demand for thermal insulation and sound absorption, fibrous porous mullite ceramics (FPMC) with high porosity and an interconnected pore structure were prepared, followed by a pore structure modification with in situ grown mullite whiskers on the three-dimensional framework of the FPMC. The resultant hierarchical material exhibited superior sound absorption performance in the low-to-medium frequency to most reported sound-absorbing materials, as well as a sufficient compressive strength of 1.26 MPa with low thermal conductivity of 0.117 W·m^?1·K^?1. Moreover, the effects of solid content and mullite whiskers on the microstructure and physical properties of the material were analyzed. The increase of solid content led to increased compressive strength and thermal conductivity and decreased frequency corresponding to the first sound absorption peak. The thermal conductivity and compressive strength of the material increased as the mullite whiskers grew, while the median pore size decreased.     

环保型套筒灌浆料的配合比设计及性能研究

选用碱矿渣水泥作为胶凝材料,结合Dinger-Funk方程的最紧密堆积理论,用粉煤灰漂珠作为矿物掺合料,并用铜尾矿砂部分取代天然砂来提高粉体的堆积密度,制备套筒灌浆料。研究了塑性膨胀剂掺量、粉煤灰漂珠掺量、铜尾矿掺量、砂胶比对套筒灌浆料性能的影响,并对最紧密堆积设计配合比进行了验证。结果表明:随着塑性膨胀剂掺量的增加,套筒灌浆料的竖向膨胀率不断增大,流动度增大,1 d和3 d抗压强度降低;随着粉煤灰漂珠掺量的增加,套筒灌浆料的流动度不断增大,而抗压强度不断降低;随着铜尾矿掺量的增加,套筒灌浆料的流动度不断降低,抗压强度先增大后减小;砂胶(质量)比增大时,套筒灌浆料流动度不断降低,抗压强度先增大后减小;质量配合比为塑性膨胀剂掺量0.2%,砂胶比1.1,粉煤灰漂珠掺量12%,铜尾矿掺量13%时(以上均为质量分数),能制出初始流动度340 mm,30 min流动度280 mm,1 d抗压强度37.2 MPa,3 d抗压强度63.0 MPa,28 d抗压强度86.4 MPa,3 h竖向膨胀率为0.20%,24 h竖向膨胀率为0.36%的套筒灌浆料。     

矿渣微粉与珍珠岩尾矿复合对免烧陶粒性能的影响

以珍珠岩尾矿、粒化高炉矿渣微粉、水玻璃为原材料研制无熟料免烧陶粒。以水玻璃作为激发剂,探究其模数和掺量对矿渣微粉强度的影响,研究矿渣微粉与珍珠岩尾矿粉复合对陶粒筒压强度和堆积密度的影响。结果表明:当矿渣微粉、水玻璃质量比为90∶10,水玻璃最佳模数为1.06,矿渣微粉、珍珠岩尾矿质量比为90∶10时,可以使陶粒标养28 d达到筒压强度为7.50 MPa,密度等级为900 kg/m³,孔隙率为31.84%,软化系数为0.92,含泥量为2.25%,煮沸质量损失为2.84%;对陶粒表面进行防水处理后,吸水率由11.68%降到4.88%。采用陶粒配制LC30轻集料混凝土进行道路窨井周围道路基层应用,其28 d抗压强度为35.5 MPa,密度等级为1 700 kg/m³,压缩系数为0.001,应用效果良好,防止了城市道路窨井沉陷。     

基于正交试验的透水再生混凝土性能优化试验研究

透水混凝土在缓解城市内涝、噪音效应和热岛效应等方面具有广泛的应用前景,但多孔导致的强度偏低限制了其进一步推广应用。本文采用再生粗骨料和聚丙烯纤维配制高性能透水再生混凝土,设计五因素四水平正交试验,采用极差法分析水胶比、目标孔隙率、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对透水再生混凝土抗压强度、有效孔隙率、透水系数的影响规律。结果表明：透水再生混凝土抗压强度影响因素的主次顺序为目标孔隙率>再生粗骨料取代率>水胶比>聚丙烯纤维掺量>粉煤灰掺量;透水再生混凝土抗压强度最大为48.26 MPa,此时透水系数为1.96 mm/s;随着目标孔隙率的提高抗压强度呈线性下降的趋势;40%再生粗骨料等质量取代天然粗骨料后,透水再生混凝土的抗压强度达到28.7 MPa,提高119.08%,透水系数增加9.44%;掺入0.11%体积掺量的聚丙烯纤维后透水再生混凝土的抗压强度达到27.4 MPa,提高幅度为10.48%,而且透水性能不会降低。研究结果可以为高性能透水再生混凝土的制备提供依据。     

Properties of heat resistant hollow glass microsphere/phosphate buoyancy materials with different coatings

The heat resistant buoyancy materials were fabricated by the molding method using the aluminum dihydric phosphate as the matrix and hollow glass microspheres as the filler, respectively. In order to improve the waterproof performance of the buoyancy, two strategies, adding the B₄C additives and introducing the silica-based coatings, were adopted. The study showed that the samples with the B₄C content of 10 wt% possessed the optimal comprehensive performance, such as low density (0.540 g/cm³) and low water absorption (29.6%). The effect of the coating types and coating times on the density, water absorption, compressive strength and specific strength of the buoyancy materials were also studied. After 4 times of coating, the density and the compressive strength of the sample increased to 0.62 g/cm³ and 6.0 MPa, respectively; the water absorption of the samples greatly decreased to 10%. Besides, all samples exhibited significant pseudoductility. The buoyancy materials with the above superior properties can be potentially used in the deep see fields.     

硼酸对水玻璃基保温材料性能影响研究

水玻璃基保温材料具有轻质、导热系数低的优点,但其耐水性较差的问题亟待改善。将硼酸作为改性剂加入到水玻璃中,采用中温烧结法制备保温材料,通过对样品微观结构的表征和物理性能的测试,以及耐水性浸出试验,研究硼酸对水玻璃基保温材料性能的影响效果。结果表明,硼酸能够调节材料中Si—O四面体的框架结构,有效降低结构中的羟基数量,并抑制溶液中硅酸根离子和钠离子的浸出,提高材料的软化系数和耐水性能。当硼酸质量添加量为1.00%时,软化系数从改性前的0.519增至0.701,增加了35%。同时,硼酸的加入能够使材料内部孔径分布更加均匀,提高材料的抗压强度,但是材料的导热系数和表观密度也会增加。经0.75%(质量分数)硼酸改性后的保温材料导热系数、表观密度和抗压强度分别为0.052 W/(m·K)、128 kg/m³和0.442 MPa,满足保温材料的性能要求。     

Dynamic mechanical properties of carbon fiber reinforced geopolymer concrete at different ages

In order to improve the strength and toughness of geopolymer concrete (GC) at different ages under impact load, using slag and fly ash as cementitious materials, NaOH and sodium silicate as alkaline activators, carbon fiber as reinforcement, carbon fiber reinforced geopolymer concrete (CFRGC) was prepared. The dynamic compression test of CFRGC was carried out by Φ 100 mm SHPB test system. The effects of age (3 d, 7 d, 28 d) and fiber content on the dynamic mechanical properties of CFRGC were studied, and the strengthening and toughening effects of carbon fiber on GC were analyzed. In addition, the strengthening and toughening effects of carbon fiber on GC and ordinary Portland cement based concrete (PC) were compared and analyzed. The results show that the performance indicators of CFRGC at different ages have strain rate effect under impact load, and the dynamic compressive strength and specific energy absorption of CFRGC increase approximately linearly with the strain rate. With the increase of age, the dynamic compressive strength and specific energy absorption of CFRGC increase, and the strain rate sensitivity of dynamic compressive strength and specific energy absorption also increases. With the increase of carbon fiber content, the dynamic compressive strength and specific energy absorption of CFRGC increase first and then decrease, and the strain rate sensitivity of dynamic compressive strength and specific energy absorption also increase first and then decrease. When the carbon fiber content is 0.2%, the dynamic mechanical properties of CFRGC are the best, and the strain rate sensitivity of performance indicators is the strongest. Carbon fiber has strengthening and toughening effects on GC and PC. When the fiber content is 0.2%, carbon fiber has the best strengthening and toughening effects on GC and PC. The strengthening and toughening effects of carbon fiber on GC is better than that of PC. Compared with 28 d, carbon fiber has better strengthening and toughening effects on GC at the ages of 3 d and 7 d.     

纳米SiO2和丁苯胶粉复合改性水泥基材料的强度及抗渗性能

本文研究了单掺丁苯胶粉(SBR)和复掺SBR/纳米SiO₂(NS)对水泥基材料抗折强度、抗压强度、吸水率、抗氯离子渗透系数的影响规律,并采用XRD、DSC-TG、FTIR、SEM-EDS、MIP等手段对水泥基材料水化产物和微观结构进行分析,探究单掺SBR和复掺SBR/NS对水泥基材料强度及抗渗性能的影响机理。结果表明,复掺SBR/NS显著改善了由单掺SBR引起的水泥基材料早期强度下降的问题,单掺SBR和复掺SBR/NS均可降低试样的吸水率、吸水速率和非稳态氯离子迁移系数,且复掺效果优于单掺。微观测试表明:单掺SBR可降低Ca(OH)₂的含量,减少有害孔和多害孔的数量,增加结构整体性;复掺SBR/NS可进一步降低Ca(OH)₂的含量,促进水化反应生成更多C-S-H,提高C-S-H的聚合度,降低最可几孔径,减少少害孔、有害孔和多害孔的数量,降低水化产物的钙硅比,从而增强试样的抗折强度和抗压强度并提高其抗渗性能。