硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的试验研究

研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间、水泥砂浆的强度性能,并对一定混合比例的OPC-SAC水泥进行了XRD、SEM和水化量热测试。结果表明,硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合,SAC中的C4A3-S矿物与OPC中的C3S矿物在共同水化过程中有相互促进的作用,会使混合水泥水化和凝结加速;混合水泥的强度性能与两种水泥的混合比例有关。本研究可对硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的应用提供借鉴。     

纳米C—S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结硬化的影响

研究了纳米C-S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结时间、早期水化历程及抗压强度的影响,采用XRD、TG、pH计和SEM等分析测试手段对早龄期水化产物和液相碱度等进行表征,探讨了纳米C-S—H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的增强机理.结果表明:掺加纳米C—S—H/PCE能有效缩短硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆体初...     

晶型稳定剂对高硅贝利特硫铝酸盐水泥强度的影响

目的研究利用工业废料配制高硅贝利特硫铝酸盐水泥及不同温度制度下几种晶型稳定剂对该种水泥强度的影响．方法以单掺和复合掺加的方式将稳定剂配料加入到水泥之中，在不同温度下烧成、磨细、水灰比一定、制成试样、测各龄期强度．结果实验证明单独加入和复合加入稳定剂后，使水泥的后期强度提高，但提高程度有所不同，另外，不同的烧成温度对高硅贝利特硫铝酸盐水泥强度影响也很显著．结论单一稳定剂加入对高硅贝利特硫铝酸盐水泥强度的影响程度由大到小依次为氧化硼、氧化硫、氧化钛；两种稳定剂复合后的效果明显好于单掺效果；1250℃时β—C2S容易生成，有利于后期强度增长，1300℃有利于无水硫铝酸钙生成，早期强度较高．     

基于玉米秸秆的氮掺杂多孔碳制备及其对CO2吸附和CO2/N2分离性能研究

为解决大气中日益增加的CO₂含量问题,以玉米秸秆为原料,采用水热碳化和KOH活化处理,通过控制KOH活化强度,制备出一系列具有发达孔道结构的氮掺杂多孔碳样品(CPH-0,CPH-0.5,CPH-1)。通过扫描电镜、透射电镜表征、N₂吸-脱附等温线测试及元素分析,获得多孔碳孔道结构发展、N含量与KOH活化强度的关系。通过CO₂吸附测试分析可知,多孔碳的CO₂吸附量在低压(<15 k Pa)时受N含量影响,在常压(100 k Pa)下由超微孔(<1 nm)孔体积决定。样品CPH-0的N含量最多,在低压范围表现出优异的CO₂吸附能力。样品CPH-0.5的超微孔孔体积最大,在25°C,100 k Pa条件下,对CO₂的吸附量可达3.97 mmol/g,同时还表现出较好的CO₂/N₂选择性和优异的循环稳定性。该法制备的多孔碳在CO₂吸附和CO₂/N₂     

砂岩微观孔隙结构建模和CO2渗流路径数值分析

砂岩是CO₂地质封存的潜在岩石。为了分析CO₂在砂岩中的流动,探究微观尺度下作为CO₂运移和扩散基础的岩石孔隙网络特征,通过孔隙介质建模和渗流路径数值分析研究了2种砂岩。利用高斯随机场二相化模拟岩石的两相并生成具有随机形态的岩石孔隙网络模型。采用数学形态学图像分析方法,提取渗流路径并分析了相关参数。结果表明：Mt. Simon砂岩和Berea砂岩孔隙网络形态复杂,微观尺度下存在多条曲折的气液渗流路径,在边长为600μm的立方体内,渗流路径长度分别在1 341～2 514μm和1 302～2 328μm之间,迂曲度分别在2.24～4.19和2.17～3.88之间,孔喉直径分别分布在2～14μm和2～10μm范围内。砂岩孔隙网络连通性好,连通孔隙占总孔隙的81.5%和76.6%,可以为CO₂的扩散和运移提供良好的环境,这是砂岩成为CO₂地下储层潜在岩石的重要原因之一。     

不同CO2浓度和施氮水平对麦田CO2净通量的影响

为研究不同CO₂浓度和施氮量对麦田CO₂净通量的影响,利用开顶式气室(OTC)组成的CO₂浓度自动调控平台模拟CO₂浓度升高环境.以冬小麦为试验材料,设置CK (对照,环境大气CO₂浓度)、C₁(CO₂浓度比CK增加120 μmol·mol^-1)和C₂(CO₂浓度比CK增加200 μmol·mol^-1)3个CO₂浓度水平;施氮量设置常规施氮量(N₁,25 g·m^-2)和低氮(N₂,15 g·m^-2)2个水平.采用静态箱-高精度气体分析仪观测麦田CO₂净通量.结果表明:各处理的麦田CO₂净通量变化特征一致,均呈先增大后减小的趋势,在拔节期和抽穗期达到峰值.N₁处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-105.8±12.6、-123.1±11.5和-120.2±4.1 kg·hm^-2.N₂处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-82.3±9.2、-95.4±7.6和-96.7±2.8 kg·hm^-2;拔节期C₂处理的CO₂累积量比CK显著增加了31.8%(P=0.024).C₁处理下,拔节期N₁处理的CO₂累积量显著高于N₂处理55.0%(P=0.009);C₂处理下,N₁处理的整个生育期CO₂累积量显著高于N₂处理23.6%(P=0.010).各处理CO₂净通量跟土壤湿度的相关关系均达到显著;N₁处理下,C₁和C₂处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著,N₂处理下,CK和C₁处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著;N₁处理下,C₁处理的CO₂净通量跟空气温度的相关关系达到显著,其余处理未达到显著.本研究表明:在小麦的拔节期和抽穗期,相比于CO₂浓度升高,施氮量对麦田CO₂净通量的影响更为显著;CO₂浓度升高与施氮量对麦田CO₂净通量的影响没有显著的交互作用.     

Mg-Al层状双氢氧化物和MgAl2O4微纳结构制备

以十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethylammonium brom ide,CTAB)为表面活性剂,尿素为碱剂,采用溶剂热法合成Mg-A l层状双氢氧化物玫瑰花状结构和片球结构,通过高温煅烧制备花状结构的MgA l2O4.利用X射线衍射研究产物晶体结构,利用扫描电子显微镜分析产物形貌和粒径,考察表面活性剂添加量、反应物浓度和反应时间对产物形貌的影响.结果表明,表面活性剂CTAB的添加量为1 g时有利纳米片自组装,形成玫瑰花状结构或片球状结构;随反应物浓度增加,产物形貌从不规则的聚集体过渡到玫瑰花状结构,最终转变成片球状的微纳结构.     

Al2O3对PbTe微观结构和热电性能的影响

为研究Al2O3对PbTe微观结构和热电性能的影响,在Tl0.02Pb0.98Te材料中添加纳米Al2O3粉末,用高能球磨加热压方法制备了Tl0.02Pb0.98Te样品,并对样品进行实验分析。结果表明:添加纳米Al2O3粉末有效地强化了样品高温机械性能;同时,纳米Al2O3颗粒弥散分布在晶界,阻止热压过程中晶粒长大,使晶粒尺寸降低了约50倍;晶粒细化后界面增多,能更好地散射长波长声子;由于晶格热导率降低了约20%,Tl0.02Pb0.98Te(Al2O3)0.06样品的ZT在723 K时达到1.3。     

不同温度下环保型HFO-1234ze(E)/CO2混合气体分解机理

由于SF6气体的温室效应,以C4F7N、C5F10O、C6F12O和HFO-1234ze(E)等气体为代表的新型环保替代气体得到了广泛的关注,但对于这些气体分子在局部过热或放电状态下导致设备内部温度升高时的分解机理还缺乏研究,为了进一步探究新型环保气体替代SF6气体的可行性。本文以HFO-1234ze(E)分子为例,基于ReaxFF反应分子动力学方法和密度泛函理论,从微观层面模拟研究了HFO-1234ze(E)分子和不同温度下20%HFO-1234ze(E)/80%CO2混合气体的分解现象。结果发现：HFO-1234ze(E)分子存在着7种不同的分解路径,且CO2中的C=O会最先分解,而HFO-1234ze(E)中的C-F键和C=C双键焓值较高,断裂较为困难,随着温度的升高,发生分解的时间也越早;当温度低于2000K时,HFO-1234ze(E)/CO2混合气体几乎都不会发生分解,但当温度为2000K时,HFO-1234ze(E)分子不会发生分解,但CO2分子会迅速发生分解,2600K以上时,温度每上升2000K,HFO-1234ze(E)就会多分解5个左右,CO2就会多分解35个左右,直到最后基本完全分解。混合气体主要分解产生CO、O2、C2O2、HF、CF4、C2F6、C3F6和C3H3F3等各类自由基,其中CO为有毒气体、HF为强腐蚀性气体,应采取措施对其含量进行监测,其他分解产物的化学性质均较为稳定且对环境无害,并仍然具有一定的绝缘能力,表明20%HFO-1234ze(E)和80%CO2混合气体在一定程度上可以完全替代SF6气体,这也为进一步研究其他新型环保混合气体提供了理论依据和工程指导。     

ZrO2含量对WC基复合材料的力学性能和微观结构的影响

摘要：以提高WC基复合陶瓷的断裂韧性和硬度为目标,利用ZrO2作为材料粘结剂和增强相,同时引入Al2O3添加相,采用热压烧结工艺成功制备了WC-ZrO2-Al2O3(WZA)复合刀具材料.在此基础上,添加一定量的VC作为晶粒生长抑制剂和助烧剂,以实现材料最大程度的致密化.并对热压后复合材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性进行了测试和分析.探讨了ZrO2含量对材料微观结构和力学性能的影响,研究了复合材料断面断裂方式和材料相的组成.     

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.     

Carbonation resistance of sulphoaluminate cement-based high performance concrete

The influences of water/cement ratio and admixtures on carbonation resistance of sulphoaluminate cement-based high performance concrete (HPC) were investigated. The experimental results show that with the decreasing water/cement ratio, the carbonation depth of sulphoaluminate cement-based HPC is decreased remarkably, and the carbonation resistance capability is also improved with the adding admixtures. The morphologies and structure characteristics of sulphoaluminate cement hydration products before and after carbonation were analyzed using SEM and XRD. The analysis results reveal that the main hydration product of sulphoaluminate cement, that is ettringite (AFt), decomposes after carbonation. Funded by the National Natural Science Foundation of China (No.50872043)     

Microstructure and Composition of Hydration Products of Ordinary Portland Cement with Ground Steel-making Slag

1　IntroductionSteel makingslagisthewasteofsteel makingindus tryandnearlysixteenmilliontonssteel makingslagisproducedinChinaperyear[1] .Justasflyashandblastfurnaceslag ,itisoneofthreekindsofdominantindustrywastesinourcountry .Eventhoughsteel makingslagce menthasdevelopedformorethantwentyyearsinCh ina[2 ,3 ] ,comparedwithothertwowastes ,thestudyandap plicationonsteel makingslagincementandconcreteareinsufficientyet.Moststeel makingslagcementsarepre paredbyinter grindingprocess ,sotheparticlesiz…     

Microstructure and Properties of Activated Slag Cement

Activation of the slag cement was performed using a composite activator. Experimental results show that the performance of the cement is remarkably improved. The fineness and specific surface area of the cement are increased by 23.7% and 1.4% , and 3d flexural strength and compressive strength are enhanced by 20.9% and 22.9%, respectitely. Microstructure and phase composition of the hydrates were analysed by X-ray diffraction( XRD ) and scanning electron microscopy( SEM ). The results indicate that Ca(OH)2 in the hydrates decrease obvioasly. The morphology of the other hydrates appears to be flocculent, with a dense structure. The improvements of the properties is related to the microstructural changes.     

褐煤在N2及CO2气氛下的热解与富氧燃烧特性

为了掌握不同气氛下褐煤热解与富氧燃烧的特性以及其之间的联系,在管式炉反应器上利用锡盟褐煤在N₂和CO₂气氛以及600~1 000 °C条件下进行热解. 进一步对其在O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下进行富氧燃烧实验,考察不同反应温度(600~1 000 °C)以及不同氧气体积分数(21%~60%)条件下的富氧燃烧特性,结合热解实验结果探究CO₂气化反应对富氧燃烧的影响. 结果表明,CO₂气氛中锡盟褐煤在700 °C时开始CO₂气化反应,随温度增加气化反应增强,CO₂主要通过高温区的气化反应来影响煤热解及燃烧,700 °C以上气化反应能促进富氧燃烧进程. 对于O₂/CO₂气氛的富氧燃烧,当氧气体积分数为30%时,在800 °C以下温度对CO氧化反应影响更大,而在800 °C以上温度对CO₂气化反应影响更大. 当氧气体积分数相同时,O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下褐煤富氧燃烧反应时间差异不大.     

石墨烯对水泥净浆力学性能及微观结构的影响

为改善石墨烯纳米材料疏水性,采用硝酸氧化和超声波法制备石墨烯分散悬浮液,考察石墨烯质量分数对水泥净浆力学性能及其微观结构的影响,探讨石墨烯的增强增韧作用机制,结果表明,水泥基复合材料的抗压、抗折强度随着石墨烯质量分数的增加呈先增大后减小的趋势,且最佳质量分数为水泥质量的0.02%.通过SEM和FT-IR对硬化水泥石的结构进行表征,发现石墨烯能够促进水泥水化产物的生长,改变水化晶体的形状、尺寸,使其有形成完整、簇状的趋势,但并未与水泥发生化学反应,改变其生成物类型.     

超细CaCO3增强硫铝酸盐水泥强度的研究

在硫铝酸盐水泥硬化体中,钙矾石主要以柱状、棒状而存在,这对水泥的性能产生了不利影响。探讨了超细CaCO3对硫铝酸盐水泥进行改性的研究。试验结果表明,超细CaCO3掺量为3%时,明显改善了硫铝酸盐水泥的强度,其28 d净浆与砂浆抗压强度分别达到100.6 MPa和94.1 MPa,且水泥的28 d砂浆抗折强度高达12.5 MPa。SEM显示掺超细CaCO3硫铝酸盐水泥硬化体中难以发现大颗粒状的水化硫铝酸钙晶体,结构较致密、均匀。     

Microstructure and microwave dielectric properties of CaO-B2O3-SiO2 glass ceramics with various B2O3 contents

The effects of B2O3 addition on both the sintering behavior and microwave dielectric properties of CaO-B2O3-SiO2 (CBS) glass ceramics were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR),X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).The results show that the increasing amount of B2O3 causes the increase of the contents of [BO3],[BO4] and [SiO4],which deduces the increase of CaB2O4 and α-SiO2 and the decrease of CaSiO3 correspondingly.No new phase is observed throughout the...     

Strength development and microstructure of hardened cement paste blended with red mud

Red mud was activated to be a mineral admixture for Portland cement by means of heating at different elevated temperatures from 400 °C to 700 °C. Results show that heating was effective, among which thermal activation of red mud at 600 °C was most effective. Chemical analysis suggested that cement added with 600 °C thermally activated red mud yielded more calcium ion during the early stage of hydration and less at later stage in liquid phase of cement water suspension system, more combined water and less calcium hydroxide in its hardened cement paste. MIP measurement and SEM observation proved that the hardened cement paste had a similar total porosity and a less portion of large size pores hence a denser microstructure compared with that added with original red mud. Funded by the National 973 Program of China (No. 2001CB610703)