Na~+、K~+、Mg~(2+)对纸面石膏板粘结性能的影响

该文借助TGA(热重法)、IC(离子色谱分析)等分析手段,研究了Na~+、K~+、Mg~(2+)对纸面石膏板粘结性能的影响。结果表明:Na~+、K~+对纸面石膏板的粘结性能基本没有影响,Mg~(2+)可以比较明显降低纸面石膏板的粘结性能;改性淀粉可以在一定程度上改善由Mg~(2+)浓度过高导致的粘结性能问题,但仍需在今后科研工作中找到更优的问题解决方案。     

氯盐-硫酸盐共存环境中阳离子类型对 氯离子结合能力的影响

选用KCl、Na Cl、CaCl_2、Mg Cl_2四种氯盐,对预埋钢筋的水泥砂浆圆柱体试件进行浸烘循环试验,研究氯盐-硫酸盐共存环境中阳离子类型对氯离子结合能力的影响。采用电位滴定法进行氯离子浓度测试,X射线衍射仪用于定性分析胶凝材料的水化产物,同时利用综合热分析仪进行微分热重法定量分析水化产物。研究结果表明,在氯盐-硫酸盐共存环境中,阳离子类型对孔溶液的p H值和氯离子结合能力有显著影响,其影响能力大小为Mg~(2+)Ca~(2+)K~+Na~+;K~+、Na~+均会导致孔溶液的p H值升高,使Friedel′s盐中结合氯离子被重新释放,从而降低氯离子结合能力;Mg~(2+)、Ca~(2+)、SO_4~(2-)共存时,会生成石膏、钙矾石等膨胀性产物,导致结构内部形成微裂缝,加速了氯离子的渗透,导致自由氯离子含量迅速升高;但Mg~(2+)、Ca~(2+)的存在能够产生较多的M-S-H、C-S-H凝胶,从而增加了物理吸附氯离子含量,氯离子结合能力随之提高。     

金属离子对MDEA+MEA复配胺液发泡影响研究

采用气流法,搭建了一套胺液发泡特性实验装置,研究添加Fe~(3+)、Fe~(2+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+离子后的MDEA+MEA复配胺液的发泡高度与消泡时间,分析金属离子质量浓度对复配胺液发泡特性及其泡沫稳定性的影响。研究发现:在实验研究质量浓度范围内,Fe~(3+)、Mg~(2+)对复配胺液发泡特性的影响最大,显著促进复配胺液的发泡过程,增强泡沫稳定性。复配胺液的发泡特性与泡沫稳定性受Fe~(2+)和K~+质量浓度变化影响较小。Ca~(2+)和Na~+可以降低发泡高度,缩短消泡时间,起到抑制发泡的作用。     

多离子在混凝土中传输及其对SO42-迁移的影响研究

试验研究了混凝土试样在Na_2SO_4、MgSO_4、MgSO_4/NaCl 3种溶液体系中的腐蚀行为,测定了不同离子在混凝土内部的分布,并采用灰色关联法分析Mg~(2+)、Na~+、Cl~-与SO_4~(2-)扩散系数之间的关联度,揭示了混凝土内部多离子传输过程中Mg~(2+)、Na~+和Cl~-对SO_4~(2-)迁移的影响规律。研究表明:(1)Mg~(2+)能够降低SO_4~(2-)在混凝土中的表面离子浓度,但提高了SO_4~(2-)在混凝土中的扩散系数;(2)在Mg~(2+)存在的条件下,同时含有的Cl~-能够提高Mg~(2+)的表面离子浓度和在混凝土中的含量,间接地降低了SO_4~(2-)的表面离子浓度,提高了其在混凝土中的扩散系数。     

海砂中有害离子的释出行为

为验证海砂淡化的有效性和海砂氯离子测试方法的准确性,分别将海底砂、淡化砂和滩砂按照1∶5固液质量比加入去离子水、饱和氢氧化钙(Ca(OH)_2)溶液和水泥净浆滤液中,在3 h、1 d、7 d和28 d抽取上部澄清液测试氯离子(Cl~-)、硫酸根离子(SO_4~(2-))、钾离子(K~+)、镁离子(Mg~(2+))和钠离子(Na~+)浓度,结果表明:各种离子的释出量与浸泡介质类型有关;浸泡1 d后Cl~-的释出量比3 h时增加14%～25%,此后趋于稳定,未发现海砂中Cl~-长期不断释出的规律;将海砂磨成粉末(75μm)会降低海砂Cl~-释出量;SO_4~(2-)在饱和Ca(OH)_2溶液和水泥净浆滤液中的释出量随浸泡时间延长而降低,在水泥混凝土内可不考虑海砂中SO_4~(2-)溶出的风险;K~+、Mg~(2+)和Na~+在去离子水中的释出量随浸泡时间延长而趋于稳定。     

青藏高原雪冰样品中低含量水溶金属离子分析方法对比研究

从采自青藏高原阿汝和古里雅冰川的两支冰芯中选取31个样品,分别用三种仪器对比分析K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)四种水溶金属离子,寻求最佳分析方案。分析结果对比发现,电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法在K~+测量中存在困难,而离子色谱(IC)法和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法均能够满足要求,且分析结果具有高度的一致性,四种离子的相关系数(R~2)均在0.97以上,且并未出现ICP-MS法比IC法测量值明显偏高的现象。因此,除IC法外,ICP-MS法也是检测青藏高原雪冰样品中水溶金属离子的有效手段,其测定速度更快,且可以同时进行微、痕量元素检测,适用于大批量冰芯样品的快速分析。     

高炉粒化矿渣对混凝土孔溶液离子浓度的影响

通过离心和高压萃取法提取水泥-高炉粒化矿渣体系1 h和10～24 h液相,采用电感耦合等离子体发射光谱仪和pH计测试液相离子浓度和pH值,研究了高炉粒化矿渣掺量对体系液相离子浓度和pH值的影响。结果表明:随水化时间延长,水泥-高炉粒化矿渣体系早龄期液相中K~+、Na~+、SiO_4~(4-)浓度和pH值逐渐增大,Ca~(2+)和SO_4~(2-)浓度先增大后减小,10 h左右均达到峰值,AlO_2~-浓度呈类似变化;随高炉粒化矿渣掺量增加,液相中K~+、Na~+、Ca~(2+)、SO_4~(2-)和AlO_2~-浓度及pH值逐渐减小,SiO_4~(4-)浓度逐渐增大,40%高炉粒化矿渣掺量对Ca~(2+)浓度影响程度最显著。     

兰州新区灰土次生盐渍化机理

为了查明兰州新区灰土地基盐渍化的机理,对兰州新区舟曲中学等场地的素土掺入熟石灰、Ca(OH)_2、Mg(OH)_2、CaSO_4等试剂后进行易溶盐含量分析,同时进行对比发现:石灰的掺入使土体中的可溶性硫酸盐含量显著增大,使土体次生盐渍化;掺入纯Ca(OH)_2和Mg(OH)_2后土样中硫酸盐含量显著增加,并且与掺入熟石灰的样品中的硫酸盐含量差别不大,这说明灰土盐渍化主要是石灰中Ca(OH)_2和Mg(OH)_2引起;灰土中可溶性硫酸盐的增加与Ca~(2+)、Mg~(2+)离子对土体中胶体颗粒吸附的阳离子(Na~++K~+)及阴离子(SO_4~(2-)等)的交换作用有关,而土壤胶体吸附的阴阳离子在易溶盐试验制取浸出液时,处于吸附状态的离子不能溶于浸出液,故易溶盐试验检测不到胶体吸附的离子。     

聚电解质强化超滤处理低浓度含Cd~(2+)废水效能

分别采用聚丙烯酸(PAA)和壳聚糖(CTS)作为聚电解质,研究了聚电解质强化超滤法处理含Cd~(2+)重金属废水,并考察了聚电解质浓度、pH值、共存离子对截留率、渗透性能和膜污染的影响。结果表明,对于20 mg/L的含Cd~(2+)废水,当PAA、CTS浓度为100 mg/L时去除效果最好,对Cd~(2+)的去除率分别为90.1%和91.6%,对PAA和CTS的去除率分别为71.5%和69.4%。pH值对Cd~(2+)的去除影响较大,Cd~(2+)去除率随着pH值的上升而明显增加,PAA和CTS的去除率则无明显变化。在PAA溶液中,4种共存离子对Cd~(2+)的去除影响程度排序为Na~+Cu~(2+)Mg~(2+)Ca~(2+);在CTS溶液中,对Cd~(2+)的去除影响程度排序则为Cu~(2+)Na~+≈Mg~(2+)Ca~(2+)。聚电解质浓度越高,产生的膜污染越严重,而且投加CTS的膜污染更严重。     

新疆乌恰县康苏河流域水文地球化学特征与成因分析

康苏河是新疆乌恰县康苏地区唯一可供饮用、灌溉的淡水河。本研究采集康苏河不同汇流方向的地表水、雪融水及泉水等41件样品,分析其总溶解固体(TDS)、p H值及主要化学成分,通过统计分析、Piper阴阳离子三角图和Gibbs图等方法对比研究表明,康苏河、库孜拱河水化学类型为HCO_3~-+SO_4~(2-)Na~++Ca~(2+)+Mg~(2+)型,硝若布拉克河为SO_4~(2-)-Cl~-+Na~++Ca~(2+)型;雪融水水化学类型为SO_4~(2-)+HCO_3~--Ca~++Na~+型;泉水水化学类型为SO_4~(2-)+Cl~-Na~++Ca~(2+)型。河水中主要离子浓度介于雪融水与泉水之间,且接近雪融水浓度,表明地表水更多依靠雪山融水补给。康苏河、库孜拱河、硝若布拉克河的水化学离子组成主要受岩石风化作用和蒸发结晶作用的共同影响,岩石风化作用对硝若布拉克河的水化学离子组成影响更显著,泉水水化学离子组成主要受沉降、水岩作用影响。     

DDTC改性磁性纳米Fe_3O_4对水中镉的吸附行为

采用二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)改性磁性纳米材料Fe_3O_4,制得一种新型磁性纳米材料(DDTC-MNPs),并用于吸附重金属Cd~(2+)。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)等手段对其进行表征,采用批量吸附实验考察了该材料对Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,DDTC-MNPs粒径约为20 nm;其对Cd~(2+)的去除率随溶液pH值的增加而增加,在较广的pH值范围(3.0～7.0)对Cd~(2+)实现有效吸附;共存离子K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)会对DDTC-MNPs吸附Cd~(2+)产生一定影响,但仍能保持良好吸附效果;吸附动力学表明,DDTC-MNPs对Cd~(2+)的吸附在10 min内基本达到平衡,符合准二级动力学;等温吸附符合Langmuir模型(R~20.97),表明该吸附为单分子层化学吸附,理论最大吸附量为21.74 mg/g; DDTC-MNPs对Cd~(2+)的吸附热力学参数ΔG~00、ΔH~00、ΔS~00,表明吸附反应为自发放热反应;经吸附-解吸4次后,DDTC-MNPs对Cd~(2+)的去除率仍高于70%。     

树脂基水合氧化锰深度吸附水中铅的性能研究

将水合氧化锰(HMO)固载到大孔型强酸性阳离子交换树脂(D001)上,制备出HMO-D001复合材料,并通过静态—动态—再生试验,研究其对水溶液中微量Pb(Ⅱ)的去除效果。结果表明,HMO-D001在高浓度竞争离子(Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+)存在的条件下,仍然对水溶液中微量Pb(Ⅱ)具有高效的专性吸附去除能力,且吸附过程符合Langmuir吸附模型,最佳吸附pH值约为4.40。采用16%的NaAc+20%的HAc和0.5 mol/L的NaOH进行分段再生,可以有效恢复已失效的HMO-D001吸附柱。     

温敏热可逆凝胶堵调体系的研制及应用

为了研究温敏热可逆凝胶在高含水油井堵水调剖方面的应用效果,本文优选精制棉花纤维为主要原料制备温敏热可逆凝胶体系,通过红外光谱分析确定了体系结构,热重分析表明,体系的热分解温度大于350℃。考察不同添加剂对体系的影响,结果表明无机盐可降低体系的凝胶点温度,且影响能力阳离子以Fe~(3+)、NH_4~+、K~+、Mg~(2+)、Na~+、Al ~(3+)的顺序依次增大,阴离子以NO_3~-、CO_3~(2-)、Cl~-、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)的顺序依次增大;实验时加大乙醇、丙二醇等有机物添加剂用量可使其对体系凝胶点温度的影响更明显,但不同结构有机添加剂对体系的凝胶点温度降低或升高的影响没有明显规律。研究形成的以2%~5%无机盐、2%~5%稳定剂为添加剂的温敏热可逆凝胶体系,其质量分数为2%时,凝胶点温度为62~70℃和80℃时,封堵率为99.51%;该体系在胜利油田草20区块、陈373块等区块高含水水平井应用,平均单井增油350t,降低综合含水8.0%以上,堵水调剖效果明显。     

水源热泵运行中多组份溶质的反应迁移模拟

地下水源热泵系统以其优越的节能性和环保性在全国范围内得到了推广应用,为了准确地了解地下水源热泵回水对地下水质的影响,本文以安阳市第五人民医院地下水源热泵系统为例,采用TOUGHREACT建立反应物迁移转化模型,对水源热泵系统长期运行中地下水化学组分、含水介质中矿物组分和矿化度的变化情况进行模拟研究。研究结果表明:水源热泵抽回水过程中地下水组分浓度(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-)变化程度较小;含水介质中的方解石和云母均发生了不同程度的沉淀作用,钙长石矿物发生了溶解作用;回水井周边的含水介质孔隙度变小,预测期内孔隙度降低了0.0011。水源热泵系统的长期运行对地下水化学组分、含水介质中的矿物组分和孔隙度的影响较小。     

不同温湿度条件下石膏板耐久性的研究

模拟自然气候条件,研究了高温高湿、低温、干湿循环和冷热循环对纸面石膏板性能的影响。以2种不同面密度纸面石膏板为试材,研究了不同环境下石膏板断裂荷载及剪切力,并分析石膏板强度变化的原因。结果表明,高温高湿、多次干湿循环对石膏板力学性能有明显的衰减,断裂荷载及剪切力下降超过15%。低温不会对石膏板力学性能造成明显影响。多次冷热循环对不同纸面石膏板影响不同。     

脱硫石膏灌芯墙干燥时间影响因素分析

通过采用不同厚度的脱硫石膏浆样品,改变珍珠岩掺量和环境相对湿度,覆盖纸面石膏板对石膏浆体干燥蒸发过程进行实验比较分析。结果表明,脱硫石膏浆体的干燥时间与其厚度呈现非线性增长关系;珍珠岩掺量却对脱硫石膏浆体干燥行为影响较小;环境相对湿度的增加显著延长了石膏浆体的干燥时间,环境相对湿度从55%增加到75%时,脱硫石膏浆体完全干燥时间延长了近1倍;纸面石膏板的覆盖在高环境相对湿度(75%)下对脱硫石膏的干燥时间影响较小,但在低环境相对湿度(55%)下干燥时间急剧延长,可达2倍。     

雾霾多发地区绝缘子自然积污成分及其来源分析

在河南省境内的特高压交、直流输电线路采集绝缘子表面的自然污秽物并测定了污秽物中可溶性物质的化学成分,分析了试验绝缘子表面自然积污可溶性物质金属阳离子的富集程度。研究发现,河南省地区特高压交、直流输电线路绝缘子自然积污的可溶性物质中均含有金属阳离子Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)、Na~+、Zn~(2+),均含有阴离子SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-、F~-;雾霾天气可能是造成绝缘子表面SO_4~(2-)和NO_3~-浓度较大的一个原因,但雾霾天气与绝缘子污秽物可溶性物质中金属阳离子的沉积没有直接关联;在试验所在地区,绝缘子自然积污可溶性物质中富集的金属阳离子主要来源于人为污染源,其中,Zn~(2+)和Ca~(2+)与取样杆塔周围工业污染源的排放物关系密切。     

海水侵蚀下钢渣粉+水泥固化土强度劣化试验研究

为解决水泥固化海相软土工程性差、耐久性低,钢渣堆放、水泥生产污染环境等问题,采用激发钢渣粉替换部分水泥形成新型固化剂,选取海水中对固化土侵蚀影响较大的3种离子,深入探究单一离子引起的固化土强度劣化性能。通过室内物理力学试验,得到固化土在不同离子浓度的海水和蒸馏水养护条件下,各组无侧限抗压强度(UCS)变化规律;通过X-射线衍射(XRD)和电镜扫描(SEM)试验,得到钢渣粉+水泥固化土的微观形貌和物相随侵蚀时间的变化规律。研究发现钢渣粉中C_4AF和C_2AF可有效降低离子的侵蚀作用,3种离子对固化土的劣化影响为Mg~(2+)Cl- SO_4~(2-)。Cl~-侵蚀固化土会生成CaCl_2和F’s盐,F’s盐的无胶凝性引起固化土劣化;SO_4~(2-)与胶凝材料反应会生成石膏、硅钙石和钙矾石,当这些物质产生的体积膨胀量大于孔隙体积时,会使固化土产生裂纹;Mg~(2+)侵蚀会生成Mg(OH)2沉淀、Mg—S—H和Mg—A—H,同时也会降低孔隙溶液pH值,引起水化物凝胶的分解,造成固化土强度劣化。从微观结构与物相变化分析宏观物理力学特性变化和侵蚀机理,为钢渣粉+水泥固化软土在工程上的使用提供一定的理论依据。     

干湿循环作用下砂岩溶蚀的孔隙度演化规律

针对干湿循环作用下岩石劣化机理的复杂性,以砂岩为研究对象,通过对砂岩浸泡溶液离子浓度的测试,定量反分析砂岩矿物的溶解,得到砂岩孔隙度的演化规律,分析干湿循环作用下砂岩的劣化机制。结果表明:浸泡溶液中Ca~(2+)的生成速率比K~+、Na~+、SiO_2高一个数量级,Fe~(2+)的生成速率最低。每阶段循环后,方解石的体积减少量最多,其次是钾长石和钠长石,黑云母和石英的体积减少量最小。干湿循环作用后,微小的孔隙度变化,会导致抗压强度的大幅度降低,各阶段孔隙度变化值与劣化度成正相关。干湿循环侵蚀后,砂岩各种矿物的溶解流失,使得自身胶结物量减少,孔隙度增大,产生各种空洞与微裂缝,最终反映为强度的降低,是为干湿循环导致砂岩劣化的重要原因。     

两种混凝土减缩剂的性能及其作用机理

测试了2种混凝土减缩剂(SRA1和SRA2)对砂浆、混凝土的收缩性能,混凝土新拌性能、硬化性能的影响,并从表面张力、离子浓度、水化放热速率和水化程度等方面探索了SRA1和SRA2对水泥基材料的作用机理.结果表明:减缩剂对水泥基材料干燥收缩的抑制作用主要表现在7d前,对自收缩的抑制作用在后期依然显著;SRA1的减缩机理主要是降低浆体孔溶液的表面张力与K~+,Na~+质量浓度,SRA2减缩效果优于SRA1,但未明显降低浆体孔溶液的表面张力及K~+,Na~+质量浓度,而是通过早期影响水泥水化进程,改变水化产物形态从而减少了水泥的宏观体积收缩.