高温短期养护对低钙粉煤灰地质聚合物性能的影响

以低钙粉煤灰为硅铝原料,NaOH和钠水玻璃为激发剂,粉煤灰和NaOH混合后加水玻璃并在50℃、60℃、70℃、80℃和90＊（2的烘箱内养护6h、12h和18h制备地质聚合物。探讨了高温短期养护对地质聚合物力学性能的影响,并对在80℃下养护18h的地质聚合物进行了XRD和TG分析,表明形成了具有耐高温性能的低钙粉煤灰地...     

高温短期养护对低钙粉煤灰地质聚合物性能的影响

以低钙粉煤灰为硅铝原料,NaOH和钠水玻璃为激发剂,粉煤灰和NaOH混合后加水玻璃并在50℃、60℃、70℃、80℃和90℃的烘箱内养护6h、12h和18h制备地质聚合物。探讨了高温短期养护对地质聚合物力学性能的影响,并对在80℃下养护18 h的地质聚合物进行了XRD和TG分析,表明形成了具有耐高温性能的低钙粉煤灰地质聚合物。在较低温度下只有经较长时间养护才能获得较高抗压强度的地质聚合物;而在较高温度下可以在较短时间内获得较高抗压强度。     

电场对聚合物形成的影响研究进展

外场如电场、微重力场、磁场等对软物质聚全物形成的影响,是目前聚合物科学领域研究的一个热点。研究表明,聚合物的结构和性能强烈依赖于外场。综述了电场下聚合物的合成和电场下聚合物材料处理,并介绍了目前我们在电场下进行聚合物材料研究的一些实验结果。     

外加电场对硅纳米线生长影响的研究

主要介绍用物理热蒸发法制备硅纳米线阵列,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析仪(EDX)和透射电子显微镜(TEM)观察硅纳米线的形貌,分析其化学成分及晶体结构,研究非晶硅纳米线在外加电场下的生长过程,讨论外加电场对非晶硅纳米线定向排列生长的影响以及铜粉在其中起的作用.     

偏高岭土基地质聚合物的制备

以偏高岭土为主要固体原料,掺加少量粉煤灰和矿渣,以硅酸钠水玻璃为碱激发剂,制备了偏高岭土基地质聚合物.研究了粉煤灰含量、水玻璃模数、养护方式和矿渣掺量对样品抗压强度的影响.结果表明,在粉煤灰含量为35%、硅酸钠水玻璃模数为l.2、矿渣含量为10%时样品具有较高的抗压强度,养护温度为常温时,28天强度为72MPa,80℃时可达80MPa;通过XRD和MAS-NMR微观分析表明制备的地质聚合物具有类沸石结构,其微观结构形态为无定形态;-Si-O-Al-的键接方式主要为SiQ4(4Al)、SiQ4(2Al)和SiQ4(4Si).     

外加偏置电场对类金刚石薄膜激光损伤形貌影响研究

研究了使用非平衡测控溅射技术沉积的类金刚石(DLC)薄膜其抗激光损伤能力;通过对比施加偏置电场前后薄膜的损伤情况,发现:DLC薄膜施加偏置电场后,薄膜的激光损伤区域内有大量丝状薄膜,损伤形貌存在明显不同,损伤面积减小;薄膜的激光损伤情况得到改善。实验结果显示,外加偏置电场对DLC薄膜的损伤有影响。认为:激光在DLC薄膜中激励产生的光生电子在电场的作用下产生快速漂移,间接降低了激光辐照区域内的局部能量密度,减缓了薄膜的石墨化,提高了DLC薄膜的抗激光损伤能力。     

粉煤灰空心微珠改善聚合物材料性能的试验研究

粉煤灰空心微珠是从热电厂粉煤灰中精选出来,并进行了除铁、除碳、去杂质等工艺处理而得到的一种新型多功能材料.它可以作为填料填充到聚合物材料中,并改善复合材料的性能.本文中研究了空心微珠作为聚丙烯和硬质聚氯乙烯树脂的填料时,对复合材料综合性能的影响.所用粉煤灰空心微珠颗粒的粒径是2μm和5μm.研究结果表明,当空心微珠填充量在0～30%(质量分数)之间时,空心微珠/PP复合材料的常温和低温下的缺口冲击强度、拉伸性能、弯曲性能都显著提高,复合材料的热性能同时也得到了提高.此外,还研究了空心微珠/UPVC复合材料的流变性能,超细空心微珠加入到硬质PVC管材中,可以明显改善PVC硬管的加工流动性能,显著缩短塑化时间,降低最大扭矩.     

基于矿物组分摩尔比的地质聚合物早期强度形成机制

通过调控地质聚合物内部的矿物组分SiO₂/Al₂O₃、CaO/Al₂O₃与Na₂O/Al₂O₃等的摩尔比,采用XRD与SEM观察地质聚合物反应程度与CaSiO₃水化反应程度的复合变化规律,探究了地质聚合物反应与CaSiO₃水化反应的复合协同作用效果。进一步揭示了地质聚合物的早期强度形成机制。研究表明:地质聚合物反应产物中含有一定量的石英组分,其物理性质和化学性质均十分稳定,强度较高。CaSiO₃水化反应产物以水化CaSiO₃为主,其内部结构疏松。随着SiO₂/Al₂O₃和CaO/Al₂O₃摩尔比的增加,地质聚合物反应程度先增加后减少,CaSiO₃水化反应程度先增加后趋于稳定且大于地质聚合物反应程度。当SiO₂/Al₂O₃摩尔比为3.8、CaO/Al₂O₃摩尔比为2.750时,地质聚合物反应与CaSiO₃水化反应的复合协同效果最佳,此时地质聚合物内石英质量分数约为66wt%,水化CaSiO₃质量分数约为24wt%,力学性能良好。      

PVA短纤维和粉煤灰对地聚合物基复合材料流变学行为和弯曲性能的影响

利用自行研制的活塞式挤压流变仪研究了掺加聚乙烯醇(PVA)短纤维和粉煤灰的地聚合物浆体在挤压过程中的流变学特性,在此基础上通过单轴挤压机成功制备出宽厚比=12.5∶1.0的短纤维增强地聚合物基复合材料。利用MTS电液侍服机系统研究了各种纤维和粉煤灰掺量的地聚合物基复合材料的弯曲行为。采用扫描电镜(SEM)研究了地聚合物基复合材料中纤维的分布、取向、纤维-基体间界面,以及弯曲实验后试样断裂面上的纤维伸出长度、纤维尖端断裂形貌和纤维表面组织,从细观和微观角度探讨各种地聚合物基复合材料微观结构和弯曲破坏机制。结果表明：PVA短纤维的加入改变了地聚合物浆体的破坏模式,由脆性破坏变为延性破坏;对于不掺或掺加少量粉煤灰(≤10%)的地聚合物基复合材料弯曲强度高,但延性小,当粉煤灰的掺加量≥30%时,地聚合物基复合材料的弯曲强度显著下降,但延性增大。     

粉煤灰地聚物反应体系下的反应影响因素分析

以粉煤灰基地质聚合物为研究对象,研究了粉煤灰在地聚物反应体系下的反应影响因素。主要研究内容有:反应时间、反应温度和反应碱浓度对反应过程及宏观强度的影响及相关反应机理。结果表明:在反应中后期,粉煤灰反应速率明显下降而此时地聚物的宏观性能反而呈现最大值。以75℃为例,反应时间从24h延长到672h的过程中,反应程度仅从20.8%增加到了32.4%,平均反应速率仅为0.0179%/h,而此时样品的抗压强度则从1.31MPa增加到了7.98 MPa;在地聚物反应体系下,反应产物为无定形的硅铝胶凝体,该物质的致密程度与地聚物宏观性能直接相关;温度的升高可有效提高粉煤灰的反应速率及地聚物的宏观性能,促进无定形胶凝体的形成和硬化。反应24h,75℃下的反应程度和抗压强度可以达到20.8%和1.31 MPa,而同期35℃下的反应程度只能达到7.8%且尚未形成宏观强度;碱浓度的变化不仅可影响反应速率和宏观性能,还可改变粉煤灰在地聚物反应体系下的最终反应程度,在反应温度为75℃和50℃时,10 mol/L体系下672h的反应程度比5 mol/L体系分别高了90%和28.6%。     

碱激发粉煤灰地聚物的力学性能及微观机制研究

电力工业废渣通过碱激发可再生成一种新型的、绿色的高性能无机聚合物胶凝材料.试验以一级低钙粉煤灰为原材料、水玻璃和氢氧化钠为复合碱性激发剂制备粉煤灰地聚物,通过无侧限抗压强度试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验,研究碱激发剂模数和养护龄期的变化对粉煤灰地聚物力学性能的影响.试验结果表明:激发剂模数是影响地聚物试样力学性能的重要因素,随着模数的增大,试样无侧限抗压强度先增大后减小,在各养护龄期下模数为1.1时试样的无侧限抗压强度最高;粉煤灰玻璃体在碱性溶液的侵蚀破坏下发生解聚-缩聚反应,生成的N-A-S-H凝胶填充了试样孔隙,促进了试样无侧限抗压强度的增长;当模数为1.1且养护龄期为28 d时,试样的无侧限抗压强度达到最大值10.3 MPa且微观结构密实、整体性强.     

粉煤灰对再生建筑石膏性能的影响

实验室模拟再生石膏的生成条件制备出含粉煤灰的再生二水石膏样品,对经煅烧后得到含粉煤灰的再生建筑石膏进行了力学性能实验,并进而研究了粉煤灰对再生建筑石膏性能的影响及其作用机理。结果表明,相比未掺粉煤灰的原生建筑石膏(POP)而言,掺粉煤灰原生建筑石膏(POAP)的需水量降低,56d强度增加;相比未掺粉煤灰的再生建筑石膏(R-P),掺粉煤灰的再生建筑石膏(RAP)的标稠需水量降低,56d强度变化不大,但它的凝结时间却延长,2h强度逐渐降低。相比POP和POAP,R-P与R-AP的力学性能均降低,且R-AP的抗压、抗折强度降幅更大。由于粉煤灰的不完全水化,使得再生建筑石膏中依旧含有部分未水化的粉煤灰,它会在后期继续水化,从而使再生建筑石膏56d强度基本不变。     

用于地聚合物的粉煤灰活性评价研究

由于粉煤灰的非均质性,很难直接预测粉煤灰的活性.本实验研究了不同粉煤灰在不同时间、温度和碱浓度条件下的浸出过程(先将粉煤灰在碱液中溶解,再将其残留物在酸溶液中解离).通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)和化学分析表明,温度、反应时间和碱浓度都会影响粉煤灰的溶解速率和浸出含量.粉煤灰中浸出的反应性n(Si)/n(Al)为2.3～2.7,粉煤灰中硅和铝的总浸出量与成型用其制备的地聚合物强度呈正相关.另外,可发现建立在硅酸盐水泥体系上的粉煤灰活性评价体系并不完全适用于地聚合物体系.通过XRD、FTIR和SEM分析可发现,粉煤灰由反应性材料和惰性材料组成,而活性物质在地聚合过程中迅速溶解,酸完全解离在地聚合过程中生成的凝胶,浸出过程更能准确表征粉煤灰中反应性物质的含量.碱溶解?酸解离法可定量估算粉煤灰的反应物含量和反应性n(Si)/n(Al),并简单预测用于地聚合物体系的粉煤灰的潜在反应活性,还可指导粉煤灰地聚合物的配比设计.     

粉煤灰对垃圾锚固材料性能的影响

研究了不同掺量的粉煤灰对垃圾锚固材料性能的影响,结果表明,锚固材料中掺入一定量的粉煤灰后,由于粉煤灰的火山灰反应,随着龄期的延长,抗渗能力和材料力学性能都有所提高;并且随着粉煤灰掺量的增加,锚固材料的抗渗能力也将提高.当粉煤灰掺量为24%时,所得的锚固材料的流动度最佳,因此可以容易地被喷射到垃圾堆表面以固结垃圾.     

粉煤灰对氯氧镁水泥早期性能的影响

为了研究粉煤灰对氯氧镁水泥的改性作用以及拓展氯氧镁水泥在青海等地的应用,将粉煤灰掺入氯氧镁水泥中,分析了粉煤灰对氯氧镁水泥的凝结时间、强度、耐水性和耐硫酸盐的影响.结果表明:掺入粉煤灰会延长氯氧铁水泥的凝结时间,粉煤灰的掺量与初终凝时间呈线性相关;掺入20％粉煤灰能提高氯氧镁水泥的28天强度和耐水性;硫酸盐环境能够改善氯氧镁水泥的耐水性,虽然大掺量(40％)的氯氧铁水泥浸泡硫酸盐后强度降低幅度较大,但浸硫酸盐后氯氧镁水泥的剩余抗压强度依然是对照组普通硅酸盐水泥强度的1.5倍,适宜将其应用于干旱、少雨、硫酸盐侵蚀比较严重的西藏、青海等西部环境中.     

外电场作用下压电晶体的多次压电效应

基于经典压电学理论,分析了外电场作用下多次压电效应的产生与压电体所处边界条件的关系,阐述了其产生过程,并推导出二次正、三次逆压电效应的输出结果与外加电场的输入、输出关系.利用有限元软件ANSYS的耦合场分析功能计算压电陶瓷在准静态场中一次逆、二次正、三次逆压电效应产生的位移或电压值.在外电场作用下对PZT-5叠堆进行了多次压电效应的实验研究,实验结果证明了二次正、三次逆压电效应的存在,且其产生与压电体所处边界条件密切相关.由仿真和实验数据可知,二次正、三次逆压电效应产生的电压和位移与外加电压也具有线性关系,进一步验证了理论分析的正确性.     

Reconstruction of the Charge Density Wave State Under the Applied Electric Field

Charge density wave (CDW) under an applied electric field in constraint geometry experience stresses, which can easily exceed a plastic threshold. The stress is resolved by the ground state reconstruction which proceed via creation of topological defects like solitons and dislocations??the CDW vortices. These states can be observed experimentally either in average at macroscopic scales of X-ray and multijunction space resolved studies, at mesoscopic scales of coherent X-ray micro-diffraction and nano-junctions or individually as by the STM. Here, we report numerical modeling taking into account multiple fields in their mutual nonlinear interactions: the phase and the amplitude of the CDW order parameter, distributions of the electric field, of the density and the current of normal carriers. Following events of creation and the subsequent evolution of dislocations, we find that vortices are formed in the junction when the voltage across, or the current through, exceed a threshold. The number of vortices remnant in the reconstructed ground state increases stepwise??in agreement with experiments. The vortex core concentrates the voltage drop across the junction giving rise to observed peaks of the interlayer tunneling. The studied reconstruction in junctions of CDWs may be relevant to modern efforts of the field-effect transformations in other correlated electronic systems.     

粉煤灰在水泥基材料中吸波性能的探索

为了研究粉煤灰在水泥基材料中的吸收电磁波性能,将Ⅲ级粉煤灰掺入水泥净浆中,制成厚度为15～30mm的试样,分别进行吸波性能测试.结果显示,粉煤灰在16GHz附近有一个14.5dB的吸收峰;掺入粉煤灰的水泥净浆,在低频率区1～4GHz范围内,有6～10dB的吸收峰;在高频率区4～18GHz内,一般只有4～6dB的吸收峰.掺量为30%、厚度为30mm的试样在17GHz附近有一个8.5dB的吸收峰.     

低质高碳粉煤灰制备粉煤灰贝利特水泥及其特性研究

利用含碳量高、火山灰活性较低的堆存粉煤灰为原料,用水热合成-低温煅烧方法制备粉煤灰贝利特水泥,研究了配合料CaO掺量与在97℃±2℃下的蒸养时间、煅烧温度和煅烧时间对前驱物和粉煤灰贝利特水泥的组成及其基本物理力学性能的影响。结果表明:在97℃±2℃蒸养和800℃煅烧,粉煤灰中的莫来石和石英几乎不与CaO发生反应;800℃煅烧的粉煤灰贝利特水泥熟料中主要水硬性矿物为α’L-C_2S和C_(12)A_7,当煅烧温度达900℃或更高时,贝利特以活性较低的β-C2S存在,并且熟料中有水化活性很低的钙铝黄长石形成。CaO掺量为30%的石灰-粉煤灰配合料在97℃蒸养10h后经800℃煅烧1h,制得28d抗压强度达到30.2 MPa的粉煤灰贝利特水泥。粉煤灰贝利特水泥凝结快,可用于快修工程,但其需水量大,硬化浆体结构相对疏松,孔隙率较大。