低温氧化对煤泥可浮性的影响机理

煤泥储运过程中会发生不同程度的氧化,表面性质及可浮性受到很大影响。为明晰表面氧化对煤泥可浮性的影响及其作用机制,试验采用诱导时间及黏附动力学作为主要测试手段,探索低温氧化对煤泥可浮性的影响,并系统分析低温氧化前后煤样官能团、接触角及表面自由能的变化规律,揭示可浮性恶化机理。结果表明:低温氧化后煤泥诱导时间增加,颗粒气泡黏附角减小;表面亲水性含氧官能团(C—O,C=O和COOH)数量增加,疏水性官能团(C—C/C—H)含量降低;表面自由能增加,接触角减小,因此煤泥可浮性降低。     

橡胶混凝土改性剂的配制研究

采用水洗、NaOH溶液、KH560溶液、KH570溶液以及自制改性剂对橡胶颗粒进行改性,测试橡胶混凝土的抗压强度和劈拉强度,结果显示NaOH溶液及KH570溶液改性效果相对较好,其中KH570溶液的改性效果最好;NaOH溶液的最优浓度为20%,KH570的最优质量分数为1%。根据表面活性剂理论,配制了3种自制改性剂,其中改性剂1(甲19-1)的效果最好。通过扫描电镜观察橡胶颗粒水洗、无机改性前后的表面特征,发现水洗处理可以去除橡胶颗粒的表面的杂质,无机改性的作用是通过腐蚀橡胶颗粒表面的添加剂,使橡胶颗粒表面粗糙度增加。     

库水作用下库岸边坡红土的侵蚀模型试验研究

库水位的升降变化会引起库岸边坡红土的侵蚀。本文采用室内边坡模型试验和浸泡试验的方法,研究库水作用下库岸边坡红土侵蚀过程中的颗粒迁移、土压力、孔隙水压力的变化及其对应的抗剪强度和渗透性的变化情况。试验结果表明:在相同库水位下,边坡红土颗粒迁移现象不明显,库水位以下的土压力与孔隙水压力都比水面以上的土压力与孔隙水压力值大;随着库水位上升,土体内部孔隙中的气泡随水带出,边坡红土内部的土压力减小,孔隙水压力增大,且两者呈显著的非线性变化;随着浸泡时间的增长,土体抗剪强度先迅速减小,后缓慢回升,之后强度持续降低;渗透系数随浸泡时间延长明显增大;随着浸泡温度的升高,土体抗剪强度先增大后减小,但在常温作用时强度最大。     

吡啶类离子液体对低阶煤泥浮选的影响

为探索吡啶类离子液体氯代十六烷基吡啶-水合物(cetylpyridinium chloride monohydrate,CCM)对低阶煤泥浮选的促进效果,通过煤泥浮选试验对不同浓度的CCM浮选指标进行比较。借助界面张力与傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR),揭示了CCM强化低阶煤泥浮选的作用机理。结果表明,CCM可显著改善低阶煤泥浮选效果,增加精煤可燃体回收率,但高浓度CCM会与脉石矿物发生非选择性吸附,增加精煤灰分,降低浮选完善度。界面张力结果表明,CCM能明显降低煤油与水溶液间的界面张力,促进捕收剂在矿浆中分散,降低药剂消耗。FTIR显示,CCM在静电力作用下吸附在低阶煤表面,降低了羰基、羧基、醚氧键类含氧官能团的数量,提高了煤表面疏水甲基、亚甲基数量,增强了低阶煤表面疏水性,优化了浮选效果。     

不同煤体结构煤的吸附性能及其控制机理

为研究不同煤体结构煤的吸附性能,采用不同粒径的煤样模拟了不同煤体结构煤,并对其进行了等温吸附实验,实验结果发现,粒径最小的60-80目煤样的吸附量最大,粒径最大的13-25mm煤样的吸附量最小,并且吸附量随着粒径的增大逐渐减小的规律非常明显。构造煤不同温度的吸附实验表明,构造煤的吸附量与温度呈负相关,温度越高,其吸附性能越弱;随着温度的升高,构造煤的吸附量受温度影响逐渐减小。采用低温液氮吸附实验分析了不同煤体结构煤的孔隙特征,从微观孔隙角度揭示了不同煤体结构煤的甲烷吸附性差异的控制机理。     

纳米碳化硅改性水玻璃对再生骨料的强化作用机制研究

为了进一步强化再生骨料、改善再生骨料混凝土的性能,研究了纳米碳化硅改性水玻璃对再生骨料的强化效果,并分析了作用机制。结果表明,纳米碳化硅改性水玻璃对再生骨料的强化作用明显,但会受水玻璃浓度和纳米碳化硅掺量的影响。水玻璃浓度增大,经水玻璃强化处理的再生骨料表观密度和堆积密度先增大后减小,吸水率逐渐降低,含水率逐渐增加,压碎指标先减小后增大;经水玻璃溶液+纳米碳化硅复合强化的再生骨料随着纳米碳化硅加入量的增加,表观密度和堆积密度先增大后减小,吸水率和含水率均先降低后增大,压碎指标先减小后增大。经浓度为30%的水玻璃溶液+0.75%纳米碳化硅浸泡强化的再生骨料,孔隙和裂缝被改性水玻璃填充,再生骨料表面均匀,综合性能较好,拌制的再生混凝土28 d抗压强度较未处理的再生骨料拌制的混凝土提高约45%,较天然骨料拌制的混凝土低约10%。     

酸性溶液浸泡下原状黄土物理力学特性试验研究

黄土中存在大量碳酸钙胶结物,该胶结物对黄土力学性状的影响很大。采用浓度为0.1,1和2 mol/L的盐酸溶液,开展了原状黄土试样的浸泡试验,测定了不同时间浸泡溶液中钙离子的浓度,开展了经不同时间浸泡土样的颗粒分析试验、固结试验及剪切试验,分析了酸性溶液浸泡下原状黄土力学特性及其变化规律。试验表明：黄土中胶结物主要是以粒径小于0.01 mm的颗粒存在,在酸性溶液浸泡作用下,土中钙质胶结物逐渐被溶蚀,试样中细小颗粒逐渐减少,尤其是颗粒直径小于0.005 mm的含量明显减少,浸泡液酸性越强,土体中钙质胶结物溶蚀的速度越快并且溶蚀得越充分。胶结物在土体中的作用主要是连接骨架颗粒,因此,胶结物对土体的黏聚力影响较大,而土体内摩擦角受胶结物溶蚀的影响不明显。经盐酸溶液浸泡后,试样的黏聚力随浸泡时间延长持续降低,浸泡60 d后,土体的黏聚力逐步趋于稳定。经0.1,1,2 mol/L盐酸溶液浸泡120 d后,试样的黏聚力分别降低约47%,63%,87%,且呈现出浸泡液酸性越强,黏聚力减少越多的情形。胶结物的溶蚀引起土体孔隙增加,压缩系数增大。随着胶结物的减少,土体的快剪应力-应变关系逐渐由应变硬化型向应变软化型转变。     

混凝土用聚甲醛纤维的耐碱性能研究

根据不同的水泥碱度设计了6种pH值的NaOH溶液对聚甲醛纤维(POM纤维)进行加速老化试验,同时用基准水泥上层清液做POM纤维的常温浸泡试验,通过测试浸泡前后纤维的直径和强度探究了POM纤维的耐碱性能,并对不同浸泡环境、不同浸泡时间下的纤维进行了微观形貌分析和红外测试,找出了不同浸泡条件下的时间对应关系。试验结果表明,POM纤维在两种浸泡环境下,随着时间的延长,直径逐渐增加,强度减小,POM纤维在pH=14的NaOH溶液中加温浸泡6 h相当于在基准水泥上层清液中常温浸泡28 d。POM纤维的腐蚀是一个逐层腐蚀的过程,碱溶液最先腐蚀纤维表面和内部杂质,其次腐蚀结构缺陷部分,发生C-O-C和CH_2基团位移,导致纤维力学性能下降,但POM纤维整体结构骨架并没有受到严重腐蚀,具有较好的耐碱性能。     

表面张力与接触角对膨胀土干缩开裂影响的试验研究

用悬滴法对纯水、酒精溶液和肥皂水(表面活性剂)3种液体的表面张力进行测量,比较3种液体表面张力的大小;用躺滴法测量混有十八胺的两种土样的接触角。在此基础上,针对不同表面张力和接触角的膨胀土试样进行收缩开裂试验。试验结果表明:孔隙水表面张力和接触角对膨胀土的收缩开裂有重要影响。表面张力越小的试样,其最终收缩开裂裂隙度越小,但在裂隙发展阶段,脱湿时间相同时,孔隙水表面张力小的土样其收缩开裂裂隙度有可能大于表面张力较大的土样。增大土颗粒与孔隙水间的接触角可以很好的抑制膨胀土的收缩开裂,接触角越大,相同的脱湿时间下土体的收缩开裂裂隙度越小。减小孔隙水表面张力或增大接触角都会使土体中的弯液面曲率半径增大,从而减小土体中的基质吸力。接触角的增大还有可能使弯液面由凹变凸,基质吸力会因此消失,从而很好的抑制膨胀土开裂。     

膨润土对塑性混凝土力学性能的影响及微观机理

通过室内常规三轴压缩试验，分析了膨润土对塑性混凝土应力-应变曲线和主要力学指标的影响，并采用扫描电镜和X射线衍射等技术揭示了其宏观力学特性演变的微观机理.结果表明：随着膨润土掺量的增加，塑性混凝土体积膨胀变形量逐渐减小，应力-应变曲线表现出更加显著的延展性，峰值应力明显减小，峰值应变逐渐增大，模强比呈增加趋势，黏聚力先增后减，内摩擦角先减后增.掺入膨润土可大幅增加塑性混凝土微观颗粒的孔洞通道，低掺量膨润土发挥出较好的骨料间隙填充效果，削弱了颗粒棱角，提高了结构的致密性；当膨润土掺量过高时，界面过渡区出现低黏结团聚体，颗粒表面粗糙度增加.膨润土对塑性混凝土宏观力学性能的影响主要是由塑化效应增加颗粒孔隙通道和固化效应填充颗粒间隙两者协同作用的结果 .