纳米晶纤维素增强密封材料性能研究

制备纳米晶纤维素(NCC),研究其对密封材料性能影响。结果表明,自制的NCC直径约为10 nm,长度约为180 nm,长径比约为18,呈现"棒状"结构,纤维表面具有较多羟基基团,同时具有良好的热稳定性及较高的结晶度。NCC作为增强剂,随着用量增加,密封材料抗拉强度升高,压缩率降低,回弹率提高。NCC添加量为1.0%时,密封材料抗拉强度为15.2 MPa,压缩率为8.53%,回弹率为40.06%,与未添加NCC时相比,抗拉强度提升40.35%,压缩率下降20.43%,回弹率提升37.42%。添加NCC显著提升了密封材料的抗拉强度和压缩回弹性能。     

聚丙烯腈纤维亲水改性对密封材料性能的影响

本试验研究了聚丙烯腈纤维亲水改性对密封材料压缩回弹性能的影响。研究发现,当聚丙烯腈纤维添加量20份时,压缩率为9.52%,回弹率为28%;对聚丙烯腈纤维进行亲水改性,可有效提高密封材料回弹性能;随着NaOH浓度、水浴温度、反应时间的增大,密封材料压缩率小幅度下降,回弹率呈上升趋势,回弹率最高可达36.49%。3因素中,NaOH质量分数对密封材料压缩回弹性能影响最大。     

填料并用体系对无石棉胶乳抄取板性能的影响

添加一定量的硫酸铝溶液能够改善填料与纤维和胶乳的结合。随着硫酸铝用量的增加,浆料的Zeta电位、pH值和打浆度都逐渐降低,最佳的硫酸铝用量为9%。对于添加了填料碳酸钙/炭黑和凹凸棒粉/炭黑的两种无石棉胶乳抄取板而言,随着炭黑用量的增加,两种板材的抗张指数逐渐增加,压缩率则呈缓慢下降的趋势,回弹率变化不大,而蠕变松弛率则主要受板材紧度影响,紧度越大蠕变松弛率越小。     

玄武岩纤维抄取密封垫片最优纤维配比正交试验

各种纤维的用量配比对抄取无石棉密封垫片的性能有很大影响,将玄武岩纤维引入其中,以QY复合棉纤维用量、玄武岩纤维用量、纸浆纤维用量为主要因素,设计3因素3水平的正交试验,研究各纤维用量对垫片压缩率、回弹率及拉伸性能的影响,从而确定各纤维用量对垫片压缩率、回弹率、拉伸强度影响的主要因素及最优用量。结果表明:当QY复合棉纤维用量为28%、玄武岩纤维用量为2%、纸浆纤维用量为10%时,所制得垫片的压缩率为12.55%,回弹率为53.13%,拉伸强度为15.01 MPa。     

基于增强减弹的湿喷纤维混凝土应用研究

为了解决高地应力淋水巷道喷射混凝土易开裂、回弹率高的问题,开展了掺加纤维、速凝剂的湿喷混凝土性能试验。结果表明:15 mm纤维改善了混凝土抗变形能力;速凝剂和互补纤维掺入导致回弹率高的缺陷,水泥掺量的增加利于增加混凝土的黏结强度、降低回弹。通过优化试验,有效改善了高地应力淋水巷道喷浆层开裂、回弹率高的问题。     

玄武岩纤维改性脱硫建筑石膏研究

在脱硫建筑石膏中掺入不同长度、不同掺量的玄武岩纤维,探究玄武岩纤维对脱硫建筑石膏的扩展度、凝结时间、吸水率、软化系数、抗折及抗压强度的影响。结果表明,玄武岩纤维会大幅降低浆体扩展度,缩短其凝结时间,但对基体的吸水率和吸水速率影响较小;随着玄武岩纤维掺量的增加,硬化体的软化系数先降低后升高,抗折及抗压强度则先升高后降低,与长度的关系均不明显。在脱硫建筑石膏中掺入玄武岩纤维的较优参数为:长度9 mm、掺量0.7%。     

矿渣——粉煤灰地聚物注浆材料的制备及性能优化研究

为了降低注浆材料中水泥的使用和开发新型的注浆材料,以粉煤灰和矿渣为前驱体,采用碱激发的方式制备了地质聚合物注浆材料。采用聚丙烯纤维对注浆材料性能进行优化,研究了纤维对地质聚合物注浆材料工作性、力学性能和微观结构的影响。研究结果表明:添加纤维可以提高地质聚合物注浆材料的凝结时间和降低材料的流动性;纤维的掺入显著提高了地质聚合物注浆材料的抗压强度、抗折强度和抗冻性能,同时纤维还能降低材料的干燥收缩率;综合试验结果得出纤维的最优掺量为3%。微观结构测试结果表明添加纤维后,地质聚合物注浆材料的微观结构更加均匀和致密。纤维可以作为地质聚合物注浆材料中的微集料以优化材料的性能。     

软岩巷道新型柔性喷层材料配比及力学性能试验研究

普通混凝土喷层具有强度低、延展性能差等缺点,难以与锚杆支护相耦合共同维持软岩巷道围岩的稳定,文章以普通喷层材料为基础进行了材料配比试验,分别优化了新型柔性喷层材料的灰砂比、聚合物胶粉掺量、聚丙烯纤维掺量、有机乳液掺量,其配比为:灰砂比为1/2,5044n胶粉掺量为1. 5%,PP纤维掺量为0. 15%,PS乳液为20%,降低了巷道喷层的厚度,减少巷道施工及支护成本,通过地面喷射试验可知,新型柔性喷层材料具有回弹率低,硬化速度快,抗裂性能好等优点,能够满足软岩巷道大变形支护要求。     

疆锋铁矿尾砂沉降性能试验研究

目前充填系统工艺中高效深锥浓密机使用非常频繁,尾砂进入高效深锥浓密机中后需要添加絮凝剂以加速尾砂的沉降,进而达到快速沉降浓缩脱水的目的。通过对疆锋铁矿筛分尾砂沉降性能的研究,得出了最佳的絮凝剂添加类型、最佳的絮凝剂添加量、最终压缩浓度及容重等参数,为浓密机的工艺设计及充填系统的工艺设计提供了依据。     

PVA和PVA纤维增强石膏基复合材料性能研究

研究了聚乙烯醇(PVA)及聚乙烯醇纤维掺量对石膏工作性能、力学性能、耐水性能、吸水性、弯曲韧性的影响。研究表明:PVA及PVA纤维会降低石膏浆体的工作性能,掺量越大,扩展度越低,凝结时间降低;石膏硬化体抗压强度略微降低,加入PVA以后,抗压强度大幅度上升,抗折强度随纤维掺量增大而增大,弯曲韧性进一步增强;PVA能有效改善石膏的吸水性能,降低吸水率。最佳掺量组合为PVA质量掺量2%,PVA纤维体积掺量1.2%。     

喷射钢纤维混凝土性能试验研究

 通过不同的配合比和掺入不同体积率的钢纤维混凝土来进行对比,利用抗压、劈裂抗拉和抗折试验分析钢纤维混凝土的性能。结果表明,水灰比为0.5的钢纤维混凝土抗压、抗折、抗拉强度分别比未加钢纤维混凝土提高了10.3%、9.6%和33.5%,水灰比为0.6的钢纤维分别提高了33.8%、10.8%和8.4%;而对于不同掺量的比较中,掺量较高的混凝土强度提高要高一些。由此可见,在不同的水灰比和不同的掺量下对混凝土的性能会产生不同的影响,但总体看来钢纤维能够提高喷射混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度等性能,能够为地下工程提供更好的支护作用。     

石棉胶乳抄取板抄造工艺条件对强度的影响研究

经过对生产工艺条件,即湿部化学品的添加顺序、加入CPAM后搅拌转速与时间、滤网目数的大小三个因素对抄取板强度的影响研究,结果表明,湿部化学品按填料、胶黏剂、配合剂的顺序加入,加入CPAM后在1500r/min的转速下搅拌1min,然后在120目的滤网上抄片,此种条件下所得石棉胶乳抄取板的强度最高。     

石棉胶乳抄取板增强配方研究

研究了提高造纸法生产的石棉胶乳抄取板强度的方法 ,发现适度的打浆可以提高抄取板的抗张强度 ;添加一定量的Al2 (SO4 ) 3可以促进各种化学助剂的留着 ,从而提高抄取板的强度 ;添加多硫化钠、钛酸酯偶联剂及醛类树脂增强剂都可以提高抄取板的抗张强度 ,但相对来说 ,多硫化钠对抄取板的抗张强度提高幅度较小 ,钛酸酯偶联剂及醛类树脂增强剂使提高幅度较大 ,但使用钛酸酯偶联剂易产生糊网问题 ,而醛类树脂类增强剂却不存在这方面的问题。因此 ,醛类树脂增强剂是一种理想的石棉胶乳抄取板的增强助剂。     

赤泥作矿渣基胶凝材料调整剂的研究

以赤泥作为调整剂加入到矿渣、石膏、水泥熟料组成的矿渣基胶凝材料中,考察其掺量对胶凝材料抗压强度的影响,并对胶凝材料的微观形貌进行SEM分析。结果表明：随着赤泥掺量的增加,胶凝材料的抗压强度先增大后减小;在赤泥掺量为6%时（矿渣、石膏、熟料用量分别为74%、10%、10%,PC减水剂用量为各原料总量的0.3%）效果最优,胶凝材料的3、7、28 d抗压强度分别达到61.93、70.53、81.02 MPa。胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶和钙矾石;随着反应龄期的增长,C-S-H凝胶的覆盖面积不断增大,钙矾石晶体也紧密交织,水化过程趋于完全。     

深井充填体细观破坏及充填机制研究

对不同灰砂比的深井充填体进行了无侧限单轴抗压、抗拉测试, 抗压试验中测得抗压强度、弹性模量和泊松比等数据; 抗拉试验中测得抗拉强度、线性阶段弹性模量和峰荷应变等参数。分析了拉、压试验中力学性质的变化规律, 鉴于拉压性质的相关性, 对拉压力学参数和试验曲线作了一定的对比分析, 对充填体细观破坏及充填体-围岩-矿柱系统作用机制进行了研究, 旨在为矿柱开采提供技术支持。     

用某钼尾矿制备高性能混凝土的试验

将钼尾矿、矿渣、水泥熟料、石膏进行机械力粉磨,制备胶凝材料,研究了胶凝材料掺量和砂率对混凝土力学性能的影响。结果表明,随着胶凝材料掺量的增加,混凝土的坍落度和混凝土试块的抗压强度均增大;随着砂率的增大,混凝土的坍落度和混凝土试块的抗压强度均先增大后减小。当胶凝材料和骨料质量比为1∶3.0,砂率为0.35时,养护28 d的混凝土试块的抗压强度达68.7 MPa。在钼尾矿胶凝材料体系中,C-S-H凝胶、AFt及氢氧化铁凝胶等水化产物相互交织,未参与反应的微细粒填充到体系的孔隙中,促进了胶凝材料强度的增长。     

Effect of tensile strength of rock on tensile fracture toughness using experimental test and PFC2D simulation

The effect of tensile strength on the tensile fracture toughness of rock like specimen was studied in this paper. Brazilian test was done to determine tensile strength of material. A compression to tensile load transforming (CTT) device was developed for determination of mode I fracture toughness of concrete. Also particle flow code (PFC) was used for validation of the experimental outputs. Three concrete slabs with different tensile strength were prepared for investigation of the effects of tensile strength on the fracture toughness. The samples were made from a mixture of water, fine sand and cement with different ratio. These samples were installed in CTT device. A 30-tons hydraulic load cell applied compressive loading to CTT end plates with a constant pressure of 0.02 MPa per second. Compressive loading was converted to tensile stress on the sample because of the overall test design. The results show Fracture toughness has a close relationship with tensile strength of concrete so it increases with increasing the tensile strength. In constant join length, the angle of crack growth related to normal load was decreased with increasing the grain size. Numerical simulation shows that failure pattern and fracture toughness was nearly similar to experimental results. Finally, it can be concluded that CTT device was capable for determination of fracture toughness of concrete.     

含碳球团冷固结成型试验

采用正交试验方法研究了以糖浆作为粘结剂, 钒钛磁铁矿和煤粉为原料, 在不同的粘结剂配比、成型压力和水分加入量下含碳球团的冷固结成型性能。结果表明: 制得球团在300 ℃下烘干30 min后, 抗压强度随粘结剂加入量的增加先增加后减少; 随成型压力的增加一直增加, 但增加幅度越来越小; 水分加入量在3%以下时, 对球团的抗压强度影响不大, 继续增加水分加入量, 球团的强度急剧下降。试验获得最佳工艺参数为, 粘结剂加入量6%, 成型压力18 MPa, 水分加入量2%。在该工艺条件下球团的平均抗压强度可以达到2 723 N。     

重金属质量比对污染土土工性能的影响研究

在不同围压条件下, 对5种重金属含量不同的污染土试样进行了三轴试验、压缩试验和直剪试验。试验结果表明, 污染土的强度随着重金属元素含量增加显著降低, 围压增大对重金属含量低的污染土的强度的影响不显著, 质量比小于3%时, 峰值强度降低10%~15%, 质量比大于5%时, 峰值强度降低40%~50%。直剪试验结果表明 质量比小于3%的污染土抗剪强度-垂直压力曲线基本平行, 垂直压力与抗剪强度成正比, 抗剪强度降低幅度为5%~10%;质量比大于5%的污染土抗剪强度-垂直压力曲线表现为不规则, 抗剪强度降低45%～55%左右。压缩试验结果表明, 污染土与一般土的压缩量差别较大, 质量比超过5%以上时对压缩性的影响尤为显著。根据Mastsuoka-Nakai准则与三轴试验结果建立了污染土的本构关系, 经验证该模型在描述污染土的应力-应变关系方面更符合实际。     

提高赤铁精矿配比对制备铁矿氧化球团的影响

研究了提高赤铁精矿配比对造球和球团预热焙烧的影响。结果表明: 随着赤铁精矿配比的提高, 生球落下强度和抗压强度均不断降低, 主要是赤铁矿细粒级含量相对较少、比表面积小、颗粒表面光滑导致颗粒间作用力小而造成的;预热球抗压强度不断降低, 焙烧球抗压强度在赤铁矿比例不超过50%时变化不大, 但继续提高赤铁矿比例将显著降低焙烧球抗压强度, 赤铁矿比例高时预热球、焙烧球强度差主要是原生Fe₂O₃结晶能力差导致球团固结不好而造成的。