六水氯化钙用于新型建筑节能材料

建筑行业能源消耗持续走高,迫切需要对传统建筑材料进行改性。本文阐释相变材料储能原理,以CaCl₂·6H₂O为基体材料,SrCl₂·6H₂O与凹凸棒土分别作为成核剂与增稠剂,改善其过冷度与相分离的负面特性;与MgCl₂·6H₂O制备二元共晶复合材料,用于调节相变温度;膨胀珍珠岩作为包覆介质,吸附相变材料避免液漏,同时担当骨料,保证强度。利用DSC、XRD、步冷曲线对其热物性、物相结构、过冷度等进行表征测试,最终获得蓄热性能优异的新型建筑节能材料。     

活性MgO含量对改性硫氧镁水泥强度的影响及机理分析

研究了不同活性MgO含量(60.4%、46.7%、45.9%)对改性硫氧镁水泥强度的影响规律，并结合XRD、SEM等方法分析了其影响机理。结果表明：改性硫氧镁水泥试件的抗压强度均随n(MgO)∶n(MgSO₄)的增大而增大；用活性含量为45.9%的MgO制备的水泥试件各龄期抗压强度均高于活性含量为46.7%和60.4%的MgO；改性硫氧镁水泥样品的主要成分为MgO、Mg(OH)₂和5Mg(OH)₂·MgSO₄·7H₂O相(5·1·7相)，随着养护时间的延长，5·1·7相的衍射峰增强；样品内生成大量针棒状晶体，存在较多空隙。     

煅烧高镁磷尾矿制备硫氧镁胶凝材料

我国磷矿资源丰富,磷化肥工业发达,磷尾矿产出极高。作为我国的大宗固废之一,磷尾矿大量堆积带来的环境危害和经济损失不可忽视,磷尾矿的资源化利用已成了大势所趋。该文采用了煅烧法将高镁磷尾矿中的白云石煅烧成氧化镁与碳酸钙,利用氧化镁与硫酸镁等原料制备出了硫氧镁胶凝材料,并确定了MgO/MgSO₄、H₂SO₄/MgSO₄、柠檬酸3个因素对材料抗压强度的影响及其最佳比例。结果表明:MgO/MgSO₄对于材料抗压强度有极大的影响,H₂SO₄/MgSO₄对于材料抗压强度有一定的贡献,最优的配方为MgO/MgSO₄=5∶1,H₂SO₄/MgSO₄=1∶2,而柠檬酸添量的增加会使材料抗压强度降低,但其影响微弱,可以根据对凝结时间的需求添加。     

超细铜尾矿免烧免蒸养环保砖的研究

文中通过正交试验得出适用于超细铜尾矿的最佳固化剂配方为：水泥、粉煤灰、消石灰、脱硫石膏和石英粉用量分别为25%、40%、25%、4%和6%。固化剂掺量为20%时，超细铜尾矿免烧免蒸养环保砖的性能最佳，其7d、28d抗压强度分别为17.6MPa、22.5MPa，软化系数分别为0.65和0.80。C-S-H凝胶、钙矾石[Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26H₂O]等新矿物的生成是超细铜尾矿环保砖具有较高的抗压强度和耐水性的主要原因。     

PEG/陶粒相变颗粒的制备及诸热性能研究

采用真空浸入法将聚乙二醇(PEG)吸附于多孔陶粒后,采用环氧进行包封,制得PEG/陶粒定形相变颗粒.使用DSC/TG、FTIR、高温烘烤及水浴试验等手段对PEG/陶粒相变颗粒的储热性能、相容性、定形效果及降温效果进行表征,结果表明:PEG/陶粒相变颗粒的相变焓约72.8J/g,相变开始点约50.4℃;PEG与多孔陶粒之间为物理吸附作用,具有较好的相容性,能够保证复合物中的PEG发挥相变特性;190℃下PEG/陶粒相变颗粒不泄漏,具有良好的定形效果;水浴测温表明,6.2％PEG掺量的相变陶粒试件降温在6.8℃左右,持续约4.5h.     

矿渣-脱硫石膏-水泥复合胶凝材料的性能研究

制备了矿渣-脱硫石膏-水泥复合胶凝材料,通过抗压强度试验确定了其最佳配合比,并进行了微观机理分析。抗压强度结果表明：相同水泥掺量(10%)下,随着脱硫石膏掺量的增加,试件的28 d抗压强度先增大后减小;相同m_矿渣∶m_脱硫石膏(8.0∶1.0)下,随着水泥掺量的增加,试件的28 d抗压强度先增大后减小;最佳m_矿渣∶m_脱硫石膏∶m_水泥为75.5∶9.5∶15.0。28 d微观结果表明：随着脱硫石膏掺量的增加,水化产物生成量增多,AFt由针状变为粗棒状,但同时CaSO₄·2H₂O量也较多;随着水泥掺量的增加,CaSO₄·2H₂O和矿渣颗粒减少,无胶结性的SiO₂增多,AFt由针状先变为粗棒状再变为针状和粗棒状共同存在。     

PEG/SiO2定形相变材料在沥青及水泥环境中应用的可行性

以聚乙二醇/二氧化硅(PEG/SiO2)定形相变材料与沥青、水泥为原料,采用物理共混法制备出沥青或水泥复合定形相变材料.利用综合热分析仪(TG-DSC)测试复合相变材料的储热性能及热稳定性,通过FT-IR对复合相变材料的兼容性进行了表征,探讨PEG/SiO2定形相变材料在沥青、水泥环境中应用的可行性.试验表明,复合定形相变材料具有较高的相变焓,良好的热稳定性和兼容性.将PEG/SiO2定形相变材料应用于公路工程中,可实现太阳能量转换与储存,主动调节路面的使用温度,并在高温条件下可有效降低路表温度,减少温度对路面的病害,缓解城市热岛效应,改善人居环境,其应用前景广阔.     

喷气增焓机械过冷CO2跨临界循环性能分析

提出了一种喷气增焓机械过冷CO₂跨临界循环,以研究循环喷气增焓与机械过冷耦合特性。建立喷气增焓机械过冷CO₂跨临界循环热力学模型,并采用EES(Engineering Equation Solver)软件对循环性能进行仿真分析。研究了主循环压缩机排气压力、中间压力、辅助循环过冷度以及环境温度对循环COP、排气温度、制热量、压缩机功等参数的影响,并在相同参数条件下与常规机械过冷循环进行对比分析。结果表明：主循环排气压力为9.7 MPa时取得最大COP为3.435,喷气增焓对机械过冷CO₂跨临界循环进一步降低排气温度有较明显效果;存在使循环COP最大的最优中间压力,相同中间压力下,喷气比取0.3、0.4、0.5时COP逐渐降低;提高过冷度使循环COP和排气温度降低,制热量和辅助循环压缩机功升高;环境温度变化时,中间补气焓值变化,进而使压缩机出口温度变化。     

相变储能石膏板制备和性能的研究

采用十酸和十二酸作为相变材料,与二氧化硅复合制备相变蓄热复合材料。选取石膏板为基体,并采用直接加入法制备相变储能石膏板。测试结果表明,随着相变蓄热复合材料掺量的增加,相变石膏板的抗压强度逐渐降低;当相变蓄热复合材料掺量为15%时,相变石膏板的抗压强度为1.25 MPa;对其进行DSC分析,其相变温度为20.27℃,相变焓为9.52 J/g,具有合适的相变温度和较好的储热性能。     

氯盐对再生混凝土硫酸盐侵蚀的抑制作用研究

将再生骨料取代率为50%的混凝土试块自然浸泡在单一Na₂SO₄溶液、MgSO₄溶液和NaCl-Na₂SO₄复合溶液、NaCl-MgSO₄复合溶液中,其中复合溶液中的氯盐质量分数分别为0%,2%,5%和10%。在整个试验周期内,每隔30 d测量不同溶液中再生混凝土试块的表观形貌、超声声速和质量变化率,得出了氯盐对Na₂SO₄溶液和MgSO₄溶液侵蚀再生混凝土的抑制规律。最后结合试验结果,详细分析了氯盐抑制不同硫酸盐溶液侵蚀再生骨料混凝土相关性能差异的机理。研究结果表明:氯盐对再生混凝土的硫酸钠侵蚀有明显抑制作用,氯盐质量分数为5%时抑制效果最明显,但是氯盐质量分数继续增大,抑制效果没有明显的提高; 氯盐对硫酸镁溶液侵蚀再生混凝土的抑制效果较弱,甚至在氯化钠质量分数为2%时,再生混凝土试块表观侵蚀程度比未掺加氯化钠的还严重; 氯离子对硫酸根离子侵蚀有抑制作用,但是对镁离子的侵蚀无明显抑制作用; 所得结论为再生骨料混凝土在实际工程中的耐久性应用提供了借鉴。     

定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热混凝土制备及性能研究

为制备性能优异的相变蓄热混凝土,试验确定了定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热骨料中相变材料的组成比例和制备工艺,并研究了相变蓄热骨料对混凝土力学性能和热工性能的影响。结果表明,相变材料中PEG含量为80%,石墨掺量为6%时,相变材料在具有合适相变温度和相变焓的同时,有良好的导热性能;相变蓄热骨料的合适吸附时间和温度分别为3 h和80℃,经表面封装后的相变蓄热骨料具有优异的稳定性。相变蓄热骨料虽然降低了混凝土的抗压强度和导热系数,但延缓了水泥水化热造成的温度升高,延缓了放热速率,能防止温度应力造成的混凝土开裂,且能明显改善混凝土的储热性能,综合考虑相变蓄热骨料替代率不宜大于80%。     

一种添加纳米颗粒的共晶盐空调蓄冷材料实验研究

共晶盐蓄冷比冰蓄冷和水蓄冷更适合蓄冷空调系统但共晶盐材料存在着过冷度、相分离、性能衰减差等问题,限制了共晶盐空调蓄冷系统的发展。研制出一种符合空调蓄冷系统的新型共晶盐相变蓄冷材料。该材料以Na_2SO_4·10H_2O与NH_4Cl为共晶盐蓄冷主材,可降低过冷度的TiO_2纳米颗粒为成核剂抑制相分离的硅胶粉为增稠剂,由这三部分组成。通过实验筛选出Na_2SO_4·10H_2O、NH_4Cl、TiO_2纳米颗粒与硅胶粉的质量分数,分别为76.8%、13.6%、3.6%和6%的配比。测试发现,该材料的相变温度为7.33℃,过冷度为0.5℃,相变潜热为135 kJ/kg,适用于空调蓄冷系统。     

相变储能材料研究进展

综述相变材料分类(有机、无机、复合相变材料)及其优缺点。无机相变材料存在过冷及相分离现象,通过添加成核剂及增稠剂来消除;有机相变材料固体成型好、无毒,但热导率低;复合相变材料主要包括有机-有机、有机-无机、无机-无机复合相变材料,其融合了有机、无机相变材料的优点,成为当前应用较多的相变材料,未来可将研发重点放在制备热性能更稳定、储热密度更高、相变潜热更大且无过冷及相分离的复合相变材料,逐渐替代单一有机、无机相变材料。为了提高有机相变材料的热导率,通过添加高热导率纳米颗粒、膨胀石墨、金属泡沫、膨胀珍珠岩以及通过封装相变材料等方式来提高相变材料热导率,增加储热速率,结果表明,添加高热导率材料,可提高相变材料热导率,且热稳定性及热可靠性也较好,未来可重点研发分散性及相容性较好的特制高分子材料,替代传统高热导率材料,通过添加一种材料就可达到多种提升效果。     

反渗透浓水诱导结晶法除硬技术开发与应用

针对化纤类工业园区反渗透浓水除硬难题,研发了硫酸钙诱导结晶除硬优化技术,设计了结晶器并开展中试研究,同时对优化技术进行评价,并进一步将中试成果应用于示范工程,实现了资源化回收硫酸钙产品。对结晶产物进行扫描电镜-能谱(SEM-EDS)分析和热重分析,明确了结晶产物主要为CaSO₄·2H₂O,当硫酸钙结晶器的水力停留时间为60 min、絮凝剂(含量为11%的聚合氯化铝)投加量为100 mg/L时,硬度去除率较高,同时也可控制运行成本。示范工程运行结果表明,反渗透浓水中的钙离子和硫酸根离子得到了充分回收,CaSO₄·2H₂O的生成量为51～81 t/d。该诱导结晶除硬技术不仅可以克服传统双碱法的不足(药剂使用量大、运行成本高),还可以减少污泥产量,实现硫酸钙的资源化回收。     

Na_2SO_4·10H_2O相变蓄冷材料的研究进展

共晶盐蓄冷空调系统的相变温度在0℃以上,可采用常规冷水机组蓄冷,机组性能系数高,可对现有空调系统进行改造。Na_2SO_4·10H_2O因为其来源广、价格低廉、相变潜热高、熔点低等优点,是理想的空调蓄冷用共晶盐材料主材。但其有过冷度较高、易分层、材料易老化、性能易发生衰减等缺点,从而未能广泛运用于空调蓄冷。从相变潜热、相变温度控制、减小过冷度、防相分离四个方面介绍了Na_2SO_4·10H_2O相变蓄冷材料的研究进展,为该蓄冷材料的实际运用研究提供参考。     

硅灰对磷酸镁水泥基注浆材料早期力学性能及微观结构的影响

利用硅灰作为矿物掺合料,研究硅灰对磷酸镁水泥基注浆材料(MPCG)早期力学性能及微观结构的影响。结果表明,MPCG的主要水化产物为K型鸟粪石(KMgPO₄·6H₂O),掺6%硅灰能减少基体内微裂纹的产生,使MPCG基体更致密,从而提高MPCG的早期抗压强度和耐水性,此时,在空气中养护7 d的抗压强度达到11.7 MPa。     

仿南宋官窑粉青釉配方组成的优化研究

探讨了影响仿南宋官窑青釉配方组成的主要影响因素,如SiO₂/Al₂O₃、K₂O/Na₂O摩尔比、Fe₂O₃等因素对其性能影响。试验结果表明：当SiO₂/Al₂O₃摩尔比为7.5,K₂O/Na₂O摩尔比为9,Fe₂O₃的摩尔含量在0.15mol～0.2mol时,获得了良好的粉青裂纹釉面效果。     

矿物掺合料对含硼碱式硫酸镁水泥强度的影响

将Mg(OH)₂作为煅烧MgO的前驱体,同时以在MgO中掺入H₃BO₃的方式引入杂质硼,采用水化热、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞仪(MIP)等测试技术,研究矿物掺合料对含H₃BO₃的碱式硫酸镁水泥(BMSC)凝结硬化过程的影响机理.结果表明：未掺加矿物掺合料时,含H₃BO₃的BMSC水化放热速率较控制组慢、凝结硬化时间延长,且对BMSC的早期强度影响较大;掺加矿物掺合料后,含H₃BO₃的BMSC后期强度提高,其中外掺H₃BO₃的BMSC强度提高更加显著,且进一步延缓了水化放热速率;掺加矿物掺合料后,含H₃BO₃的BMSC水化结晶相未发生改变,仍为5·1·7相和Mg(OH)₂,孔隙率较低,原因是矿物掺合料发挥了微集料效应,填充了BMSC内部孔隙,使得内部结构更加致密...     

不同硅源制备二氧化硅气凝胶研究进展

近年来,二氧化硅气凝胶凭借其优异性能在诸多领域被广泛应用。硅源作为制备SiO₂气凝胶最重要的组成部分,对获得结构完整、性能优良的SiO₂气凝胶至关重要。本文综述了多种硅源为前驱体的SiO₂气凝胶发展历程及制备。硅源种类划分为单一硅源和复合硅源。单一硅源主要有水玻璃、硅溶胶、工农业含硅废料及常见硅醇盐;复合硅源通过引入疏水性和功能性基团来改善结构性能,从而实现其在不同领域的应用。最后对SiO₂气凝胶硅源的选择、研究现状及前景进行探讨。     

复合盐溶液浸泡下玄武岩纤维混凝土耐腐蚀性能的试验研究

为探究南疆地区不同掺量玄武岩纤维混凝土的耐腐蚀性能,结合该地区的盐渍土壤环境,采用该地区既有结构所常用的强度等级C35混凝土,在混凝土中分别掺入体积掺量为0%、0.1%、0.2%、0.3%的玄武岩纤维,开展MgSO₄+Na₂SO₄+NaCl复合盐溶液浸泡下玄武岩纤维混凝土的耐腐蚀性能试验研究,选取试件的相对质量和相对弹性模量为主要指标进行分析评价。研究结果表明：当玄武岩纤维掺量为0.3%时,试件的相对质量、相对弹性模量的波动幅度较其他掺量试件的波动幅度小,说明此时混凝土抗复合盐溶液侵蚀的性能得到增强;由试件的微观结构分析可知,混凝土在MgSO₄+Na₂SO₄+NaCl复合盐溶液侵蚀下,其主要生成的产物为钙矾石和石膏,玄武岩纤维的掺入减少了腐蚀产物的生成,与其宏观指标变化具有一致性。