硅粉掺量对低水胶比混凝土收缩特性及水化产物的影响

低水胶比混凝土(LWCC)因收缩变形较大,限制了其工程应用.硅粉是影响LWCC收缩变形的重要因素.本文系统地研究了不同硅粉掺量对LWCC化学收缩、自生收缩、干缩、抗压强度和水化产物的影响.研究表明,硅粉可减小LWCC化学收缩,掺量越大,则降低幅度越大.硅粉掺量对LWCC自收缩与干缩的影响规律相似,随着硅粉掺量的增大,自收缩或干缩先增大后减小,30％硅粉掺量使得两种收缩出现最大值.此外,硅粉可与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应产生更多的承重物质CSH,从而可提高LWCC抗压强度,掺量越大,抗压强度提高幅度越高.     

粉煤灰高强轻骨料混凝土早期自收缩及抗裂性试验研究

掺入不同细度的粉煤灰等量取代水泥10％～30％,制备了粉煤灰高强轻骨料混凝土,采用自行设计试验和椭圆环法试验分别研究了早期自收缩变形和抗裂性能,并与基准样进行了对比分析.结果表明:随粉煤灰的掺入,混凝土早期自收缩得到抑制,且随粉煤灰掺量的增加,自收缩随之减小,粉煤灰细度越高,减缩效果越明显;而在低水胶比条件下,水胶比越低,自收缩增大越显著;另外,骨料的预湿状态对自收缩影响较大,未预湿轻骨料显著增加了早期自收缩变形.椭圆环抗裂性试验表明,粉煤灰的掺入显著改善了轻骨料混凝土抗裂性能,且粉煤灰细度越高,早期抗裂性能增强越显著.因此,在实际工程中,粉煤灰的掺入可作为减小高强轻骨料混凝土早期自收缩和提高抗裂性能的技术手段.     

减水剂与石灰石粉复合胶凝材料的适应性研究

针对石灰石粉在掺合料混凝土中的应用所产生的外加剂与胶凝体系的适应性问题,采用饱和点和流动度的方法比较了减水剂与不同复合胶凝材料(石灰石粉-粉煤灰、石灰石粉-矿渣、石灰石粉-硅灰)的适应性影响规律.试验结果表明:不同复合胶凝材料组成的适应性存在显著差异,石灰石粉的掺入能够降低聚羧酸高效减水剂的饱和点;粉煤灰和矿渣的掺入对改善聚羧酸高效减水剂与石灰石粉-水泥胶凝体系的适应性有利;硅灰的掺入使得聚羧酸高效减水剂与石灰石粉-水泥胶凝体系的适应性变差;石灰石粉-粉煤灰的掺入,混凝土的早期强度降低,但是混凝土的后期强度得到提高.     

减水剂吸附行为对水泥-硅灰浆体黏度的影响EI北大核心CSCD

为提升超高性能混凝土(UHPC)的工作性能,研究了两类减水剂对低水胶比水泥-硅灰浆体流变性能的影响,并通过分析减水剂的吸附行为、浆体中颗粒堆积密实度以及间隙液黏度等,揭示减水剂的吸附行为对UHPC浆体黏度的影响机制。结果表明:减水剂在不同粉体表面具有显著的选择性吸附行为,羧酸基减水剂对水泥具有优异的吸附能力,膦酸基减水剂对硅灰吸附能力更强;对于流动度相近的纯水泥浆体,低间隙液黏度是导致掺入羧酸基减水剂浆体黏度更低的主要原因;而膦酸基减水剂对硅灰更强的分散能力导致了水泥-硅灰浆体中颗粒堆积密实度大幅度增加,浆体黏度显著低于掺羧酸基减水剂的浆体。     

海水环境下矿物掺合料对硫铝酸盐水泥的水化影响

研究了海水环境下掺入硅灰、粉煤灰、矿渣对硫铝酸盐水泥抗压强度、化学收缩和水化产物的影响规律.结果表明:当硅灰的掺量为2.5%时,水泥浆体的抗压强度比空白组高.矿渣掺量为10%的水泥浆体28 d抗压强度明显超过掺入硅灰和粉煤灰时的强度,60 d强度高于空白组.掺入2.5%硅灰后,水泥浆体的化学收缩增大;在水化早期,粉煤灰和矿渣的火山灰活性很低,导致水泥浆体的化学收缩降低.掺入10%硅灰加快了硫铝酸盐水泥3 d水化反应,钙矾石生成量增多,水泥浆体早期强度比掺其它掺合料有所提高,但体积过快膨胀会破坏其内部结构,对水泥浆体的强度发展不利.     

干混砂浆早期收缩变形性质研究及预测

试验研究了不同强度等级的干混砂浆早期失水率变化趋势及收缩变形的性质.试验结果表明:随着龄期的增长干混砂浆失水率不断提高,在增长到一定程度后基本保持不变;当龄期相同时,砂浆的失水率随水胶比的降低而减小.干混砂浆的早期干燥收缩值随龄期增加不断提高,前期变化速度较快,后期逐渐变缓;在龄期相同时,砂浆的干燥收缩值随水胶比的降低而降低.通过干燥收缩值预测模型对干混砂浆的收缩进行预测,模型计算结果与试验结果吻合程度较好.     

硅灰和减缩剂对混凝土自收缩和孔隙的影响

硅灰和低水胶比会降低混凝土总孔隙率,但增加了混凝土自收缩,使其产生微裂纹。本文研究了掺入硅灰和减缩剂(SRA)对不同水胶比的混凝土自收缩和微观、宏观尺度孔径分布的影响。结果表明：掺入10%(体积分数)的硅灰会使混凝土自收缩增加27.3%～28.8%;而加入减缩剂使混凝土自收缩降低68.0%～85.1%,且对含有硅灰的混凝土样品降幅更大。此外,掺入硅灰和减缩剂可以使混凝土总孔隙率分别降低5.1%～6.0%和35.9%～39.7%,但硅灰会增大混凝土100 nm以下孔隙和100μm以上孔隙的体积占比,而减缩剂对这两类孔隙的体积则会起相反作用。同时,自收缩与100μm以上孔隙体积分数呈明显正相关关系。     

水泥-硅灰/粉煤灰体系强度、收缩性能与微观结构研究

为研究硅灰及粉煤灰对不同养护龄期的水泥浆体强度及收缩性能的影响,以水胶比为0.29的水泥浆体为基体,设计制备了五种硅灰及粉煤灰掺量的复合水泥浆体,借助量热仪和压汞仪测试表征了不同复合水泥浆体的水化放热特性以及孔结构组成,分析了水化放热量、孔隙率等参数随硅灰和粉煤灰掺量增加的变化规律,建立了复合浆体抗压强度与孔结构以及水化特性与收缩应变之间的量化关系。结果表明,掺入粉煤灰会大幅降低水泥净浆早期抗压强度,但对减小自收缩应变和干缩应变极为有利。掺入硅灰能明显提高净浆3 d抗压强度,但当硅灰掺量超过10%(质量分数)后,净浆3 d自收缩应变及28 d干缩应变增加极为明显。掺入硅灰会使水泥水化诱导期开始和结束的时间提前,还会增加水化反应级数和各阶段的反应速率常数值,导致水泥-硅灰复合浆体的水化放热总量和放热速率相较于水泥-粉煤灰体系大幅增加。粉煤灰和硅灰的掺入均能有效细化水泥浆体内部孔结构,提高凝胶孔比例,大幅降低大孔比例。复合浆体的72 h水化放热总量和3 d自收缩应变呈现正相关关系,而孔隙率和抗压强度呈现明显的负相关关系。     

胶凝材料对高强混凝土孔隙和抗压强度的影响

本文主要研究了不同替代量的微硅粉对普通混凝土和粉煤灰混凝土的孔隙和抗压强度的影响.利用了SEM、EDS、粒度分布仪和金相显微镜分别分析了凝胶材料的微观形貌、成份及混凝土的表面孔隙.结果表明,在普通混凝土和粉煤灰混凝土中加入微硅粉和减水剂,制备的高强混凝土28 d最大抗压强度相比于普通硅酸盐水泥混凝土分别提高了37％和48％.掺入微硅粉后,粉煤灰混凝土比普通混凝土7d早强性的提高更明显.早期的吸水率比终期的吸水率大很多,这表明微硅粉和粉煤灰在混凝土中的火山灰反应是从养护7d后才开始起明显作用.     

高韧性水泥基复合材料抗压强度正交试验研究

利用正交试验设计原理,对9组不同配合比的高韧性水泥基复合材料进行了抗压试验,研究了粉煤灰掺量、水胶比、砂胶比和减水剂掺量这四种因素对高韧性水泥基复合材料抗压强度的影响,并定量分析了各个因素影响的显著性.试验结果表明:各因素对抗压强度影响的主次顺序为水胶比＞粉煤灰掺量＞减水剂掺量＞砂胶比,其中水胶比对强度的影响远大于其他因素,而砂胶比的影响并不明显;抗压强度随水胶比的增大而减小,随砂胶比的增大而缓慢增加;当粉煤灰掺量或减水剂掺量增大时,抗压强度先增大后减小,粉煤灰和减水剂存在最佳掺量.     

整体型微孔-大孔Silicalite-1@SiO2的制备与表征

以整体型柱撑式大孔聚合物为模板,制备出由SiO2纳米薄膜构筑的具有三维连续贯通孔道结构的整体型大孔SiO2,通过Silicalite-1前驱体溶液浸渍,在水热条件下制得不同规则形状的整体型Silicalite-1@SiO2材料.用SEM、XRD、MIP(压汞法)和BET技术对材料进行了表征.结果表明:Silicalite-1@SiO2的大孔孔径主要分布在0.5~1 μm之间,大孔SiO2孔壁上原位生长出直径为100~200 nm的Silicalite-1纳米颗粒,Silicalite-1纳米颗粒与大孔SiO2孔壁通过化学键结合到一起.水热晶化10 h的Silicalite-1@SiO2样品在保证整体型SiO2机械稳定性的同时达到最高结晶度,其比表面积(352 m2/g)和微孔体积(0.088 cm3/g)与整体型大孔SiO2相比均明显提高,并且Silicalite-1@SiO2具有很好的苯酚吸附性能.     

Keggin结构三维有序大孔PMo_(12)-SiO_2材料的制备与表征

以三维有序大孔SiO2为载体,采用等体积浸渍法将Keggin结构的12-磷钼酸(PMo12)固载化,制备了三维有序大孔PMo12-SiO2材料,利用IR、TG-DTA、XRD、SEM及低温N2吸附等测试手段对制备的样品进行了表征。结果表明,负载后磷钼酸的热稳定性显著提高,经500℃焙烧后,其Keggin结构依然保持;负载后,样品具有三维有序的大孔结构;磷钼酸以微晶形式高度分散在载体的孔隙中,其对孔隙的填充作用使载体的比表面积由125.4 m2/g下降到24.4 m2/g。     

Fe3O4@SiO2的表面改性

采用溶胶凝胶法在磁性Fe3O4纳米粒子的表面包覆SiO2,采用正交试验法,以表面Si-OH含量为指标,考察温度、时间和醇/水三因素对表面Si-OH含量的影响,利用X射线光电子能谱分析(XPS)测试Fe3O4@SiO2复合粒子表面Si-OH含量,结果表明在80%、回流时间为1h、醇/水为6∶1是改性Fe3O4@SiO2的...     

氨基硅烷功能化磁性材料固定化琼胶酶的性能

利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对制备的SiO₂包覆Fe₃O₄复合粒子(Fe₃O₄@SiO₂)进行改性，制备了氨基硅烷功能化磁性材料Fe₃O₄@SiO₂-NH₂，将Fe₃O₄@SiO₂-NH₂作为载体用于固定化琼胶酶。采用SEM、FTIR、VSM对Fe₃O₄@SiO₂-NH₂和固定化琼胶酶进行了表征，对琼胶酶的固定化条件进行了优化，评价了固定化琼胶酶的性能。结果表明，琼胶酶成功固定在载体上。Fe₃O₄@SiO₂-NH₂的磁化饱和强度为48.4 emu/g，固定化琼胶酶的磁化饱和强度为42.8 emu/g...     

动态水热法制备Silicalite-1分子筛膜包覆多孔缺陷Al2O3微球

采用晶种涂覆-预晶化-晶化成膜的动态水热法成功在具有多孔缺陷的氧化铝微球上合成Silicalite-1分子筛膜。以乙醇作为润湿试剂在氧化铝表面涂覆一层晶种,将涂覆过晶种的载体加入到分子筛合成液中预晶化,一层分子筛完全覆盖载体并与载体结合牢固。预晶化后的载体在动态水热条件下处理3天,得到致密分子筛膜包覆的Al₂O₃微球。运用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对所得材料进行表征。结果表明,包覆的分子筛膜具有典型的MFI结构,晶粒交互生长,厚度约为3μm。考察了TPAOH用量和水量对分子筛膜微观结构的影响,结果发现TPAOH用量主要影响Silicalite-1分子筛膜的形貌,当TPAOH用量为0.17时,合成的Silicalite-1分子筛膜连续致密,而水量对分子筛膜微观结构的影响较小。这种晶种涂覆-预晶化-晶化成膜的方法有助于在多孔缺陷的Al₂O₃微球上制备高质量的分子筛膜。     

磁性Fe3O4@SiO2颗粒结构对其吸附DNA的影响

采用共沉淀法和水热法制备了不同结构的超顺磁性Fe3O4@SiO2纳米颗粒,对其进行表征,研究了其吸附DNA的性能及磁分离性能. 结果表明,20?750 nm范围内粒径较大的颗粒与DNA结合时可提供更多单位平面结合位点,使结合的稳定性和结合几率增加,DNA结合量提高. 不同核?壳结构的Fe3O4@SiO2纳米颗粒的磁分离响应时间不同,内核大小相近时,壳层厚度增加会导致颗粒在磁场中受到的磁力与阻力的比值减小,磁响应时间增加,DNA回收率降低. 粒径约为200 nm的Fe3O4@SiO2纳米颗粒用于纯化全血中DNA最好,提取率为95.2%,磁响应时间为10 s.     

制备因素对粉煤灰-锰渣制备沸石分子筛钙离子交换能力的影响

以粉煤灰和锰渣为原料,采用碱熔融-水热合成法制备沸石分子筛.研究了煅烧温度、原料组成、硅铝比、碱浓度、水热时间和温度对钙离子吸附能力的影响,并利用XRD、SEM-EDS、FT-IR和TG-DSC等手段表征了产物的晶体形貌、骨架结构和热稳定性.结果表明,制备沸石分子筛的最佳工艺条件为:煅烧温度800 ℃,锰渣掺量40%,硅铝比3.5,碱浓度3 mol· L-1,水热温度90 ℃,水热时间16 h,在此条件下制备的NaX型沸石分子筛结晶度较高,700℃下骨架结构未发生坍塌,具有较好的热稳定性,钙离子交换量高达392.58 mgCaCO3/g.     

聚苯乙烯胶体晶体模板制备及在3DOM-SiO_2材料制备中应用

通过创新的方法制备聚苯乙烯（PS）胶体晶体,成功的制备出粒径在255nm左右的PS胶体晶体,并阐述了乳化剂用量对PS胶体晶体有序性排列的影响。用此PS胶体晶体为模板制备3DOM-SiO2材料,通过扫描电镜与透射电镜观察,SiO2大孔材料的孔径收缩率为10%左右,并且大孔SiO2在大面积范围内排列整齐有序,孔壁均匀致密光滑,是典型的三维有序大孔结构,3DOM-SiO2材料整体上呈面心立方体结构。     

具有固定硅铝比的Al2O3-2SiO2纳米颗粒制备:过程优化与粉体转化（英文）

Attempts had been made to synthesize Al2O3-2SiO2 nanopowders by sol-gel method with tetraethoxysilane(TEOS) and aluminum nitrate(ANN) as the starting materials.DTS,TEM,SEM and BET were employed to study the effects of process parameters on the size,specific surface area and structure(morphology) of powders.The alkali-activation reactivity of the powders was tested for manufacturing geopolymers and their hydrothermal reactions were performed for fabricating zeolites.The results show that the optimum process parameters and drying method for preparing Al2O3-2SiO2 nanopowders are as follows:the molar ratio of water and ethanol to TEOS are 0:1 and 12:1 respectively at synthetic temperature of 50 ℃ and the drying method is azeotropic distillation with microwave drying.The average particle diameters of the powders were about 70 nm and the largest BET specific surface area was up to 669 m2·g·1.The compressive strength of the geopolymer and the calcium exchange capacity(by CaCO3) of NaA zeolite prepared with the powders reached to 29 MPa and 366 mg·g·1 respectively.     

Dissolution-regrowth synthesis of SiO2 nanoplates and embedment into two carbon shells for enhanced lithium-ion storage

In this work, SiO_2 nanoplates with opened macroporous structure on carbon layer(C-mSiO_2) have been obtained by dissolving and subsequent regrowing the outer solid SiO_2 layer of the aerosol-based C-SiO_2 double-shell hollow spheres. Subsequently, triple-shell C-mSiO_2-C hollow spheres were successfully prepared after coating the Cm SiO_2 templates by the carbon layer from the carbonization of sucrose. When being applied as the anode material for lithium-ion batteries, the C-mSiO_2-C triple-shell hollow spheres deliver a high capacity of 501 mA ·h·g~(-1) after100 cycles at 500 m A·g~(-1)(based on the total mass of silica and the two carbon shells), which is higher than those of C-mSiO-12(391 m A·h·g~(-1)) spheres with an outer porous SiO_2 layer, C-SiO_2-C(370 m A·h·g) hollow spheres with a middle solid SiO_2 layer, and C-SiO_2(319.8 m A·h·g~(-1)) spheres with an outer solid SiO_2 layer. In addition,the battery still delivers a high capacity of 403 m A·h·g~(-1) at a current density of 1000 m A·g~(-1) after 400 cycles.The good electrochemical performance can be attributed to the high surface area(246.7 m~2·g~(-1)) and pore volume(0.441 cm~3·g~(-1)) of the anode materials, as well as the unique structure of the outer and inner carbon layer which not only enhances electrical conductivity, structural stability, but buffers volume change of the intermediate SiO_2 layer during repeated charge–discharge processes. Furthermore, the SiO_2 nanoplates with opened macroporous structure facilitate the electrolyte transport and electrochemical reaction.