利用凝胶聚沉原理提取粉煤灰中SiO2的粒度影响因素分析

分析了在利用凝胶聚沉原理提取粉煤灰中SiO2的过程中影响SiO2粒度的因素。结果表明,碱浓度、滤液与碱的混合方式及机械粉磨对SiO2的粒度均有一定的影响;使用乙醇作为分散剂时,乙醇对凝胶聚沉及产品品质的影响不大。滤液与NaOH溶液以细流的形式同时注入容器中进行混合反应,得到的SiO2的品质最佳;对烘干后的聚沉凝胶进行机械粉磨处理,对于产品粒度的减小和纯度的提高有明显的作用。NaOH溶液的最佳浓度为4 mol/L。     

激发剂对粉煤灰基地聚合物抗压强度的影响

研究不同激发剂对以粉煤灰为原料制备的地聚合物抗压强度的影响．研究结果表明：不同浓度的NaOH和KOH溶液对粉煤灰的激发效果较差,粉煤灰基地聚合物的抗压强度较低．碱溶液和K2SiO3溶液复合可提高激发效果,提高粉煤灰基地聚合物的抗压强度．激发效果最好的是K2SiO3溶液;随着K2SiO3溶液浓度的提高,粉煤灰基地聚合物的抗压强度逐渐提高;当K2SiO3浓度为2mol／L时,粉煤灰基地聚合物28d抗压强度达到最大;继续增大K2SiO3浓度,粉煤灰基地聚合物28d抗压强度反而下降,由此可以推测相应的地聚合反应是一个定量的反应过程．     

硅藻土制备介孔SiO2气凝胶

采用响应面法对由硅藻土制取水玻璃的工艺进行优化,进而选择最佳工艺参数在常压干燥下成功合成了SiO2气凝胶材料。试验结果表明：当碱硅比为3∶10,NaOH溶液浓度为10%,反应温度为90℃时,水玻璃模数测定值与SiO2溶出率的加权平均值达到最大值79.91%;利用N2物理吸附、FESEM、TEM、FT-IR、TG/SDTA对气凝胶的基本性能和形貌结构进行了研究。结果表明,制备得到的气凝胶密度为0.132～0.143 g/m3,比表面积达755.5 m2/g,形貌为不规则纳米晶粒堆积而成的海绵状结构,孔径分布集中,经改性后的气凝胶的疏水性可保持到400℃左右。     

机械力化学效应对铁尾矿反应活性的影响机理研究

采用机械粉磨方法对北京密云铁尾矿进行活化,采用激光粒度分析、XRD、XPS分析机械力化学效应对尾矿粒度分布、物相、结晶度及表面电子结合能的影响。使用粉磨后的铁尾矿进行了水泥混合材的活性试验。结果表明:粉磨80min以上时,铁尾矿反应活性达到较高水平。     

煤矸石的机械-热力复合活化研究

通过X-射线衍射分析、扫描电镜分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对煤矸石进行了机械-热力复合活化研究。结果表明,机械-热力复合活化煤矸石的活性主要来源于煤矸石中粘土矿物的受热分解及玻璃化,煅烧温度对其活性影响较大。北京地区煤矸石的最佳煅烧温度为900℃。粉磨时间对煅烧煤矸石细度影响较大,从而对活性的影响也较大,但到一定的细度后粉磨效率会变低,综合考虑粉磨效率及活化效果,可得到一最佳粉磨时间。     

用粉煤灰制备SiO2凝胶及超细粉研究

对以粉煤灰为硅源制备SiO2凝胶及超细粉进行研究，确定了制备工艺条件，用FT-IR、激光粒度仪和XRD对制备的SiCl2凝胶及超细粉进行了表征。结果表明，由粉煤灰制得水玻璃后，用H2SO4作为催化剂制备硅凝胶，然后用乙醇浸泡．环境干燥效果好，可以获得透明度较高的单块干凝胶；在适当的H2SO4催化剂浓度、pH值下，得到的凝胶经无水乙醇浸泡、干燥后，可得到粒度较小的SiO2超细粉体，所得SiO2粉体平均粒径为50～70nm；用HCl作为催化剂，容易直接得到SiO2沉淀，平均粒径为700～900nm。     

盐碱污染土的工程性质研究

通过室内模拟试验,对浸泡于不同类型、浓度的碱(NaOH和NH3·H2O)溶液和盐(NaCl和Na2SO4)溶液中的粉土试样进行了物理力学指标的测定,总结了其与介质的类型、浓度之间的变化规律:碱溶液中的土样,随着溶液浓度的提高,土样的密度、液限、塑限、塑性指数、压缩系数a1-2均有所增加,孔隙比有所降低,横向比较NaOH溶液和NH3·H2O溶液中土样的各项指标发现,NaOH对于土样的影响要强于NH3.H2O;盐溶液中的土样,随着溶液浓度的增加,土样的密度、比重随之增加,孔隙比、液限、塑限、塑性指数和压缩系数均随之降低,横向比较NaCl溶液和Na2SO4溶液腐蚀后土样的各项指标发现,Na2SO4对于土样的影响要强于NaCl,说明SO24-比Cl-对土样的影响大;并且得到了各种溶液下液限与塑性指数的线性关系,建立了土样的压缩系数与溶液浓度的指数分布数学关系,在实际工程中可供参考。     

碱金属离子对废玻璃砂浆碱骨料反应的影响

以废玻璃为骨料,NaOH和NaCl为碱金属离子来源,通过玻璃溶解及玻璃砂浆碱骨料反应（ASR）,研究了碱金属离子对玻璃砂浆ASR的影响.结果表明：玻璃溶解速率随溶液中OH^—浓度增加而升高,当OH^—浓度为1.000 mol/L时达到峰值,随后降低;在NaOH环境中,ASR膨胀率随NaOH浓度升高而增加,膨胀速率随时间延长而递减;在NaCl环境中,膨胀主要发生在侵蚀初期;在NaOH与NaCl共存环境中,膨胀率与膨胀速率均明显增大,侵蚀后期膨胀速率增加显著;NaOH浓度的增加及NaCl的加入,均导致ASR凝胶钠硅比升高,增加了凝胶的吸水肿胀性,最终加剧膨胀.     

破乳行为对CA浆体流变性能的影响及机理

采用模拟溶液研究了阴离子乳化沥青在盐溶液中的粒径分布波动及聚沉情况.通过CaCl2溶液和螯合剂调控CA浆体中乳化沥青的破乳程度,研究了破乳行为对CA浆体流变性能的影响.结果表明:CA浆体中的阳离子对阴离子乳化沥青的聚沉破乳具有明显促进作用,阳离子价态越高、浓度越大、混合时间越长,阴离子乳化沥青聚沉破乳就越剧烈;水泥水化释放的阳离子促使阴离子乳化沥青聚沉破乳,增加了CA浆体流变时浆体的内摩擦,从而使CA浆体流变性能下降.     

新型铝硅酸盐胶凝材料的研究——激发剂对粉煤灰基铝硅酸盐胶凝材料强度性能的影响

本文研究激发剂种类及浓度对粉煤灰基铝硅酸盐胶凝材料强度性能的影响。结果表明,在纯粉煤灰中加NaOH和KOH溶液,试样强度较低,28d强度在3MPa左右。Na2SiO3溶液浓度增加试样强度增大,浓度为5M时效果最好,其中试样14d和28d强度分别为3.3MPa和9.4MPa。K2SiO3浓度增加,试样强度呈现先增后减,在K2SiO3浓度为2M时,强度达最大值,14d和28d强度分别达10.3MPa和28.8MPa。各浓度的K2SiO3溶液的效果远好于Na2SiO3溶液。两种溶液复合时,如10M NaOH∶2M K2SiO3=0.5∶1和10M KOH∶2M K2SiO3=0.5∶1两种配比起到良好的激发效果,其中后者的14d、28d强度分别达9.6MPa、18.1MPa。     

不同碱环境下陶瓷抛光渣对碱-硅酸反应的抑制作用

以陶瓷抛光渣(PPR)为矿物掺和料,取代部分水泥制备砂浆棒,测定其在KOH溶液中的膨胀率,并对砂浆试样近集料区域进行扫描电子显微镜(SEM)分析,同时与在NaOH溶液中的试验数据进行对比,研究了PPR对水泥基材料碱-硅酸反应(ASR)的抑制作用及其机理.结果表明:不同碱环境下,PPR均能有效抑制水泥基材料的ASR膨胀;...     

Investigation of mixing ratio and restraint condition effects on alkali–silica gel pressure in mortar by using a uniaxial alkali–silica gel pressure measuring device (ASGPM-D)

A pressure of alkali silica gel which is the product of alkali–silica reaction causes pattern crack development and ultimately failure in cement based materials. This paper examines the measurement of alkali–silica gel pressure in cylindrical mortar specimen by a new test device (alkali–silica gel pressure measuring device, ASGPM-D) and investigates also the effects of the test medium on test results. Specimens of various sizes and geometries were tested to develop standard specimen size for ASGPM test method. The most suitable specimen with diameter of 35 mm and 250 mm in length was selected by optimizing the experimental results. Furthermore, the highest alkali–silica pressure value was recorded on a specimen which has 0.45 w/c and 74–150 μm grain size in an 80 °C 1 N NaOH solution. Also, swelling pressures of four reactive aggregates (opal, chert, basalt and chalcedony) were determined under two distinct restraint stages (1.5 kN and 3 kN).     

磷酸二氢铵的防潮改性技术研究

在研究ADP结块原因和防结块措施的基础上,以硬脂酸（SA）为防潮剂,以水和水/无水乙醇混合溶液分别作为防潮剂溶剂,采用溶剂蒸发法对ADP进行防潮改性以达到降低其吸湿性和防结块的目的。研究了溶剂蒸发温度、搅拌速度、防潮剂含量、溶剂种类、溶剂加入体积等工艺条件对ADP复合材料粒度大小的影响,制备了不同工艺条件下的ADP复合材料,并对其粒度和吸湿性进行了测试。结果表明,当SA质量分数为3%,以15 mL水和15 mL无水乙醇混合溶液为溶剂,在90 ℃的蒸发温度下,搅拌速度为400 r/min,对ADP复合材料的防潮效果最佳,其粒度为50 μm,吸湿率由2.79%降为0.92%,并进行了理论分析。     

Particle size distribution dynamics during precipitative softening: declining solution composition

Particle removal is a critical step in the treatment of surface water for potable use, and the majority of drinking water treatment plants employ precipitative coagulation processes such as alum and iron “sweep-floc” coagulation or lime softening for particle pre-treatment. Unfortunately, little is quantitatively known about how particle size distributions are shaped by simultaneous precipitation and flocculation. In an earlier paper, we demonstrated the effects of the saturation ratio, the mixing intensity and the seed concentration on the rates of homogeneous nucleation, precipitative growth and flocculation during precipitation of calcium carbonate at constant solution composition using electronic particle counting techniques. In this work, we extend those findings to systems more closely emulating the conditions in actual softening processes (i.e., declining solution composition). Key findings include the strong dependence of the rate of flocculation on the initial saturation ratio and demonstration of the benefits of seeding precipitative softening from the perspective of optimizing the effluent particle size distribution. The mixing intensity during precipitation was also shown to strongly influence the final particle size distribution. Implications of the findings with respect to softening practice are discussed.     

温度和集料对混凝土ASR有效碱的影响规律

从碱硅酸反应(ASR)的化学本质出发,将有效碱进一步定义为扩散进入活性集料内并与活性SiO2发生化学反应的液相碱.在此基础上,以熔融石英玻璃为活性集料,研究养护温度、活性集料粒径和活性集料掺量(质量分数)对单颗活性集料内有效碱含量(质量分数)的影响;结合Fick第一定律和第二定律,建立了有效碱浓度的计算模型.结果表明:养护温度对单颗活性集料内有效碱含量影响显著;活性集料粒径对单颗活性集料内有效碱含量无显著影响;随着活性集料掺量的增加,单颗活性集料内有效碱含量呈现出一定的下降趋势;所建立的有效碱浓度计算模型可以有效反映养护温度、活性集料粒径和活性集料掺量对其的影响,对后续建模工作有一定的参考价值.     

C-S-H凝胶产物在抑制ASR中的作用

用粉煤灰部分取代水泥制作砂浆试件,在模拟孔溶液碱度的碱液中养护,测定了不同龄期砂浆棒的膨胀率和Ca(OH)2含量的变化。试验用扫描电子显微镜(SEM)观察C-S-H凝胶的形貌和用能谱分析(EDAX)测定了C-S-H凝胶的化学组成。结果显示,粉煤灰的掺入对ASR有较好的抑制效果。粉煤灰主要是通过与Ca(OH)2及水泥熟料水化生成的高Ca／Si比的C-S-H凝胶发生二次火山灰反应,生成大量低Ca／Si比的C-S-H凝胶,提高了对孔溶液中Na^ 和K^ 的吸收,从而起到抑制ASR的作用。     

Induced Swelling of Kaolinitic Soil in Alkali Solution

Unexpected swelling induced in foundation soils can cause distress to structures founded on them. In this paper, the swelling of kaolinitic soils due to interaction with alkali solution has been reported. The induced swelling is attributed to the formation of new minerals, which has been confirmed by X-ray diffraction patters and SEM studies. To understand the effect of alkali concentration and duration of interaction, two series of consolidation experiments have been carried out. In series 1, the specimen were remoulded with water and inundated with alkali solutions and in series 2, the specimen were remoulded and inundated with same alkali solutions. A steep compression during loading cycle and no abnormal swelling during unloading cycle has been noticed for the specimen remoulded with water and inundated with 1 N NaOH solutions. The steep compression is due to the segregation or break down of clay minerals due to alkali interactions. In case of specimen inundated with 4 N NaOH solutions, abnormal swelling has been observed during unloading cycle of the consolidation test. New minerals are formed on interaction of soil with 4 N solution as confirmed by X-ray diffraction patterns. These minerals are known to have very fine pores and possess high water holding capacity. The differences in the amount of swelling of samples remoulded with water and remoulded with alkali solution are due to variations in the concentration of alkali and duration of interaction.     

玄武岩纤维耐碱性能及其网格布对混凝土的增强效应

对玄武岩纤维进行了碱蚀试验,通过比较碱蚀前后纤维的微观形貌、元素组成和分子结构,分析了其碱蚀机理,并探究了纤维在NaOH溶液中的碱蚀模型.在此基础上,对玄武岩纤维网格布增强混凝土板(BFTRC)进行了加速老化试验和弯曲试验,采用老化系数(Ac)和增强系数(Ec)评价了玄武岩纤维网格布对混凝土的增强效应.结果表明:玄武岩纤维的耐碱性能与耐碱玻璃纤维相当;碱蚀后的玄武岩纤维直径减小,其典型结构包括核心层、凝胶层和沉淀层,碱蚀过程可采用零级模型和收缩圆柱体模型来表征;玄武岩纤维网格布增强混凝土板抗弯强度和能量吸收值的老化系数和增强系数均随老化时间增加而减小,但增强系数始终大于1,尤其对于能量吸收值,其增强系数在老化14d后仍达29.00.在进行网格布增强混凝土构件设计时,需考虑因纤维网格布在混凝土基体中碱蚀引起的承载力降低系数.     

透明土与标准砂压缩变形特性对比试验研究

人工合成透明土模拟天然土体,以研究土体内部位移场和渗透场等问题的可视化模型试验方法逐渐得到相关工程技术人员的认可与应用;然而,针对不同类型人工合成透明土的压缩变形特性的研究却相对较少。基于熔融石英砂和无定形二氧化硅这两种固体颗粒材料,开展不同孔隙液体、粒径范围及相对密实度等情况下的单向压缩试验;分析不同制配方法和制配材料所制配成的透明土材料的压缩变形特性,并与福建标准砂、Toyoura砂的单向压缩试验进行对比分析。同时,针对典型透明土土体在载荷板作用下的土体内部位移场进行了简要对比分析。试验结果表明,本文试验条件下,由蔗糖溶液制配的熔融石英砂透明土压缩性相对于由混合油及溴化钙溶液制配的压缩性更接近天然砂土;熔融石英砂相对于无定型二氧化硅更适合模拟天然砂土;与福建标准砂相比,透明土材料的压缩性相对较大,且目前模型试验中常用的0.5~1.0 mm粒径制配成的透明土压缩性相对更大,值得相关研究人员重视。     

钢渣微粉对重金属污染土壤的修复及机理研究

将转炉滚筒钢渣微粉(简称钢渣微粉)与重金属污染土壤混合,制备得到土壤修复体.利用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对土壤修复体样品进行分析测试,以探讨钢渣微粉对重金属污染土壤的修复机理.结果表明:钢渣微粉对重金属污染土壤中的Cd2+、Cu2+、Pb2+、Ni2+和Zn2+具有较好的修复效果,最佳修复时间为...