复掺阻锈剂和矿物掺合料对钢筋腐蚀的影响研究

用水泥提取液模拟混凝土孔溶液,通过自腐蚀电位、动电位极化和电化学阻抗谱三种电化学技术研究复掺阻锈剂和矿物掺合料(粉煤灰和矿粉)对混凝土中钢筋氯盐腐蚀行为的影响。研究结果表明:复掺矿物掺合料和阻锈剂能有效提高钢筋的自腐蚀电位,降低钢筋受氯离子腐蚀的风险,减小腐蚀速率;其中,抗氯离子腐蚀能力从优到劣依次为:矿渣+Ca(NO2)2矿渣+NNRI矿渣+NNMI粉煤灰+Ca(NO2)2粉煤灰+NNRI粉煤灰+NNMI。在碱性水泥提取液中,可考虑用Ecorr-350m A作为腐蚀开始的标志。     

混凝土中掺阻锈剂和矿物掺合料对钢筋腐蚀的影响

在实际混凝土介质中,采用干湿循环和外渗氯离子的试验方法,通过半电池电位和线性极化两种电化学方法检测,开展阻锈剂、矿物掺合料复掺时对混凝土中钢筋的腐蚀研究。研究结果表明:矿物掺合料和阻锈剂复掺能有效延缓混凝土中钢筋开始活性腐蚀的时间、提高钢筋腐蚀的临界氯离子浓度、降低腐蚀速率。矿渣+Ca(NO2)2提升幅度最大,能将氯离子浓度提高到1.89%;从延缓腐蚀时间和对临界氯离子浓度的提升效果,对钢筋抗氯离子腐蚀能力提升效果总体为:矿渣+Ca(NO2)2矿渣+NNRI矿渣+NNMI粉煤灰+Ca(NO2)2粉煤灰+NNRI粉煤灰+NNMI。     

砂土内微生物诱导碳酸钙结晶的检测方法研究

为了寻找砂土中微生物诱导碳酸钙结晶(MICP)过程的无损检测方法,采用3种粒径的砂子和两种浓度的胶结溶液进行了砂土的胶结试验,检测了砂土流出液的流量、p H值、尿素浓度和Ca2+浓度等化学指标变化情况,并对碳酸钙晶体的生成数量和分布进行了分析。试验结果显示:砂土流出液的流量和Ca2+浓度能够预测MICP过程中碳酸钙晶体的生成数量,p H值和尿素浓度能够预测MICP过程中尿素的水解程度;砂土中碳酸钙晶体的生成数量与注入的Ca2+总量呈现线性增长的关系,其线性系数可以通过砂土的粒径和胶结溶液的浓度表示,胶结后砂柱的碳酸钙分布并不均匀,小粒径的砂柱上部碳酸钙含量较高,而大粒径的砂柱下部碳酸钙含量较高。     

仿岩溶碳酸氢钙加固风积沙的试验研究

分别以仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)溶液和毛乌素沙地风积沙为固沙材料和加固对象,通过化学试验、力学试验、水理试验以及微观试验,探究二氧化碳压强和反应时间对CFPK溶液浓度的影响,分析CFPK溶液固化沙的工程性能,揭示其加固机理。结果表明：CFPK溶液浓度随着二氧化碳压强的增大而增大,随着反应时间的增加先增大而后保持稳定。呈散粒状的风积沙经过CFPK溶液处理后,其表面形成一层固结层,具有较高的表面强度、较好的抗风蚀性和耐水性。随着CFPK溶液用量的增加,固化沙的表面强度和抗风蚀性能逐渐提高。仿岩溶碳酸氢钙可在沙颗粒间分解形成具有胶结作用和填充作用的碳酸钙,能够有效加固风积沙。     

不同保护层厚度新型海工混凝土的钢筋锈蚀行为研究

基于线性极化电阻法,研究不同保护层厚度、暴露时间和钢筋类别新型海工混凝土(new marine concrete,NMC)的线性极化曲线、自腐蚀电位(Ecorr)与极化电阻(Rp)等电化学参数,探明不同保护层厚度和钢筋类别对NMC中钢筋锈蚀行为影响.研究发现:随着保护层厚度的增加,Ecorr和Rp逐渐增大,表明NMC中钢筋的耐蚀性能不断增强.此外,当保护层厚度为5.5 cm时,NMC具有较优防锈效果,且满足结构要求.当暴露时间小于180 d时,NMC中不同类别钢筋的耐蚀性能为改性环氧沥青涂层钢筋>316不锈钢筋>普通钢筋,表明暴露较短时间,改性环氧沥青涂层钢筋的耐蚀性能优于316不锈钢筋.基于不同防锈措施的耐蚀性能和成本因素分析,建议海洋NMC结构优先选用改性环氧沥青涂层钢筋,保护层厚度至少为5.5 cm,有利于提升NMC结构的耐蚀性能,延长其服役寿命.     

活性污泥胞外聚合物EPS的影响因素研究

胞外聚合物EPS对活性污泥的表面特性、生物絮凝、沉降及脱水性能等具有重要的影响,主要对污泥负荷Ns,DO,温度,Ca2+,pH及废水水质等因素对EPS的影响进行了研究。试验结果表明:Ns,pH及废水水质对EPS的含量、成分有显著的影响;DO,温度对EPS的影响较小;同时随着进水Ca2+浓度的增加,污泥的EPS,脱氢酶及OUR增加。     

超声灭活水中贾第鞭毛虫影响因素及机理研究

采用超声(Ultrasonic,US)灭活水中贾第鞭毛虫,探讨了有机物、浊度及无机离子浓度对超声灭活的影响,并通过扫描电镜观察探究了超声灭活贾第鞭毛虫的机理。结果表明:超声灭活贾第鞭毛虫灭活率随腐殖酸浓度的增加而降低,当腐殖酸浓度为50.0 mg/L时灭活率降低至80.6%;在浊度0~20.0 NTU范围内,超声灭活贾第鞭毛虫的灭活率先升高后降低,当浊度为1.0 NTU时达到最佳灭活效果(98.6%);Ca2+,Zn2+和SO2-4对超声灭活贾第鞭毛虫的灭活率影响不明显,当Ca2+浓度为1.0 mg/L时,贾第鞭毛虫灭活率为96.3%,表明低浓度Ca2+对灭活略有促进作用;HCO-3浓度增加,贾第鞭毛虫灭活率下降,当HCO-3浓度为100 mg/L时灭活率下降至83.8%。扫描电镜形态学观察表明超声可以破坏贾第鞭毛虫细胞表面结构,可得出超声空化过程产生的机械剪切作用是超声灭活贾第鞭毛虫的主要原因。     

保山北庙水库集水区5种森林类型枯落物持水特性研究

利用样方调查法、烘干法、浸泡法分析了云南省保山市北庙水库集水区纯云南松、纯人工桉树林、混交林Ⅰ(云南松+桉树混交林)、混交林Ⅱ(云南松+华山松+杉木+青冈栎混交林)和纯华山松5种森林类型枯落物的持水能力。结果表明:5种森林类型枯落物蓄积量都较小,最大为7.27 t/hm²,最小为4.51 t/hm²;枯落物未分解层和半分解层持水量随着浸泡时间增加,在8 h时平均持水量分别为5.22,5.83 t/hm²,24 h时分别为5.69,6.26 t/hm²;吸水速率随着浸泡时间减少,在8 h时平均吸水速率分别为0.65,0.73 mm/h,到24 h时分别为0.24,0.26 mm/h,且均是半分解层＞未分解层;纯华山松和混交林Ⅱ 2种森林类型枯落物持水性能优于其他3种森林类型。研究结果可为水源区植被恢复、选择最佳树种、合理配植森林类型、森林涵养水源提供科学依据。     

不同碳酸钙钙源对CFPK加固风积沙的影响

仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)溶液是一种环境友好型固沙材料,碳酸钙钙源对CFPK溶液的制备及其特性有重要影响。为了给CFPK在固沙方面的推广应用提供参考,选择分析纯碳酸钙、生物碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙4种材料作为制备CFPK溶液的碳酸钙钙源,通过化学试验、力学试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验等,分析了不同碳酸钙钙源制备的CFPK溶液的固沙效果。结果表明：1)4种碳酸钙钙源制备的CFPK溶液在反应达到平衡时,电导率和钙离子浓度基本相同,即钙源对碳酸氢钙溶解度影响很小,但是反应速度差别明显,其中重质碳酸钙的反应速率最快、生物碳酸钙的反应速率最慢;2)不同碳酸钙固化沙的表面强度、抗风蚀能力差异明显,重质碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力大于其他3种碳酸钙的,生物碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力最小;3)4种碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体矿物成分基本相同,主要为方解石,但不同碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体的含量和形态有所不同,分析纯碳酸钙生成的碳酸钙晶体主要为六面体方解石,其他3种碳酸钙生成的碳酸钙晶体以薄片状为主,其中重质碳酸钙生成的碳酸钙晶体尺寸大、高度聚集、致密性高,因此重...     

TiO_2/MXene复合材料的原位合成及其电化学性能研究

采用水热辅助液相沉积方法,在不同反应温度条件下原位合成TiO_2/MXene复合材料。利用X射线衍射技术、扫描电镜以及透射电镜表征所合成样品的物相结构与微观形貌,分析和总结实验工艺条件,并研究复合材料作为电极材料的电化学性能。结果表明,水热温度为130℃时制备得到的TiO_2/MXene复合材料,具有最优的循环伏安曲线、恒电流充放电及电化学阻抗谱等电化学性能。     

考虑通氧环境的预应力锚杆腐蚀损伤时变特征

预应力锚杆因出色的维稳能力及巨大的经济效益,在岩土锚固工程中扮演着重要角色.然而,预应力锚杆的长期性能常因周围恶劣岩土环境的腐蚀而不断退化.为了探究预应力锚杆在模拟岩土环境中的锈蚀机制,通过开展室内加速腐蚀试验,基于电化学阻抗谱及电化学极化曲线分析了处于弱酸、通氧条件下的预应力锚杆腐蚀损伤时变行为,以及该环境下预应力锚...     

Analyses of calcium carbonate scale deposition on four RO membranes under a seawater desalination condition

Inorganic fouling is one of the critical operational issues in reverse osmosis membrane. Few researches investigated effects of membrane surface characteristics on inorganic fouling and on anti-scaling techniques although the fouling occurs on the membrane surface. The objective of this paper was to examine whether different characteristics of deposition of calcium carbonate solids would occur on four membranes having distinctive surface properties. A lab-scale cell reactor with a crossflow velocity was installed and two coupons were used for one type of membranes. Two feed waters were examined: concentrated synthetic seawater simulating a 30% recovery and a concentrate from a seawater RO plant in operation at Changwon, Korea. The amounts of solid deposition on the attached membranes were increased in all four membranes but the degree of deposition on each membrane was different. Various types of calcium carbonate solids were clearly detected by both XRD and SEM analyses. In general, a membrane with greater roughness and negative surface charge appeared to form more scales. This implied that membrane surface characteristics such as roughness and surface charge affected inorganic fouling, presumably by providing favourable sites for precipitation and enhancing attraction of species to the membrane surface.     

Effectiveness of inhibitors in increasing chloride threshold value for steel corrosion

This investigation was aimed at evaluating the effectiveness of corrosion inhibitors in increasing the chloride threshold value for steel corrosion. Three types of corrosion inhibitors, calcium nitrite (Ca(NO2)2), zinc oxide (ZnO), and N,N’-dimethylaminoethanol (DMEA), which respectively represented the anodic inhibitor, cathodic inhibitor, and mixed inhibitor, were chosen. The experiment was carried out in a saturated calcium hydroxide (Ca(OH)2) solution to simulate the electrolytic environment of concrete. The inhibitors were initially mixed at different levels, and then chloride ions were gradually added into the solution in several steps. The open-circuit potential (Ecorr) and corrosion current density (Icorr) determined by electrochemical impedance spectra (EIS) were used to identify the initiation of active corrosion, thereby determining the chloride threshold value. It was found that although all the inhibitors were effective in decreasing the corrosion rate of steel reinforcement, they had a marginal effect on increasing the chloride threshold value.     

共存阴离子对核酸阻锈剂在模拟混凝土孔溶液中钢筋阻锈作用的影响

将一种含有长度在20～80个碱基的各种引物的混合溶液溶解在核酸缓冲液中作为核酸阻锈剂,通过线性极化和电化学阻抗谱(EIS)两种电化学手段分别研究共存阴离子HCO_3~-和SO_4~(2-)对核酸阻锈剂在模拟混凝土孔溶液中对钢筋氯盐腐蚀的影响。利用X射线光电子能谱(XPS)分析了在有共存阴离子存在的模拟混凝土孔溶液中钢筋电极在核酸阻锈剂作用下表面膜的组成结构。结果表明:核酸阻锈剂具有良好的钢筋防腐蚀效果,共存阴离子HCO_3~-的存在使钢筋的腐蚀速率加快,但核酸的加入能明显减弱钢筋腐蚀倾向,具有和商用阻锈剂(主要成分为磷酸钠)基本相同的阻锈效率;共存阴离子SO_4~(2-)的存在加快了钢筋的腐蚀速率,且SO_4~(2-)的浓度较低时核酸阻锈剂的阻锈效率已经超过了同等条件下的商用阻锈剂。     

纳米接触问题的多尺度模拟(英文)

使用准连续介质法模拟了镍楔形光滑压头与光滑/多粗糙峰铜基体之间的多尺度纳米接触过程,研究了两模型接触过程中位移—载荷、位移—接触面积关系和基体的变形机制.结果显示粗糙峰能有效地减小粘着力,粗糙峰对接触的初始阶段影响大,该阶段的变形主要为粗糙峰的变形.随着压头位移的增加,粗糙峰对载荷和纳米接触问题的影响也随之逐渐减小.     

夹砂玻璃钢管在引沁入汾工程中的应用

夹砂玻璃钢管是近年来国内外逐渐推广使用的一种新型复合材料压力管道.由于其具有刚度大、抗渗防腐性好、耐久性好、抗冻性能好、比重小、维护成本低等独特的性能和优点,被应用于引沁入汾输水工程中并取得了良好的效果.文中叙述了这种管道的施工方法施工质量管理及其应用效果.     

预应力钢筋混凝土管输水阻力测试分析

作为南水北调天津干线的前期工作，在天津市新地河泵站，对管径1．6m的预应力钢筋混凝土管（PCCP）进行了输水阻力测试，测试流量范围3～7m^3／s，共测试13组数据，据此计算出PCCP的当量粗糙度k值和糙率n值。实测表明，k值不随水头损失hf和雷诺数Re变化。根据测试出的k值，可进一步推算不同管径的糙率n值。测试结果表明，现代混凝土构件的表面糙度与传统相比有了很大变化，PCCP-E型管的k值已接近于管内壁涂敷涂料的k值。     

不同矿渣掺量水泥基材料表面接触性溶蚀试验

水泥基材料中的可溶性组分可在去离子水的作用下发生溶解,使得材料细观结构等发生改变,进而影响其耐久性。通过室内试验,研究不同矿渣掺量的水泥基材料在去离子水作用下接触性溶蚀特征。通过拟合,得出各周期内电导率值及最大值,并预测不同时刻各类试件侵蚀溶液的矿化度;再通过建立电导率和Ca~(2+)浓度关系,预测未来周期内Ca~(2+)浓度溶出量。结合电导率、侵蚀液的矿化度及Ca~(2+)浓度变化的数学方程,揭示了在水固比较低条件下,矿渣含量越高的水泥基试件,其抗表面接触性溶蚀越强的规律。     

The influence of non-uniform blockages on transient wave behavior and blockage detection in pressurized water pipelines

Blockages in piping systems are formed from potentially complex combinations of bio-film build up, corrosion by-products, and sediment deposition. Transient-based methods seek to detect blockages by analyzing the evolution of small amplitude pressure waves. In theory, such methods can be efficient, nearly non-intrusive and economical but, thus far, studies have only considered symmetrical blockages, uniform in both the radial and longitudinal directions. Laboratory experiments are described here that involve pipe blockages with various levels of irregularity and severity; the way the transient response is affected by a non-uniform blockage is investigated. The differences between uniform and non-uniform blockages are quantified in terms of the rate that wave envelopes attenuate and the degree that phases are shifted. Two different methods for modeling these impacts are compared, namely through an increase in pipe roughness and through a wave scattering model. Wave scattering is shown to play a dominant role in explaining both wave envelope attenuation and phase shift. The accuracy of existing transient-based methods of blockage detection in the frequency domain is also examined, and is found that the predictions of rough blockage locations and sizes by current method are in good agreement with data, with relatively larger discrepancies for rough blockage lengths.