用于地聚合物的粉煤灰活性评价研究

由于粉煤灰的非均质性,很难直接预测粉煤灰的活性.本实验研究了不同粉煤灰在不同时间、温度和碱浓度条件下的浸出过程(先将粉煤灰在碱液中溶解,再将其残留物在酸溶液中解离).通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)和化学分析表明,温度、反应时间和碱浓度都会影响粉煤灰的溶解速率和浸出含量.粉煤灰中浸出的反应性n(Si)/n(Al)为2.3～2.7,粉煤灰中硅和铝的总浸出量与成型用其制备的地聚合物强度呈正相关.另外,可发现建立在硅酸盐水泥体系上的粉煤灰活性评价体系并不完全适用于地聚合物体系.通过XRD、FTIR和SEM分析可发现,粉煤灰由反应性材料和惰性材料组成,而活性物质在地聚合过程中迅速溶解,酸完全解离在地聚合过程中生成的凝胶,浸出过程更能准确表征粉煤灰中反应性物质的含量.碱溶解?酸解离法可定量估算粉煤灰的反应物含量和反应性n(Si)/n(Al),并简单预测用于地聚合物体系的粉煤灰的潜在反应活性,还可指导粉煤灰地聚合物的配比设计.     

一种新型石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料的制备及光催化应用

二维石墨烯优异的理论电子迁移率,为石墨烯与粉煤灰地质聚合物的复合以及半导体光生电子的传输提供了理论依据。本工作首次报道了石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合光催化材料的制备,并将其应用于光催化染料降解的探索性研究。XRD、FESEM、XPS及FT-IR结果表明:粉煤灰颗粒与碱性激发剂反应,生成Si-O-Si(Al)无定形网络结构的石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料,Co~(2+)掺杂的Fe_2O_3以无定形态均匀地分布于石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料表面。Co~(2+)-10Fe_2O_3-GAFG复合材料对碱性品蓝染料展现出最高的光催化降解活性,归因于Co~(2+)掺杂提供给Fe_2O_3半导体的施主能级,石墨烯对Fe_2O_3光生电子的快速传输,以及羟基自由基(·OH)对染料分子氧化降解的协同作用。该光催化降解反应符合二级反应动力学。     

一种新型石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料的制备及光催化应用

二维石墨烯优异的理论电子迁移率,为石墨烯与粉煤灰地质聚合物的复合以及半导体光生电子的传输提供了理论依据.本工作首次报道了石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合光催化材料的制备,并将其应用于光催化染料降解的探索性研究.XRD、FESEM、XPS及FT-IR结果表明:粉煤灰颗粒与碱性激发剂反应,生成Si-O-Si(Al)无定形网络结构的石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料,Co2+掺杂的Fe2O3以无定形态均匀地分布于石墨烯-粉煤灰基地质聚合物复合材料表面.Co2+-10Fe2O3-GAFG复合材料对碱性品蓝染料展现出最高的光催化降解活性,归因于Co2+掺杂提供给Fe2O3半导体的施主能级,石墨烯对Fe2O3光生电子的快速传输,以及羟基自由基(·OH)对染料分子氧化降解的协同作用.该光催化降解反应符合二级反应动力学.     

交流电养护对偏高岭土基地聚合物组成、结构和性能的影响

本研究以偏高岭土为主要硅铝原材料,通过添加碳纤维来提高固化效率和导电性能,得到了不同交流电压养护2 h后的地聚合物抗压强度以及试样内部温度的变化规律,并通过扫描电镜(SEM)、压汞法(MIP)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段研究了其电养护机理。结果表明：随着交流电压的增大,地聚合物试样内部温度峰值增高,峰值到达时间减小,抗压强度增大;交流电压为5 V时抗压强度达到45 MPa,与常温养护相比增加了36%,与同时间烘箱养护相比增加了32%。随着交流电压的增大,凝胶结构致密,孔隙较小,碳纤维与凝胶界面之间粘接很好;Si—O—Si键和Si—O—Al键不对称拉伸和振动,波长向低方向移动导致抗压强度升高。     

聚合物/粉煤灰复合材料研究进展

作为火力发电厂的废弃物,粉煤灰(FA)可改善聚合物材料的诸多性能。讨论了复合材料中FA的含量、表面改性及其它填料的复配使用与复合材料力学性能间的关系;综述了近年来,FA改性聚合物多项性能(结晶、热稳定与阻燃等)的研究进展。     

PVA短纤维增强粉煤灰-地聚合物基挤压复合材料的动态行为

首先通过挤压成型技术制备出宽厚比为12.5的聚乙烯醇(PVA)短纤维增强地聚合物基复合材料薄板(SFRGC),然后利用 Radmana冲击试验机系统研究了不同纤维体积分数和粉煤灰掺量的SFRGC在高速冲击载荷作用下的力学响应行为。通过激光粒度仪(LSA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等微观测试手段分析了SFRGC的微观结构和冲击破坏机制,结果表明,PVA短纤维的加入改变了地聚合物的冲击破坏模式：由脆性破坏变为延性破坏;对于不掺或掺加少量粉煤灰(≤10 wt %)的地聚合物基复合材料冲击强度高、韧性大,然而当大量粉煤灰(≥30 wt%)加入后,地聚合物基复合材料的冲击强度和韧性显著下降。另外,对SFRGC在20 次冻融和1个月硫酸侵蚀作用后的冲击响应进行了研究,探讨了SFRGC在严酷环境条件下的耐久性能。     

偏高岭土基地质聚合物的制备

以偏高岭土为主要固体原料,掺加少量粉煤灰和矿渣,以硅酸钠水玻璃为碱激发剂,制备了偏高岭土基地质聚合物.研究了粉煤灰含量、水玻璃模数、养护方式和矿渣掺量对样品抗压强度的影响.结果表明,在粉煤灰含量为35%、硅酸钠水玻璃模数为l.2、矿渣含量为10%时样品具有较高的抗压强度,养护温度为常温时,28天强度为72MPa,80℃时可达80MPa;通过XRD和MAS-NMR微观分析表明制备的地质聚合物具有类沸石结构,其微观结构形态为无定形态;-Si-O-Al-的键接方式主要为SiQ4(4Al)、SiQ4(2Al)和SiQ4(4Si).     

高延性纤维增强偏高岭土-粉煤灰基地聚合物在不同环境下的自愈合性能

在1%、2%及3%不同程度预加单轴直接拉伸应变破坏下,研究了3天、7天及28天龄期的高延性聚乙烯醇（PVA）纤维增强偏高岭土-粉煤灰基地聚合物（PVA/MK-FA EGC）在空气中和干湿循环条件下的裂缝分布及自愈合性能。结果表明：PVA/MK-FA EGC结合了传统高延性纤维增强水泥基复合材料（ECC）及地聚合物二者的优点,表现出了明显的多缝开裂特性和应变硬化行为。2~5 mm的裂缝间距、小于25 μm的最大残余裂缝宽度给裂缝的自愈合提供了更加有利的条件。带缝试件在不同环境中自愈合后,裂缝数量大大下降,极限拉伸应变可达3.8%以上,大部分试件的极限拉应变及最终应力均能超过对比试件,空气中的养护环境更加有利于PVA/MK-FA EGC材料的自愈合。裂缝内颗粒表面覆盖有凝胶状的地聚合产物,可能增强了体系中的纤维/基体界面,使力学性能恢复。     

养护温度对核防护用地聚合物早期强度影响研究

分析了养护温度、养护时间及砂子种类对核防护用地聚合物强度性能的影响,并进行了一系列的温度响应实验,实验结果表明,养护温度对核防护用地聚合物的早期强度影响巨大,温度越高,早期强度越高,强度提升越快;发现养护温度对养护时间6.5小时以上地聚合物样品的影响不大,且不能改变地聚合物的最终强度;掺合湖北砂的地聚合物样品强度最高,性能最好。     

粉煤灰空心微珠改善聚合物材料性能的试验研究

粉煤灰空心微珠是从热电厂粉煤灰中精选出来,并进行了除铁、除碳、去杂质等工艺处理而得到的一种新型多功能材料.它可以作为填料填充到聚合物材料中,并改善复合材料的性能.本文中研究了空心微珠作为聚丙烯和硬质聚氯乙烯树脂的填料时,对复合材料综合性能的影响.所用粉煤灰空心微珠颗粒的粒径是2μm和5μm.研究结果表明,当空心微珠填充量在0～30%(质量分数)之间时,空心微珠/PP复合材料的常温和低温下的缺口冲击强度、拉伸性能、弯曲性能都显著提高,复合材料的热性能同时也得到了提高.此外,还研究了空心微珠/UPVC复合材料的流变性能,超细空心微珠加入到硬质PVC管材中,可以明显改善PVC硬管的加工流动性能,显著缩短塑化时间,降低最大扭矩.     

粉煤灰基地聚物水泥的改性及其对Pb(Ⅱ)吸附的研究

为了解决过多向自然界排放含有重金属的废物,造成生态环境破坏问题,根据地聚物水泥具有很好的吸附性能及在处理含有铅废物方面特殊作用,本实验中添加天然沸石对粉煤灰基地聚物水泥改性,通过XRD证明有结晶的沸石相P型沸石结晶和方沸石出现,并用静态吸附试验证明改性后吸附能力增强,探讨了地聚物水泥水化产物粉体对铅的吸附性能及其主要影响因素。     

粉煤灰对泡沫混凝土物理力学性能的影响

研究了粉煤灰掺量和水灰比对粉煤灰掺量较大的泡沫混凝土的干密度和抗压强度的影响,利用经验公式计算泡沫混凝土的孔隙率,重点研究泡沫混凝土的孔隙率和干密度、抗压强度的关系。研究结果表明随着粉煤灰掺量的增加泡沫混凝土的干密度和抗压强度均呈下降的趋势。当粉煤灰掺量由25%上升到30%时,不同水胶比的泡沫混凝土干密度下降均超过了60 kg/m3;粉煤灰掺量由30%提高到40%时,不同水胶比的泡沫混凝土抗压强度下降的趋势都明显减小。以粉煤灰取代水泥后,孔隙率和干密度的拟合公式为 Y =27126.8-64295.9X +38334.4X 2,相关系数为0.9097;孔隙率和抗压强度的拟合公式为Y =58.7-142.2X +86.3X 2,相关系数为0.9802。     

Ⅲ级粉煤灰掺量、细度对水泥强度发展的影响

为了开发和应用数量大、成分复杂、均匀性差且活性低的Ⅲ级粉煤灰,本文中通过对Ⅲ级粉煤灰的粉磨处理,研究了Ⅲ级粉煤灰的掺量、细度对硅酸盐水泥、普通水泥强度发展的影响。结果表明,为了更好地发挥粉煤灰的活性,Ⅲ级粉煤灰在配制硅酸盐水泥、普通水泥时存在一个合理的粉磨细度和适宜的掺量,当粉煤灰的掺量小于5%时,细度应控制在500m2/kg左右;当掺量为10%￣15%时,细应为600m2/kg左右。     

空心微珠表面化学镀Ni-Co-P合金镀层研究

用化学镀的方法将空心微珠改性,使它具有电、磁等性能,是拓宽空心微珠应用领域的一种新方法.以AgNO3代替常见的贵金属盐PdCl2为活化剂,在空心微珠表面化学镀Ni-Co-P合金镀层,用X射线衍射仪、能谱仪和扫描电镜对其进行了分析表征.结果表明,以AgNO3活化剂代替常用的PdCl2活化剂,可在空心微珠表面得到Ni-Co-P合金镀层,同时分析了以AgNO3代替常用的PdCl2活化剂制备Ni-Co-P合金镀层的形成机理.本方法能改善Ni-Co-P合金镀层的性能,成本低,具有良好的应用前景.     

MSWIFA制阿利尼特水泥基材料的耐久性

以城市垃圾焚烧飞灰(MSWIFA)为主要原料,在实验室成功烧制了阿利尼特水泥,研究了阿利尼特水泥基材料的抗压强度和耐久性。结果表明:利用MSWIFA烧制的阿利尼特水泥熟料,掺加3%～5%石膏,水泥的抗压强度达到甚至超过对照水泥PC32.5R;阿利尼特水泥基材料的抗碳化、抗渗和抗硫酸盐侵蚀性能优良,干缩率比对照水泥略大;尽管阿利尼特水泥水化过程中溶出的氯离子含量不高,但是有可能加速钢筋锈蚀,因此,不建议将其用于钢筋混凝土中。     

提高磷酸钙骨水泥抗压强度的方法及相关机理

抗压强度是评价骨填充材料性能优劣的主要因素之一。作为骨填充材料的磷酸钙骨水泥(CPC),较低的抗压强度限制了其应用。为拓展CPC的应用范围,研究者们采用多种方法提高其抗压强度,如增强CPC颗粒之间的键接,改变晶体微观形貌、结晶度、孔隙率、孔隙特征等。就各种提高CPC抗压强度的方法及相关机理进行综述。     

粉煤灰对再生建筑石膏性能的影响

实验室模拟再生石膏的生成条件制备出含粉煤灰的再生二水石膏样品,对经煅烧后得到含粉煤灰的再生建筑石膏进行了力学性能实验,并进而研究了粉煤灰对再生建筑石膏性能的影响及其作用机理。结果表明,相比未掺粉煤灰的原生建筑石膏(POP)而言,掺粉煤灰原生建筑石膏(POAP)的需水量降低,56d强度增加;相比未掺粉煤灰的再生建筑石膏(R-P),掺粉煤灰的再生建筑石膏(RAP)的标稠需水量降低,56d强度变化不大,但它的凝结时间却延长,2h强度逐渐降低。相比POP和POAP,R-P与R-AP的力学性能均降低,且R-AP的抗压、抗折强度降幅更大。由于粉煤灰的不完全水化,使得再生建筑石膏中依旧含有部分未水化的粉煤灰,它会在后期继续水化,从而使再生建筑石膏56d强度基本不变。     

粉煤灰砖配套浆料的研制

根据粉煤灰砖干缩、湿胀的性能,通过添加适量水并采用适当的工艺,研制了一种水泥基粉煤灰砖配套浆料。性能测试结果表明,该配套浆料具有保水性好、粘结性强、强度增长快、流动度低和和易性好等性能指标,研究了该配套浆料的性能优化的机理,并将其应用于建筑工程中。     

粉煤灰基多孔陶瓷膜的制备研究

用工业废弃物粉煤灰为主要原料,采用模压成型和挤压成型工艺,在较低温度下烧制成了多孔陶瓷过滤膜.研究了造孔剂、烧成温度等对多孔陶瓷样品的孔隙率、孔结构以及物相和强度等的影响.研究表明,反应烧结是主要的烧结过程机制,烧成样品以莫来石相和方石英相为主要物相.在优化的条件下,即造孔剂添加量为20%、烧成温度1250℃时,样品的孔隙率为51.2%,中位孔径为3.72μm,N2气体通量高达1.4×104 m3·m-2·h-1·bar-1,其弯折强度达64MPa,可以满足作为高温气-固分离过滤介质的要求.     

Fly ash concrete subjected to thermal cyclic loads

The present study describes the behaviour of concrete as well as fly ash concrete when subjected to varying number of high temperature heating cycles. A Concrete mix (1:2.37:2.98) with 340 kg/m³ cement and w/cm ratio 0.45 was prepared. Cement was replaced by varying percentages (0%, 20%, 40%, 50% and 60%) of fly ash by weight of cement. The concrete was subjected to a constant temperature of 200°C for 7, 14, 21 and 28 heating cycles. One heating cycle corresponds to 8 h heating and subsequent cooling in 24 h. Subsequently the effect of temperature on the properties of the concrete was investigated and compared with that of the properties of unheated concrete. The compressive strength of plain as well as fly ash concrete increased when it was subjected to thermal cyclic loads. Moreover, the compressive strength increased with an increase in number of heating cycles. Thermal conductivity of concrete was found to decrease with an increase in the fly ash content.