温度、接触压力与时间对燃煤飞灰固体桥力的影响规律

在所开发的用于在高温条件下(最高使用温度可达1600℃)测量灰的固体桥力的实验系统上,研究了温度、接触压力及接触时间对燃煤飞灰的固体桥力的影响规律。结果显示,燃煤飞灰的脖颈抗拉强度与温度之间呈现出双峰分布曲线的关系。这是由于随着温度的变化,燃煤飞灰的物相状态发生改变,玻璃体成分的含量也随之变化。在温度不变的情况下,燃煤飞灰的烧结脖颈抗拉强度随接触时间和接触压力的增加而增大。     

Fabrication and Property of Mullite Whiskers Frameworks with an Ultrahigh Porosity by Expandable Mesocarbon Microbeads

Mullite whiskers frameworks with an ultrahigh porosity were fabricated by the vapor‐phase reaction of AlF₃, Al₂O₃, and SiO₂ and adding expandable mesocarbon microbeads (MCMB) as a pore‐forming agent. A large volume expansion of 122% for MCMB due to its layered structure occurred during the formation of mullite whiskers, resulting in the expansion of samples and high porosities of 87.7%–98.2% at 50–90 wt% MCMB contents. Perfect whiskers and a lap‐joint structure formed due to the formation of mullites through the vapor‐phase reaction. A bimodal pore structure was achieved from the spaces of the whiskers framework and burning of the expanded MCMB. High compressive strengths of 1.7 to 5.4 MPa were obtained for the porous mullite at porosities of 94.2%–87.7%, which suggested a rigid structure; these strengths at the ultrahigh porosities are attributed to the merit of the framework with high strength whiskers and their strong bonding.     

Ultra High Energy‐Storage Density in the Barium Potassium Niobate‐Based Glass‐Ceramics for Energy‐Storage Applications

The barium potassium niobate‐based glass‐ceramics with high energy‐storage density, high discharge efficiency, and fast discharge speed have been prepared. It was found that dielectric breakdown strength decreases when the crystallization temperature increases. Glass‐ceramics have high energy‐storage density up to 14.58 ± 1.14 J/cm³ with high breakdown strength of 2382 ± 92 kV/cm. Discharge energy density and discharge efficiency of glass‐ceramic capacitor were achieved through a pulse charge–discharge circuit. The reduction of discharge efficiency with the increase of crystallization temperature is mainly caused by interfacial polarization.     

氧化石墨油井水泥基复合材料的力学性能研究

针对油井水泥石易脆裂而导致油气井水泥环层间封隔失效这一问题,实验研究了氧化石墨对油井水泥石力学性能的增强效果.利用SEM、EDS和XRD等手段对氧化石墨增强水泥石进行了表征,并探讨了氧化石墨增强机理.实验结果表明:氧化石墨可显著增强水泥石力学性能,氧化石墨掺量为0.05％时,增强水泥石的28 d抗压、抗折和劈裂拉伸强度较纯水泥石分别提高68.63％、17.44％和159.12％;氧化石墨对水泥浆的应用性能无不良影响,反而有助于改善水泥浆的沉降稳定性并降低水泥浆失水量.机理分析结果表明:水泥石在受外力破坏时,氧化石墨层内、层间均出现损伤;一方面氧化石墨层内破坏时其化学键必然断裂而耗能,另一方面氧化石墨层间剥离时需克服层间作用力而耗能,氧化石墨主要通过上述两方面的作用增强水泥石力学性能.研究结果可为解决油井水泥石易脆裂问题提供理论参考.     

负温(-3℃)养护下混凝土抗压强度增长试验研究

本实验主要研究负温(-3℃)养护条件、水灰比、龄期对混凝土抗压强度的影响规律.通过测定持续负温养护条件和标准养护条件下三种水灰比(O.24、0.31、0.38)混凝土试块在不同龄期下的抗压强度值,分析混凝土强度增长机理和抗压强度影响因素,得出负温养护条件对三种水灰比混凝土抗压强度增长有明显的抑制作用,前7d内影响最明显,随着龄期的增加影响逐渐减弱,而且对水灰比为0.24的混凝土抗压强度造成了不可恢复的损伤;低水灰比由于水含量的不足导致其后期混凝土抗压强度较低,高水灰比会由于混凝土内部结冰量较大,体积发生膨胀形成微裂缝,导致其后期抗压强度不高,故存在着与养护温度对应的最优水灰比.     

水热条件下陶瓷抛光砖粉的水化活性

采用水热强度法研究了陶瓷抛光砖粉作为辅助胶凝材料的水化活性,并采用XRD、SEM、EDS等测试方法研究了水热条件对水泥水化产物的物相组成和微观结构的影响,对抛光砖粉与粉煤灰和矿渣的水化活性进行了对比.结果表明:与20℃常温水养相比,50℃水热养护有利于激发抛光砖粉的火山灰活性,水泥水化产物类别及Ca/Si大小与常温水养条件下相似.50℃水热养护条件下,在水化早期,活性大小从高到低的顺序依次为:矿渣＞抛光砖粉＞粉煤灰;至水化后期,活性大小从高到低的顺序依次为:粉煤灰＞抛光砖粉＞矿渣.     

硅烷偶联剂对热塑性聚氨酯及复合玻璃性能的影响

利用硅烷偶联剂KH550对热塑性聚氨酯胶膜(TPU)进行表面改性处理,通过红外光谱、表面接触角、可见光透过率、粘结强度等测试研究了偶联剂处理对TPU胶膜的结构和性能的影响.结果表明:改性后的TPU胶膜表面粗糙度增大,表面水接触角降低,由120.5°降至80.5°,胶膜表面活性、耐热稳定性和可见光透过率都有明显的提升.同时,胶膜对于复合玻璃(Glass/TPU/PC)的粘结强度有显著提高,当处理时间为5 min时效果最佳,粘结强度由改性前的2.02 MPa增大至5.63 MPa,提高了179％.     

渣土对C50混凝土力学性能的影响

针对地铁盾构出来的渣土大量堆砌、利用率低、附加值低现状,本文将渣土作为矿物掺合料,研究了渣土掺量(0、2.5％、5.0％、7.5％和10.0％)对C50混凝土工作性和力学性能的影响.结果表明:(1)c50混凝土初始坍落度和坍落度损失均随着渣土掺量的增加而逐渐降低;(2)掺有不同渣土掺量的C50混凝土早期(3d、7 d)抗压强度均低于基准组抗压强度,而28 d抗压强度均高于基准组抗压强度;渣土掺量对C50混凝土抗压强度的影响存在最佳值,当渣土掺量为水泥掺量的7.5％时,发现其28d抗压强度最高;(3)不同渣土掺量的C50混凝土28 d微观结构表明,随着渣土掺量的增加,C50混凝土微观结构逐渐密实,孔隙逐渐减少.     

氮化硅陶瓷的无压烧结工艺优化及性能研究

以α-Si3 N4为原料,Y2 O3和MgO为复合烧结助剂,通过无压烧结制备出氮化硅陶瓷。为了优化实验配方和工艺参数,采用正交实验研究了成型压力、保压时间、保温时间、烧结温度、烧结助剂含量以及配比对氮化硅陶瓷气孔率和抗弯强度的影响规律。结果表明,影响氮化硅陶瓷气孔率的主要因素是烧结助剂含量和配比,而影响其抗弯强度的主要因素是烧结助剂配比和烧结温度。经分析得出,最佳工艺参数为成型压力16 MPa,保压时间120 s,保温时间2 h,烧结温度1750℃,烧结助剂含量12wt％,烧结助剂配比1∶1;经最佳工艺烧结后的氮化硅陶瓷,相对密度为94．53％,气孔率为1．09％,抗弯强度为410．73 MPa。     

碱式硫酸镁水泥胶砂流动性及强度试验研究

为了研究碱式硫酸镁水泥胶砂的流动性及强度性能,对不同材料配比的碱式硫酸镁水泥胶砂的流动度及硬化体的抗压、抗折强度进行了测试,讨论了材料配比对碱式硫酸镁水泥胶砂的流动性及强度性能的影响.结果表明,适当配比的碱式硫酸镁水泥胶砂在不掺入高效减水剂时就能够获得较好的流动性.FDN萘系高效减水剂对碱式硫酸镁水泥胶砂流动性具有更好的改善效果,而聚羧酸高效减水剂对碱式硫酸镁水泥胶砂流动性无明显改善作用.与复合硅酸盐水泥胶砂(32.5级)相比,碱式硫酸镁水泥胶砂3d前抗压和抗折强度发展非常快速,能达到28 d时强度的50％以上,28 d时抗压和抗折强度远高于复合硅酸盐水泥胶砂强度.