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提钛尾渣基硅酸钙板的制备及性能研究

硅酸盐通报 2024年

作者：安心宇李林张兰姜涛东北大学冶金学院攀钢集团研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室

提钛尾渣作为含钛高炉渣提钛后产生的一种含氯废弃物，一直缺乏有效的规模化利用技术，对环境具有潜在的危害。本文以提钛尾渣为主要原料，制备保温隔热材料——硅酸钙板，研究了不同钙硅比、硅藻土含量、水灰比、原渣与脱氯渣配比对材... 详细信息

提钛尾渣作为含钛高炉渣提钛后产生的一种含氯废弃物，一直缺乏有效的规模化利用技术，对环境具有潜在的危害。本文以提钛尾渣为主要原料，制备保温隔热材料——硅酸钙板，研究了不同钙硅比、硅藻土含量、水灰比、原渣与脱氯渣配比对材料性能、物相和微观形貌的影响。研究表明：随着脱氯渣含量的增加，硅酸钙板的抗折强度呈先增大后减小的变化规律，过量的硅藻土、过高的钙硅比和水灰比均不利于样品性能的改善。当提钛尾渣质量分数为46%（原渣和脱氯渣配比为1:1）、硅酸盐水泥质量分数为15%、硅藻土质量分数为17%、钙硅比为0.84和水灰比为0.75时，硅酸钙板样品性能最优，其体积密度为1.25 g/cm3，抗折强度为10.4 MPa，导热系数为0.297 W/（m·K），样品中固化的氯离子质量分数为0.36%，固氯比达56%。

关键词：提钛尾渣水洗脱氯渣硅酸钙板抗折强度导热系数固氯比

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煤矸石-赤泥基全固废陶瓷材料制备机理

有色金属科学与工程 2024年第2期15卷 293-301页

作者：储英健李宇张伟李帅周晓峰刘万超北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 中铝环保节能集团有限公司北京102209

在我国中西部部分地区同时存在煤矸石和赤泥两类大宗难利用固废,利用这些区域内的煤矸石和赤泥协同制备陶瓷材料是实现其大规模资源化利用的有效途径。以山西河津地区煤矸石和赤泥为原料,制备了煤矸石-赤泥基全固废陶瓷样品,并采用XRD、... 详细信息

在我国中西部部分地区同时存在煤矸石和赤泥两类大宗难利用固废,利用这些区域内的煤矸石和赤泥协同制备陶瓷材料是实现其大规模资源化利用的有效途径。以山西河津地区煤矸石和赤泥为原料,制备了煤矸石-赤泥基全固废陶瓷样品,并采用XRD、SEM和碱金属浸出实验等手段,研究了原料配比、烧结温度和烧结时间对样品物理性能和微观结构的影响。研究表明,原料配比影响样品的矿相和孔洞结构,最佳质量配比为煤矸石∶赤泥=1∶1,较好烧结温度为1200℃,较好烧结时间为15 min,此时样品的吸水率为0.15%,抗折强度为90.40 MPa,结构致密,主要矿相为钙长石、蓝方石。赤泥中的碱金属得到了有效固化,相对于烧结前,钠、钾离子固结率分别达到了97.17%和96.76%,钙长石和蓝方石是碱金属离子的主要赋存矿相。

关键词：赤泥煤矸石陶瓷材料微观结构抗折强度

糯米浆水泥砂浆的抗压与抗折性能试验研究（英文）

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Wuhan University Journal of Natural Sciences 2024年

作者：张鹄志熊新才李小宝周鲁云李立吴圣丰李玉琦冯帅周晓枫 1.湖南科技大学土木工程学院 2.湖南大学土木工程学院湖南科技大学土木工程学院湖南大学土木工程学院

糯米浆水泥砂浆是一种创造性的新型复合材料,探讨其力学性能和强度机理,对于未来的工程应用是一项十分必要的工作。为此,以糯米浆浓度和砂浆龄期为变量,展开5组糯米浆水泥砂浆试块的抗压与抗折性能对比试验和微观结构电镜分析。结果表明... 详细信息

糯米浆水泥砂浆是一种创造性的新型复合材料,探讨其力学性能和强度机理,对于未来的工程应用是一项十分必要的工作。为此,以糯米浆浓度和砂浆龄期为变量,展开5组糯米浆水泥砂浆试块的抗压与抗折性能对比试验和微观结构电镜分析。结果表明,浓度处于0.3%左右的糯米浆的加入,可以使后期的水泥砂浆微观结构趋于密实,抗折强度显著提高;而浓度大于1.0%的糯米浆的加入,将使后期的水泥水化产物聚合成团,微观结构松散,抗折强度大幅下降;这是因为随着糯米浆的加入,可以阻碍早期水泥水化反应的进行,从而使水泥砂浆早期强度偏低。分析机理可知,这种现象是由于糯米浆的加入引起浆体产生"减水"作用、聚合作用与缓凝作用造成的。

关键词：糯米浆水泥砂浆抗压强度抗折强度龄期微观结构强度机理

粉煤灰掺量对全再生自密实混凝土工作性能与力学性能的影响

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硅酸盐通报 2024年第4期43卷 1445-1454页

作者：郑述芳李华影陈祥花梁莹陈宗平广西农业职业技术大学城乡建设学院南宁530007 广西大学土木建筑工程学院南宁530000 南宁学院土木与建筑工程学院南宁530000

本文使用再生粗骨料全部替代天然粗骨料,用粉煤灰分别替代20%、30%、40%、50%和70%(质量分数)水泥,制备了不同水胶比(0.36、0.40和0.45)的全再生自密实混凝土,通过抗折强度试验和抗压强度试验,分析了粉煤灰掺量和水胶比对全再生自密实... 详细信息

本文使用再生粗骨料全部替代天然粗骨料,用粉煤灰分别替代20%、30%、40%、50%和70%(质量分数)水泥,制备了不同水胶比(0.36、0.40和0.45)的全再生自密实混凝土,通过抗折强度试验和抗压强度试验,分析了粉煤灰掺量和水胶比对全再生自密实混凝土性能的影响规律,得到了粉煤灰的合理掺量,提出了适用于全再生自密实混凝土抗折强度的计算公式。结果表明:当粉煤灰掺量由20%增至40%时,所有全再生自密实混凝土拌合物的坍落扩展度呈先增加后降低趋势,且均表现出良好的间隙通过能力,但混凝土拌合物扩展时间T_(500)受粉煤灰的影响不显著;随着粉煤灰掺量增加,全再生自密实混凝土的抗压强度和抗折强度均呈先增加后降低趋势,抗折强度受粉煤灰掺量的影响程度要高于抗压强度;全再生自密实混凝土抗压强度和抗折强度受水胶比的影响程度相同;综合粉煤灰掺量对全再生自密实混凝土工作性能和力学性能的影响,建议粉煤灰对水泥的取代率为30%。

关键词：自密实混凝土再生混凝土粉煤灰掺量工作性能抗压强度抗折强度

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秦俑保护修复中陶体抗压抗折性能试验研究

文物保护与考古科学 2024年第3期36卷 19-27页

作者：兰德省祝磊易伟同李晓溪周萍李华夏寅秦始皇帝陵博物院陕西西安710600 北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044

在秦俑的保护修复中,对秦俑不同部位的陶体进行了抗压强度、抗折强度及粘接抗折强度的试验研究。选取有代表性的小残片作为样本,采用高压水射流方法加工小尺寸试件,分别进行了24组抗压强度、24组抗折强度和12组粘接抗折强度试验。结果表... 详细信息

在秦俑的保护修复中,对秦俑不同部位的陶体进行了抗压强度、抗折强度及粘接抗折强度的试验研究。选取有代表性的小残片作为样本,采用高压水射流方法加工小尺寸试件,分别进行了24组抗压强度、24组抗折强度和12组粘接抗折强度试验。结果表明:秦俑陶体整体平均抗压强度为29.65 MPa、抗折强度为12.65 MPa,不同部位的抗压强度差异相对较大、抗折强度差异相对较小;甲片部位的抗压强度和抗折强度均较高,而其他部位的抗压强度和抗折强度的相对大小有所差异;对于粘接修复后的陶体,抗折强度相比粘接前有所降低;腿部的各项力学性能都相对较低且位于秦俑受力的关键部位,因而有必要进行重点保护。

关键词：秦俑抗压强度抗折强度粘接抗折强度

基于弯曲比例极限的单个试件抗折强度预测方法

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东南大学学报（自然科学版） 2010年第2期40卷 357-361页

作者：洪锦祥缪昌文刘加平万赟江苏省建筑科学研究院南京210008 东南大学材料科学与工程学院南京210096

为提高混凝土单个试件抗折强度的预测精度,分析了弯曲应力下变形曲线和弯曲比例极限的特性,阐述了基于弯曲比例极限预测单个试件抗折强度的原理和方法.弯曲应力-应变曲线具有在比例极限荷载处由线性向非线性转变的特征,在不破坏试件的... 详细信息

为提高混凝土单个试件抗折强度的预测精度,分析了弯曲应力下变形曲线和弯曲比例极限的特性,阐述了基于弯曲比例极限预测单个试件抗折强度的原理和方法.弯曲应力-应变曲线具有在比例极限荷载处由线性向非线性转变的特征,在不破坏试件的前提下,对试件进行逐级加载至比弯曲比例极限荷载大1-2kN,根据应变增量的变化可确定该试件的弯曲比例极限荷载,且该试验不会对试件造成损伤.相同配合比混凝土的弯曲比例极限基本为常数且其变异性比抗折强度小,同配合比混凝土的弯曲比例极限平均值可作为每个试件弯曲比例极限的预估值,将弯曲比例极限荷载除以比例极限平均值即可预估试件的抗折强度.该方法能显著提高单个试件抗折强度的预测精度,可用于预测弯曲疲劳试件的抗折强度.

关键词：弯曲比例极限抗折强度预测方法

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不同配合比的HECC力学与干缩性能试验研究

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人民长江 2024年第4期55卷 222-229页

作者：胡伟李家正石妍卢晓春三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 长江科学院材料与结构研究所湖北武汉430010

水工超高韧性水泥基复合材料(HECC),具有中等强度、低弹性模量、较强的热稳定性、可控的裂缝宽度及较宽泛的原材料来源等特性,由于其中无粗骨料、胶凝材料用量高,其体积变形明显高于普通水工混凝土,因此必须合理控制体积稳定性。为探寻... 详细信息

水工超高韧性水泥基复合材料(HECC),具有中等强度、低弹性模量、较强的热稳定性、可控的裂缝宽度及较宽泛的原材料来源等特性,由于其中无粗骨料、胶凝材料用量高,其体积变形明显高于普通水工混凝土,因此必须合理控制体积稳定性。为探寻不同因素对HECC干缩及力学性能的影响及其发展规律,开展了不同水胶比、纤维掺量、粉煤灰以及硅灰掺量下的HECC流动性能、抗压抗折强度和干缩性能试验,并利用SEM对水化产物进行观察。结果表明:在用水量一定的情况下,水胶比由0.25增至0.35,试样的28 d抗压强度、抗折强度和干燥收缩分别降低17.3%,9.7%和20.5%;纤维掺量显著影响HECC抗折强度,掺量2.0%比1.0%时的抗折强度高30.0%,但对抗压强度与干缩性能影响不大;粉煤灰掺量对HECC抗压和抗折强度影响较大,且抗压抗折强度随着粉煤灰的增大而逐渐减小,掺量60%时对应的抗压强度和抗折强度较40%时分别降低30.4%和18.2%,粉煤灰掺量增加能够大幅度降低HECC干燥收缩,掺量60%时的干缩率较40%掺量时降低23.5%;硅灰能提升HECC早期抗压抗折强度,且随着硅灰掺量的增加趋势逐渐变缓,但硅灰对HECC的干缩不利,会增大HECC干燥收缩,掺6%时干缩率较基准组增长13.6%。

关键词： HECC 干燥收缩抗压强度抗折强度

偏高岭土与石灰石粉增强3D打印水泥基材料的各向异性研究

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硅酸盐通报 2024年第5期43卷 1651-1662,1682页

作者：张钊睿罗素蓉林欣福州大学土木工程学院福州350108

3D打印水泥基材料堆叠成型的工艺导致其条间接触面性能下降,偏高岭土的加入能够使材料孔隙率降低,力学性能提高,但偏高岭土的高需水性会造成打印条带表面水分损失,层间黏结性能下降,而石灰石粉的稀释效应可以改善这一点。本文研究了复... 详细信息

3D打印水泥基材料堆叠成型的工艺导致其条间接触面性能下降,偏高岭土的加入能够使材料孔隙率降低,力学性能提高,但偏高岭土的高需水性会造成打印条带表面水分损失,层间黏结性能下降,而石灰石粉的稀释效应可以改善这一点。本文研究了复掺偏高岭土与石灰石粉对3D打印水泥基材料各向异性的影响,并通过微观角度解释这两种材料影响力学性能的机理。结果表明,偏高岭土最佳质量掺量为12%,最佳复掺质量比例m(偏高岭土)∶m(石灰石粉)为2∶1,3D打印水泥基材料掺入偏高岭土后流动度显著下降,复掺石灰石粉后流动度提高。3D打印试块各方向抗压强度的大小为X>Z>Y>筑模,不同方向抗折强度变化规律与抗压强度基本相同,具有各向异性特征。

关键词： 3D打印偏高岭土石灰石粉各向异性抗压强度抗折强度

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响应曲面法优化等静压石墨材料成型工艺

炭素技术 2024年第3期43卷 52-56页

作者：李涛汪伟申保金谢霭祥中钢集团南京新材料研究院有限公司中钢天源股份有限公司

采用全因素正交实验和响应曲面实验相结合的方法确定等静压石墨材料成型工艺。结果表明，全因素正交实验确定成型压力、保压时间、泄压速率以及成型压力和保压时间、保压时间和泄压时间的交互作用对等静压石墨抗折强度影响显著，其数学... 详细信息

采用全因素正交实验和响应曲面实验相结合的方法确定等静压石墨材料成型工艺。结果表明，全因素正交实验确定成型压力、保压时间、泄压速率以及成型压力和保压时间、保压时间和泄压时间的交互作用对等静压石墨抗折强度影响显著，其数学模型拟合良好，但是模型弯曲项显著，表明在高低水平间存在极值，正交实验难以确定最佳工艺条件。利用响应曲面实验可以对等静压成型工艺很好拟合，通过预测和实验验证确定等静压成型工艺的最佳条件：成型压力215 MPa、保压时间18.4 min、泄压速率1 MPa/s,在此条件下成型并进行焙烧石墨化，所制得的等静压石墨材料具有24.40 MPa的抗折强度，其结果与模型预测一致，证明响应曲面优化结果可靠。

关键词：等静压石墨成型工艺抗折强度正交实验响应曲面法