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材料导报 2019年第6期33卷 991-999页

作者：王家滨牛荻涛西安工业大学建筑工程学院西安710021 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安建筑科技大学西部绿色建筑国家重点实验室西安710055

一般大气环境下长大公路隧道中,喷射混凝土单层衬砌往往会遭受硝酸侵蚀,导致耐久性恶化及使用寿命降低。本研究以硝酸溶液为侵蚀介质,针对制备的普通喷射混凝土、钢纤维喷射混凝土和模筑混凝土开展浸泡试验。通过测试混凝土不同深度处... 详细信息

一般大气环境下长大公路隧道中,喷射混凝土单层衬砌往往会遭受硝酸侵蚀,导致耐久性恶化及使用寿命降低。本研究以硝酸溶液为侵蚀介质,针对制备的普通喷射混凝土、钢纤维喷射混凝土和模筑混凝土开展浸泡试验。通过测试混凝土不同深度处孔溶液pH值和NO_3^-含量,分析喷射混凝土硝酸侵蚀过程。对硝酸侵蚀后试件的矿物组成和微观结构进行表征,以研究孔溶液中H^+和NO_3^-的扩散机理。实验结果表明,喷射混凝土孔溶液H^+和NO_3^-含量均小于模筑混凝土,即喷射混凝土抗硝酸侵蚀耐久性更优。侵蚀溶液pH值不大于2时,钢纤维喷射混凝土孔溶液中H^+和NO_3^-含量与普通喷射混凝土差异较小,说明钢纤维对较高浓度硝酸侵蚀环境下喷射混凝土耐久性能的提升作用不明显。针对喷射混凝土硝酸侵蚀机理的分析表明,硝酸侵蚀喷射混凝土的过程可分为水化产物反应、水化硅酸钙凝胶分解和钙矾石及骨料侵蚀等三个阶段。因此,孔溶液H^+在侵蚀早期增长速度快于侵蚀后期;NO_3^-含量则随侵蚀过程的推移而快速增大。

关键词：喷射混凝土硝酸侵蚀孔溶液pH值氢离子(H^+)含量硝酸根离子(NO3^-)含量离子扩散机理

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NASICON结构Li1+xAlxTi2−x(PO4)3(0≤x≤0.5)固体电解质研究进展

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储能科学与技术 2020年第5期9卷 1472-1488页

作者：吴洁江小标杨旸吴勇民朱蕾汤卫平上海空间电源研究所空间电源技术国家重点实验室上海200245

锂离子电池在生活中的广泛应用大大提高了人们的生活品质。但是由于采用了易燃的有机液体电解质,传统锂离子电池存在安全风险,能量密度也受到了限制。使用固体电解质替代有机液体电解质发展全固态电池有望解决这些问题。在各种固体电解... 详细信息

锂离子电池在生活中的广泛应用大大提高了人们的生活品质。但是由于采用了易燃的有机液体电解质,传统锂离子电池存在安全风险,能量密度也受到了限制。使用固体电解质替代有机液体电解质发展全固态电池有望解决这些问题。在各种固体电解质中,NASICON结构固体电解质Li1+xAlxTi2−x(PO4)3(LATP,0≤x≤0.5)具有离子电导率高、耐环境稳定性好,合成条件温和等优势,因此有广阔的发展前景和应用潜力。本文先从晶体结构、离子扩散机理、合成方法、提升离子电导率的途径4个方面综述了LATP材料的研究进展;另外,电化学稳定性差以及和电极活性材料界面阻抗大的问题限制了LATP固体电解质在全固态锂电池中的应用,所以在后半部分总结了这些关键问题的解决途径和方法。最后指出,界面问题是限制LATP固体电解质在全固态电池中应用的主要问题,还需要发展更好的策略来进一步优化LATP与电极活性材料之间的界面。

关键词： LATP固体电解质离子扩散机理离子电导率合成方法电极/固体电解质界面

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干湿交替与复合盐侵蚀共同作用再生混凝土离子扩散研究

干湿交替与复合盐侵蚀共同作用再生混凝土离子扩散研究

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作者：王宇西安工业大学

学位级别：硕士

在国家“双碳”战略和“十四五”循环经济发展规划等相关政策引导下,再生混凝土已被应用于新建混凝土结构中。但是,再生混凝土(RAC)存在多重界面过渡区结构,使其耐久性显著低于天然骨料混凝土。我国西北部地区气候干燥,年降水量小,水分... 详细信息

在国家“双碳”战略和“十四五”循环经济发展规划等相关政策引导下,再生混凝土已被应用于新建混凝土结构中。但是,再生混凝土(RAC)存在多重界面过渡区结构,使其耐久性显著低于天然骨料混凝土。我国西北部地区气候干燥,年降水量小,水分蒸发量大,土壤中含有大量侵蚀性离子。在役RAC结构服役过程中,侵蚀性离子通过RAC界面过渡区及毛细孔传输,造成RAC耐久性损伤或剥落,导致钢筋锈蚀及构件承载力失效,严重威胁在役RAC结构的安全与耐久,严重阻碍RAC在工程中的应用。因此,开展复合盐侵蚀RAC离子扩散研究,揭示离子扩散规律与机理,对推动RAC在西北地区钢筋混凝土结构中的科学合理应用,具有重要的参考价值。基于我国西北地区气候环境特点与混凝土结构工程耐久性破坏特征,以7.5%Mg SO+7.5%NaSO+5%Na Cl复合盐溶液为侵蚀介质,模拟RAC结构耐久性腐蚀过程,采用干湿交替的方式,开展复合盐侵蚀RAC离子扩散试验。采取固液萃取法和电化学分析法,测试侵蚀RAC中Cl、Ca、Na的含量和p H值,以扩散深度和侵蚀时间为轴,分析侵蚀RAC中离子变化规律,着重研究矿物掺合料种类及取代率对侵蚀RAC中离子含量的影响,建立了考虑矿物掺合料种类及取代率的离子扩散模型。采用X射线衍射法分析侵蚀RAC矿物组成,研究侵蚀产物矿物组成变化规律与特征,揭示复合盐侵蚀RAC离子扩散机制。得出以下结论:(1)侵蚀RAC中Cl含量随干湿交替次数增加快速上升。同干湿交替次数,Cl含量由高到低依次为:粉煤灰-矿渣双掺RAC、粉煤灰-偏高岭土双掺RAC、粉煤灰-硅灰双掺RAC,并且Cl含量随矿渣、硅灰、偏高岭土的取代率上升而增加。20%粉煤灰+10%矿渣双掺RAC的Cl含量最低,10%粉煤灰+20%硅灰双掺RAC的Cl含量最高。(2)侵蚀RAC的p H值、Ca含量随干湿交替次数增加而降低,随侵蚀深度的增大而上升。粉煤灰-矿渣双掺RAC的p H值、Ca含量下降较慢,粉煤灰-硅灰双掺RAC的p H值、Ca含量下降较快,并且p H值、Ca含量随矿渣、硅灰取代率上升而下降。干湿交替180次,20%粉煤灰+10%矿渣双掺RAC的p H值稳定深度最小,20%粉煤灰+10%硅灰双掺RAC的p H值稳定深度最大。(3)Cl扩散系数与矿物掺合料复掺取代率显著相关。粉煤灰-矿渣双掺RAC的Cl扩散系数较低,粉煤灰-硅灰双掺RAC的Cl扩散系数较高。粉煤灰取代率降低,矿渣、硅灰、偏高岭土取代率上升,Cl扩散系数增大。此外,引入时间衰减系数,建立了考虑矿物掺合料种类及取代率RAC的离子扩散模型。(4)随着干湿交替次数增大,RAC中石膏、硬石膏、水镁石、氯镁石等侵蚀产物衍射峰强度逐渐增大,羟钙石衍射峰强度快速降低甚至消失。随着侵蚀深度增加,石膏、硬石膏、水镁石、氯镁石等衍射峰强度下降直至消失。干湿交替180次(距表层4mm处),20%粉煤灰+10%矿渣双掺RAC中石膏、硬石膏、水镁石、氯镁石衍射峰最低,20%粉煤灰+10%硅灰双掺RAC中石膏、硬石膏、水镁石、氯镁石衍射峰最高。干湿交替180次(距表层10mm处),20%粉煤灰+10%矿渣双掺RAC、20%粉煤灰+10%偏高岭土双掺RAC中石膏、硬石膏、水镁石、氯镁石衍射峰消失,羟钙石衍射峰增大;20%粉煤灰+10%硅灰双掺RAC中仍有石膏衍射峰。

关键词：再生混凝土耐久性复合盐侵蚀矿物掺合料离子扩散规律离子扩散机理

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