硅质固体废物蒸压反应活性的红外光谱研究

通过红外光谱法研究了粉煤灰、陶瓷抛光废渣和煤粉炉渣等硅质固体废物-石灰体系的蒸压反应特性。6种硅质固体废物的红外光谱强吸收区Si—O伸缩振动频率分别为1103、1098、1094、1091、1078、1033 cm-1,硅质固体废物-石灰体系在160℃和1.2 MPa饱和蒸汽压下蒸压养护。结果表明,Si—O伸缩振动频率越低,其蒸压样品的结合水量越大,Ca(OH)2参与反应的比例越高,蒸压反应活性越高。单独硅质固体废物经蒸压处理,其傅立叶变换红外光谱(FTIR)显示,强吸收区的Si—O吸收谱带向低频率方向移动,表明其硅氧四面体聚合程度下降,反应活性增加。     

燃气爆炸作用下蒸压加气混凝土砌体墙的加固性能

为研究燃气爆炸作用下蒸压加气混凝土砌体墙的加固性能，基于有限元软件LS-DYNA，建立了砌体墙简化数值模型，分析了GB 50779-2012 石油化工控制室抗爆设计规范中建议的荷载作用下砌体墙高度和厚度的影响，对比了玄武岩纤维(basalt fiber reinforced plastic, BFRP)布与喷涂式聚脲对蒸压加气混凝土单向砌体墙的加固效果，并以防止砌体墙倒塌为设计目标，给出了加固建议。研究表明，本文中建立的简化数值模型能较好地模拟燃气爆炸作用下蒸压加气混凝土砌体墙的变形和破坏模式，计算结果与试验吻合良好；《规范》建议荷载作用下，未加固砌体墙以弯曲破坏为主，随着墙体高度增加，破坏模式由弯曲破坏向剪切破坏转变；BFRP布条加固可以有效提高墙体抗弯刚度和压拱效应，而聚脲涂层加固对抗弯刚度提高有限但墙体拉拱效应明显，二者均能显著提高墙体抗爆性能；加固墙体均发生弯曲破坏，BFRP布条材料的断裂一般发生在墙体位移最大处，而聚脲涂层材料的断裂发生在跨端边界处。     

蒸压硅酸盐制品水化产物的结晶度分析

利用烧失量和酸溶法测定不同固体废物蒸压样品的结合水量和溶出差,研究固体废物蒸压样品中水化产物量、结晶度与其强度的关系。结果表明,粉煤灰、废玻璃、废混凝土蒸压样品的结晶度较低,钢渣蒸压样品的结晶度较高。蒸压样品的溶出差、结合水量和结晶度与水化产物种类有关。蒸压样品的结晶度可间接表达结晶良好的水化产物占总水化产物量的多少,并可用来确定不同蒸压制品的合理养护制度,指导蒸压制品的工艺优化。蒸压样品的结晶度存在合理范围。     

蒸压加气混凝土在乏燃料容器坠落工况下的减振性能分析

在核电厂燃料厂房结构安全性分析中需考虑乏燃料容器坠落所产生的巨大冲击作用的影响,在坠落位置铺设蒸压加气混凝土砌体作为减振层是一种有效的结构防护方法．为了确定合理的减振层厚度并评价其减振效果,本文首先应用ANSYS/LS-DYNA对蒸压加气混凝土砌块的落锤冲击试验进行了有限元模拟,标定了蒸压加气混凝土的MAT96材料模型参数;再通过对减振层缩尺试验的模拟,验证了模拟方法的可行性;最终建立了燃料厂房分层壳模型,模拟设置不同厚度的减振层时乏燃料容器坠落对燃料厂房的冲击响应,并从坠落处楼板冲击力、混凝土应变、跨中挠度以及乏燃料水池加速度响应方面对厂房结构的安全性进行分析．分析结果表明：乏燃料容器坠落时,铺设1 m、2 m厚度的蒸压加气混凝土减振层后,减振效果显著：楼板冲击力分别减小71.5%和76.4%,楼板混凝土破坏明显减轻,跨中挠度明显减小,乏燃料水池竖向加速度峰值分别削减29.2%和43%;同时,2 m厚的减振层并未取得1 m厚度减振层2倍的减振效果．     

蒸压反应水石榴石形成与转变的分析表征及机理研究

采用XRD和SEM表征粉煤灰-石灰体系蒸压反应中水石榴石的形成与转变,采用FTIR、ICP-AES等手段分析相关反应机理.结果表明:在粉煤灰-石灰蒸压体系中,反应开始时,氢氧化钙大量参与反应,快速生成结晶完整的水石榴石.随着蒸压时间的延长,体系中硅和铝继续从粉煤灰中溶出,改变了水石榴石所处的碱性环境,水石榴石开始分解,进而生成水化硅酸钙.水石榴石少量分解时,水化硅酸钙以细小的纤维状形式存在;大量分解时,水化产物逐步发育为结晶良好的水化硅酸钙.