介孔硅酸镁改性硫酸钙骨水泥的降解及成骨性

将介孔硅酸镁(m-MS)掺杂到硫酸钙(CS)中,制备了一种新型复合骨水泥(m-MSC)。结果显示:掺入m-MS,延长了m-MSC的固化时间;提高了其降解速率;掺入m-MS可中和CS降解产生的酸性物质,缓解pH值下降。体外细胞实验显示:m-MSC能促进MC3T3-E1细胞增殖和分化;动物体内植入实验显示:m-MSC的成骨量和Ⅰ型胶原阳性表达率都显著高于CS。     

重金属污泥高温处理磨细粉对改性硫氧镁水泥基材料性能的影响

为探究重金属污泥高值资源化利用途径, 研究了含重金属污泥高温处理渣料磨细粉(简称磨细粉)对改性硫氧镁(MMOS)水泥基材料的工作性能、力学性能、早期自由收缩变形及其重金属浸出行为的影响. 结果表明: 随着磨细粉掺量的增加, MMOS水泥基材料的净浆流动度呈现逐渐增大趋势; 早期(3d)力学性能则呈现明显的降低趋势, 90d后磨细粉掺量对MMOS水泥基材料的力学性能的影响程度降低; 磨细粉可以显著降低MMOS水泥基材料早期的自由收缩变形值, 其中含10%磨细粉的MMOS水泥基材料早期的自由收缩变形比未掺加磨细粉MMOS水泥基材料的自由收缩变形值降低了57.1%. 微观分析结果表明: 掺加30%磨细粉后MMOS水泥基材料中水化产物5Mg(OH)2?MgSO4?7H2O(517相)的相对含量降低, MMOS水泥基材料硬化体的平均孔径提高了31.0%, 表明磨细粉降低了MMOS水泥基材料的力学性能. 当磨细粉掺量增加至40%时MMOS水泥基材料硬化体中重金属Ni、Cr、Zn和Cu的浸出浓度指标均能满足GB 30760-2014的浸出要求.     

水泥砂浆抗弹性能研究

对于水泥砂浆的抗弹性能研究,目前很少考虑靶体所处的应力状态,为此基于自研的真三轴静载混凝土侵彻实验装置和水泥砂浆抗弹性能实验结果,讨论了水泥砂浆在不同应力状态下的开坑深度和开坑阻力。应用侵彻深度的经验公式和基于HJC模型的有限元数值计算方法,对比分析了水泥砂浆侵彻实验,结果表明,对于低速冲击过程,采用UMIST公式和HJC模型的数值分析对开坑深度的预测较为有效。应力状态对开坑深度有明显的影响,即随着侧限增加,水泥砂浆的三轴强度提高,弹丸的开坑深度减小。应用基于HJC模型的数值分析方法,研究了弹丸开坑过程中弹体内的加速度波形和y轴支撑杆上的波形,结果表明:弹丸开坑过程对两种波形都有影响,其中y轴支撑杆上的波形可以更好地反映开坑过程。虽然数值模拟结果与实验波形的趋势基本一致,但是应力幅值有一定的差异,说明基于HJC模型的数值分析对开坑阻力的计算能力尚待提高。     

A Study on the Structure and Behavior of Sinter-free Material for Phosphorous Removal from Waste Water

Oyster shell and cement were taken as the major raw materials to fabricate hollow, tubular and recoverable material for phosphorous removal (P removal) from waste water without sintering. In this paper, the effects of different affecting factors on the sample P removal ratio were discussed to select optimal P removal process conditions. SEM and XRD were used to characterize the microscopic structures and composition of samples, and molybdenum blue spectrophotometry was applied to determine the P content in waste water. Results showed that at 30 ℃ for 2 d, the P removal ratio reached 93.3% when the cement content was 10 wt% and oyster shell powder was 90 wt%. SEM analysis revealed a flaky structure consisting of phosphorus-containing compound in the samples after P removal, and it piled on and maintained the porous structure. In addition, the results also suggested that raising the ambient temperature was benefit to the P removal. The P removal ratio of the material was optimal under neutral and alkali conditions.     

改进型聚丙烯酸系高效减水剂的合成

根据分子结构设计原理,合成了一种改进型聚丙烯酸系高效减水剂(PC-C),对影响减水剂性能的几个关键因素进行了探讨,并用红外光谱表征了其分子结构。通过正交实验获得了最佳的合成参数:乙烯基磺酸钠(SVS):丙烯酸(AA):丙烯酸聚乙二醇单酯(PEA)=1.5:5:3,过硫酸铵(APS)用量为单体总质量的3%;同时研究了减水剂侧链和掺量对分散性能的影响。结果表明:采用甲氧基聚乙二醇(MPEG)作为接枝侧链合成减水剂的分散能力优于采用聚乙二醇(PEG)合成的减水剂;PC-C低掺量即可发挥高分散性能,分散保持性能随掺量的增加而得以提高。     

套管中弯曲型Lamb波数值仿真和物理模拟*

低密度水泥在低压易漏复杂井固井中的广泛应用使得声阻抗类测井方法难以准确、有效的评价固井质量。基于套管中传播的弯曲型Lamb对套后介质的声学参数和胶结状况的敏感性,本文通过理论计算和实验测量研究了不同频率下弯曲型Lamb 波衰减与水泥声学性质的关系,较低的工作频率会使得不同水泥阻抗下的衰减动态变化范围降低,且对水泥环第一界面的窜槽厚度也有很高的灵敏度;利用套管外胶结流体和固体时衰减率的差异,还可较好的区分套管外声阻抗接近的流体和固体;但弯曲型Lamb波的同一个衰减率值可与两个水泥声阻抗值相对应,因此需通过建立弯曲型Lamb波的衰减与水泥声阻抗的图版以提高低密度水泥固井质量评价的可信度。本文的计算分析结果对进一步应用弯曲型Lamb评价低密度水泥具有指导意义。     

TRANSVERSAL INERTIAL EFFECT ON RELAXATION/RETARDATION TIME OF CEMENT MORTAR UNDER HARMONIC WAVE

Under dynamic loading, the constitutive relation of the cement mortar will be significantly affected by the transversal inertial effect of specimens with large diameters. In this paper, one-dimensional theoretical analysis is carried out to determine the transversal inertial effect on the relaxation/retardation time of the cement mortar under the harmonic wave. Relaxation time or retardation time is obtained by means of the wave velocity, attenuation coefficient and the frequency of the harmonic wave. Thus, the transversal inertial effect on the relaxation time from Maxwell model, as well as on retardation time from Voigt model is analyzed. The results show that the transversal inertial effect may lead to the increase of the relaxation time, but induce the decrease of the retardation time. Those should be taken into account when eliminating the transversal inertial effect in applications.     

聚羧酸减水剂在水泥水化过程中的微观表现

采用SEM、IR、XRD、pH值和电导率等分析手段研究了聚羧酸减水剂对水泥水化初期的影响,结果表明,聚羧酸减水剂具有减缓水泥的初期水化作用,水泥水化产物的聚合度随水化时间增加而增大,但晶型不改变。在水泥中添加0．3％聚羧酸减水剂,32．5#水泥3d、7d和28d的抗压强度分别提高了50．9％、40．4％、35％。     

两路120 W固体激光高光束质量相干合成

通过主动相位控制实现了两路固体激光器的高光束质量相干合成输出,总输出功率达到240 W。建立了两路120 W板条激光放大器,通过光束整形获得了高光束质量方形光斑,并实现了高占空比光束拼接,填充因子高于92.4%。研制了光轴一致性探测与控制系统,采用基于压电陶瓷的快反镜实现了光轴的高精度闭环控制,两束激光光轴一致性优于2 rad（RMS）。设计了基于现场可编程门阵列（FPGA）的相位探测与控制系统,用随机并行梯度下降算法（SPGD）锁定了两束激光的活塞相位。相位闭环后,远场光斑峰值提高到开环状态的1.7倍,为理想值的84%。合成光束主瓣包含67%的激光总能量,光束质量（BQ）为1.1。     

双包层光纤折射率研究及纤芯结构优化设计

采用Matlab和Comsol建立单模光纤内激光传输模型,对双包层内光纤折射率和纤芯结构对光能量分布的影响进行了理论研究。系统分析了光纤芯径与数值孔径、归一化频率和功率填充因子的关系,依据得到的结果进一步采用多模物理耦合仿真方法对不同类型的单模双包层光纤纤芯的能量分布进行仿真,探索了不同折射率分布情况对纤芯能量分布的影响。计算和仿真结果表明：凹面折射率分布光纤的光斑模场面积最大,单位面积的功率分布最低。针对大功率光纤激光器的应用需求设计了工作波长为1.064 m、纤芯直径为10 m、凹面直径为8 m、数值孔径为0.12的单模凹面折射率双包层光纤,为提高光纤泵浦效率、降低纤芯的能量密度提供了思路。