正交实验钢渣碳化工艺条件

为提高钢渣碳化率及碳化后抗压强度,正交试验研究钢渣碳化工艺条件,并用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM) 测定分析相组成及晶体形貌.结果表明:各工艺条件因素对钢渣碳化的影响程度依次为:钢渣粒度>CO2气体压力>成型压力>碳化时间.实验得出最佳工艺条件为钢渣粒度<0.9mm,成型压力=100kN,CO2气体压力=1.5MPa,碳化时间=3h.     

滩涂污灌土壤吸附剂的制备研究

研究了滩涂污灌土壤吸附剂的制备方法.通过正交实验,比较了氯化锌、磷酸、氢氧化钾、盐酸几种活化剂在不同秸秆加入量、活化剂浓度、活化时间、活化温度的情况下制备的吸附剂,对水溶液中邻硝基甲苯的吸附效果影响.实验结果表明,选择盐酸活化法制备吸附剂,在秸秆加入量为15%,经2 mol/L的盐酸按液固比为1:1浸泡处理滩涂污灌土壤后,用氮气做保护气在400℃的条件下碳化1 h,制备的土壤吸附剂对水溶液中邻硝基甲苯的吸附效率可以达到90%以上.     

基于快速碳化试验的混凝土箱梁碳化研究

为研究混凝土箱梁在不同CO₂浓度和反应时间作用下的碳化问题,制作了一组混凝土箱梁模型,将10%、20%两种浓度和14d、28d碳化时间组合出4种工况进行了快速碳化试验研究。结果表明,外角部的反应速率与一维碳化的速率比值约为1.56,略高于理论值;通过比较各工况下的碳化程度得出,当CO₂浓度从10%增大20%时,碳化深度增长倍数约为1.2;反应时间从14d增大到28d时,碳化深度增长倍数约为1.32,表明在快速碳化试验中,时间对碳化深度的影响大于浓度的影响。随着反应时间的增加,各测点碳化系数均有所下降,表明碳化速率随着反应的进行而减小;随着CO₂浓度的升高,碳化系数趋于稳定。     

Carbonation study and determination of cement to sand ratio in hardened cement mortar by X-ray photoelectron spectroscopy

The determination of cement and sand content in an aged cement mortar is a challenging problem for civil engineers. Techniques like x-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) are well established, which can give some insight of the hydrated products. The present study is an attempt to use x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) technique for the evaluation of ordinary Portland cement (OPC), sand (aggregate) composition and carbonation study in hardened cement mortar. Carbonation analysis and cement to sand ratio for all mortar compositions has been determined and studied in detail in the present work. The C 1s spectra of cement mortar with ratios 1:1, 1:3 and 1:6 shows carbonate formation on the surface with 21, 40 and 32 atomic percent, respectively. An increase in SiO₂ content corresponding to sand is observed for all three mortar mix. The formation of silica gel due to carbonation has not been observed in the mortar samples. The cement to sand ratio for all three mortar mixes is found to be in 20–30 percent error limit due to the heterogeneous nature of the mortar system.     

细观层面的混凝土碳化过程数值模拟

为在细观层面上研究混凝土碳化问题,首先建立了基于积累分布函数的三维球形骨料生成方法,分析了随机性对模拟结果的影响,对骨料最大粒径、最小粒径和体积分数的选取原则进行了讨论.建立了简化的混凝土碳化数值模型,分析了骨料对宏观层面混凝土碳化行为的影响.结果表明,骨料的稀释效应和扭曲效应将降低混凝土的碳化深度;骨料在水泥浆中的非均匀分布将导致宏观上混凝土碳化深度的非均匀性.     

高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸盐腐蚀性能的影响

将某高硅型铁尾矿进行机械力化学活化,将其作为辅助胶凝材料部分取代水泥制备混凝土,取代量(质量分数)分别为10%,20%,30%及40%,开展高硅型铁尾矿对混凝土碳化及抗硫酸盐腐蚀性能影响的试验研究.结果表明,掺加尾矿的混凝土抗碳化性能低于基准混凝土,随着取代量的增加,混凝土抗碳化性能呈下降趋势,但能满足混凝土结构工程的实际要求;随着取代量的增加,混凝土抗硫酸盐腐蚀性能呈上升趋势,取代量为20%,30%及40%时,混凝土抗硫酸盐腐蚀性能优于基准混凝土.经过机械力化学活化,某高硅型铁尾矿作为混凝土辅助胶凝材料部分取代水泥制备混凝土,就混凝土抗碳化性能及抗硫酸盐腐蚀性能而言是可行的.     

活性MgO碳化固化土的冻融循环特性试验研究

采用室内三轴碳化装置研究了活性Mg O碳化固化土的冻融耐久性能,对冻融循环作用下碳化固化土的无侧限抗压强度等进行了测试分析,并与水泥固化土进行了试验比较.结果表明:活性Mg O固化粉土碳化3 h试样的无侧限抗压强度可达5 MPa左右,粉质黏土碳化24 h试样可达4.5 MPa左右;冻融循环作用下,碳化试样和水泥土试样的密度和干密度基本不变;碳化试样与水泥土试样在冻融循环中的无侧限抗压强度和E50表现出类似的变化趋势,即先略有降低,后又逐渐提高.碳化固化土经6次冻融循环后,其强度由5 MPa左右降低到4.5 MPa左右,而水泥土试样经4次冻融循环后其强度由1.6 MPa降低到1.4 MPa左右,二者均具有较好的抗冻融性能.微观测试分析表明,活性Mg O碳化固化土生成的镁碳酸化合物经冻融循环后没有发生明显变化,但试样内部0.1~1.0μm的孔隙减少,1~30μm的孔隙增加,累计孔隙体积略有增加,这也是导致强度略有降低的原因.     

CaO高温吸附捕集CO2-制备CaO的钙基前驱体材料筛选

价格低廉的CaO材料在高温下能高效吸附捕集CO2气体,被认为是碳减排的有效方法之一．然而,CaO长时间循环碳酸化／煅烧解吸后,其CO2的化学吸附容量下降,稳定性较差,限制了该材料的工业应用．本文采用天然钙源（牡蛎壳和方解石等）和化学试剂（醋酸钙）为钙基前驱材料制备CaO．采用扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）和氮气吸附仪等手段对制备的CaO材料进行形貌和物理结构的分析表征;在高温和模拟的烟道气氛条件下（10％C02和90％N2）,采用热重分析仪测量CaO吸附CO2的能力和长时间循环碳酸化／煅烧解吸后的稳定性．我们经过与目前所报道的其他钙基吸附材料进行比较,并结合钙基前驱材料的市场价格,发现CaO（醋酸钙）的CO2吸附能力和稳定性较为理想,醋酸钙在高温烟气捕碳方面具有非常好的应用前景．     

大气环境下预应力结构的耐久性设计理论

针对现代预应力混凝土结构耐久性失效的特点以及结构耐久性具体要求,详细论述了预应力结构耐久性设计的主要内容;随后就大气碳化环境这一指标,提出了预应力结构构件耐久性极限状态的定义形式,并给出了一种以结构耐久性能和可靠度理论为基础的结构耐久性设计方法,该方法与现行结构承栽力设计的可靠度设计方法相似,采用分项系数r（安全系数）来反映结构可靠指标;并在此基础上给出了一定设计使用年限、一定可靠指标下结构耐久性设计时保护层厚度的计算表达式．算例分析表明,该设计方法简单、实用,便于工程设计人员使用．     

材料耐久性退化数学模型的比较研究

材料耐久性退化数学模型主要集中在混凝土碳化、氯离子侵蚀和钢筋锈蚀,目前,对这三个方面退化数学模型的归纳和总结多以横向研究为主,为了实现混凝土桥梁耐久性全过程分析的目标,从纵向的研究角度出发,首先给出混凝土桥梁耐久性全过程分析的两条退化主线:混凝土碳化-钢筋锈蚀-结构整体性能退化、氯离子侵蚀-钢筋锈蚀-结构整体性能退化;然后针对第一条退化主线详细介绍了现有的两种较完备的退化模型,并对其进行了比较分析,结果表明:评定标准中的退化模型概念清晰,参数相对较少,更适合用于混凝土桥梁耐久性全过程分析.