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膨胀剂破碎石方工艺研究论文

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膨胀剂破碎石方工艺研究论文

1. 有效固结应力法在水泥土搅拌桩挡土墙土压力计算中的应用(字数:20813,页数:59 ) 2. 超细粉煤灰对混凝土强度的影响(字数:8632,页数:18 ) 3. 聚丙烯纤维改性橡胶混凝土试验研究(字数:14628,页数:32 ) 4. 改善混凝土性能应用技术研究(字数:16408,页数:28 ) 5. 混凝土节材技术研究(字数:10302,页数:22 ) 6. 矿渣粉对混凝土强度的影响(字数:9628,页数:25 ) 7. 橡胶粉掺量对砂浆强度的影响(字数:24076,页数:43 ) 8. 土层固结度对软土地基上填土土坡稳定的影响(字数:23619,页数:59 ) 9. 楔形桩的变形研究(字数:16405,页数:44 ) 10. 考虑施工堆载影响的软土地基上填土土坡稳定分析(字数:26492,页数:74 )可联&>系Q+.Q:89.......后面输入....3....6..........接着输入28......1....36Q+Q空间.里有*所有内容。

建筑工程大体积混凝土施工技术研究摘要大体积混凝土在建筑工程中得到了广泛的应用,在现代工程建设中,占有重要地位,工业与民用建筑中对大体积混凝土的需求越来越多,同时对其质量要求也越来越高。大体积混凝土的施工技术也不断地进行提高。目前在大体积施工过程之中最容易出现的质量通病就是结构的裂缝,结构裂缝给工程质量造成严重影响。而结构的裂缝最主要的原因是因为水泥水化热产生的温度应力超过了混凝土的抗拉强度所造成的。本文通过对大体积混凝土结构裂缝产生原因的分析,总结出对混凝土施工温度的控制措施,从而达到控制温度应力,避免结构裂缝的目的。同时本文对大体积混凝土施工工艺进行了探讨研究,对大体积混凝土后浇带的设计、施工和大体积混凝土冬期施工的防冻和防裂进行了论述,总结出安全可靠的技术措施,通过工程实例验证,取得了较好的施工效果,为大体积混凝土施工积累了资料。关键词:大体积混凝土裂缝温度“三掺”技术目录:第一章绪论~·“···~·~···········“~····~·~一、·“”·….·..·.~..~...……1那一1大体积混凝土的定义····················································...·.……1如一2大体积混凝土裂缝分析······················································……2如一3控制大体积混凝土裂缝的方法分析·······································……7芬1一4本文研究内容·······························································……11第二章“三掺”技术在大体积混凝土中应用的试验研究··················……12犯一1试验研究的目的····························································……12芍2一2膨胀剂、粉煤灰、减水剂的性能··················,····,····,·············……12夸2一3“三掺”混凝土配合比设计及试配·······································……巧胆一4试验结果········································……‘.…‘.’…“’二”“’·”””‘17壮一5试验结果分析·······························································……20芬2一6小结···········································································……24第三章大体积混凝土温度场及温度应力研究····································……25妇一1水泥水化热与混凝土绝热温升······························,···········……25怪3一2混凝土温度及温度应力分析·············································……26妇一3大体积混凝土温度应力的近似值计算·································……28夸3一4控制温度应力,防止裂缝的措施···················,······················……犯第四章大体积混凝土施工方案和施工技术研究·································……34夸4一1大体积混凝土的设计构造要求··········································……34料一2混凝土配合比及其材料···································,···············……35抖一3混凝土的浇筑与养护························……’‘·‘””’‘·’‘”””’“‘’‘”’‘’37芬4一4大体积混凝土“后浇带”的设计与施工·································……40科一5大体积混凝土的冬期施工················································……42大连理工大学工程硕士论文目录第五章大体积混凝土施工实例······························.·...·........................……46夸5一1工程概况·····································································……46夸5一2施工方案及技术措施······················································……46朴一3温度测试·····································································……47扣一4温度测试结果分析·························································……49第六章结束语··············································································……59参考文献······································,···············,············································……60致谢············································································································……61

在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!

论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

原材料

苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).

的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入 g CTAB, g 草酸以及 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 的制备

采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.

复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.

仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为~.

比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.

2结果与讨论

形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

分析

图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

电化学性能分析

图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为 F/g.

图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

研制思路

目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

试验与研究

铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含和。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为,莫氏硬度为。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:

原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

产品的性能

结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。

具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。

3 结论

石灰改良膨胀土研究综述论文

邢永强1,2温宏亮2

(1.天津大学,天津 300072;2.河南省地质科学研究所,郑州 400053)

《洛阳大学学报》文章编号:1007-113X-(2004)-02-0077-04

摘要 石灰桩作为一种技术可靠、经济、快速的软弱地基加固方法已得到了广泛应用。本文介绍了河南省地质科学研究近两年来利用石灰桩处理软弱地基的成功经验。文章阐述了石灰桩的加固机理、使用条件和成桩应注意的问题,说明了加固后复合地基的加固效果。

关键词 软弱地基 石灰桩 复合地基 地基加固

1 前言

在地质条件差的软弱地基上修建建筑物会遇到地基强度和抗变形能力不能满足设计要求的问题,因而,需要采取措施进行地基处理。其目的是提高软弱地基的强度,保证地基的稳定及降低土的压缩性以减少基础的沉降和不均匀沉降。迄今,人们已发展了许多种地基处理的方法,其中,石灰桩作为一种地基处理技术,具有可靠、快速加固的特点,因而得到了广泛应用,并取得了良好的经济效益。这一方法是在软弱地基中用人工或机械成孔,填入作为固化剂的生石灰及粉煤灰,夯实成柱体,即为石灰桩。利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用和土与石灰的离子交换反应、凝硬反应等,改善桩周土的物理力学性质,石灰桩和周围被改良的土体一起组成复合地基以达到地基加固的目的。

2 石灰桩加固机理

桩周土的加固

膨胀挤密

石灰桩在成孔后,灌入生石灰后因吸水膨胀,对桩间土产生强大挤压,这种挤压对地下水位以下软粘土的挤密起主导作用。

脱水固结

生石灰消化反应要吸收周围土的水分,同时,反应中放出的大量热量提高了地基土的温度,使土产生一定的脱水,从而使土中含水量降低,孔隙比减小,土体被挤密。地下水位以上受桩影响范围内的土孔隙水几乎全部被生石灰吸收。

胶凝作用

生石灰吸水生成的Ca(OH)2中有一部分与土中CO2发生碳酸化反应,使桩周土硬结,另一部分与粉煤灰中的 SiO2,Al2O3,Fe2O3发生火山灰反应,生成高强度水化硅酸钙[CaO·SiO2·(n+1)H2O]、水化铝酸钙[CaO·Al2O3·(n+1)H2O]、水化铁酸钙[CaO·Fe2O3·(n+1)H2O]等水化物。水化物对土颗粒产生胶结作用,使土聚集体增大,从本质上改变了土的结构,提高了土的强度,并且土体的强度随龄期增长而增加。

桩体强度增强、压缩性降低

生石灰吸水膨胀,在周围土的约束下,桩体本身亦被挤密。另外,生石灰与粉煤灰拌和夯实成桩后,生石灰通过吸水膨胀、放热及综合反应等作用与含有较高SiO2,Al2O3,Fe2O3的粉煤灰产生火山灰反应,生成具有高强度、水硬性及水稳性的水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化铁酸钙。因而,桩体强度增强,压缩性降低,同时还解决了石灰桩在地下水位以下的硬化问题。

3 石灰桩复合地基承载力和沉降计算方法

加固后的复合地基必须满足建筑物对承载力和沉降的要求,具体计算公式如下:

复合地基承载力

复合地基承载力标准值可按下式计算:

环境·生态·水文·岩土:理论探讨与应用实践

式中:fck为复合地基承载力标准值;n为石灰桩与桩周土的应力分担比,根据实测,n取值范围为3~5;m′为石灰桩膨胀后的面积置换率,m′=(~)m,m为置换率设计值; 为加固后桩间土承载力标准值, =ηfsk;fsk为原状土承载力标准值;η为地基土承载力增长系数,按实测分析η=。

软弱下卧层承载力验算

地基压缩层范围内软弱下卧层的承载力按下式验算:

σz+σcz≤fz(2)

式中:σz为软弱下卧层顶面处的附加应力;σcz为自重应力;fz为下卧层的容许承载力。

基底处的附加压力P0往下传递时,可假定按某一角度θ向外扩散,并均匀分布在扩散后的面积上。压力扩散角θ应根据处理后的土层情况而定。

地基沉降计算

石灰桩复合地基在建筑物荷载作用下的沉降,包括复合土层的压缩变形和下卧层的压缩变形,故总沉降量S由下式计算:

S=S1+S2(3)

式中:S1为复合地基加固区的压缩量;S2为下卧土层的压缩量。

沉降量S1的计算采用天然地基的计算方法(分层总和法),地基变形模量则采用反映石灰桩和桩周土共同作用的复合地基压缩模量Esp。

Esp=[1+m′(n-1)]E′s

式中:E′s为加固后桩间土压缩模量。

4 工程实录

场区地质概况

场区位于黄河一级阶地,工程地质条件较为复杂,不利工程地质因素较多。其中1层为杂填土,2—1层为淤泥及淤泥质土,2—2 层为粉质粘土夹粉土,均属高压缩性土,是石灰桩重点加固层。其下为粉土质粘土,属中压缩性土,分布较稳定,埋深3~5m,是石灰桩较理想的桩端持力层。

水文地质条件较为简单,除杂填土中含浅层水外,其余各层土为弱含水或相对隔水层,水质有利于石灰桩加固。

石灰桩加固地基

石灰桩加固机理已被公认,但紧邻黄河一级阶地,地下水位埋深仅~,水下石灰桩会不会膏化?通过我们实践体会到,在施工中只要用小水泵排干孔内积水,使桩体密实,水下石灰桩是不会膏化的。

由于石灰桩加固层均为高压缩土,且淤泥类土分布广泛,土的不排水抗剪强度Cu=12-20kPa,按Cu<30kPa 应布设维护桩的经验,5 栋楼需增加维护桩1 440 根,增加造价230 400元。通过现场地质分析,在淤泥类土上部普遍覆盖有1~3m较密实的杂填土,地面平整,不存在淤泥类高压缩土侧向挤出的临空面,且桩底平面下无软弱层。因此,未设维护桩,大大节省了地基处理造价。

根据地质条件,桩长一般左右,比较适合人工洛阳铲成孔,桩径。桩距大多为×,置换率~。淤泥类土分布区,采用长短桩配合,分两个序次施工,多为梅花形排列,置换率~。

经复合地基载荷试验、桩土动力触探、静力触探原位检测,加固后的复合地基承载力大于设计值170kPa,压缩模量大于,满足了设计要求。

石灰桩的质量控制与成桩工艺

在石灰桩复合地基加固实践中,要控制好桩体选材、桩材配比和成桩工艺3个关键环节。

桩体选材

构成桩体的主材是生石灰和粉煤灰。生石灰的活性CaO含量应大于85%,灰块直径以5cm左右为宜,粉灰含量应小于20%,矸石含量小于5%;粉煤灰为SiO2,Al2O3活性元素含量较高的新鲜粉煤灰,含水量应小于40%。

材料配比

在孔底有余水残浆时,桩端生石灰与粉煤灰比(灰比)为1:1,其他桩体为1:2(均为体积比)。桩端增加灰比解决了桩身密实度和施工安全,但留下了人为的软弱桩段,因此,在桩端掺入5%~7%的水泥,亦可消除人为膏化段。

成桩工艺

(1)成孔顺序应由外围向中心推进,以减少和隔离周边水流。为避免塌孔,应间隔成孔。

(2)桩孔要圆滑垂直,上下一致,深度以设计桩长和取土观察进入桩端持力层的双控原则。

(3)灌孔前孔内应水干浆净(余水残浆应小于20cm),灌孔时速度要快,配比要准,拌和要匀,夯击要实。这是确保成桩质量的要诀。

(4)每次虚投厚度应小于40cm,以2~3个强劳力着力夯击5~8击,以夯击声沉闷停夯。

5 复合地基检测与加固效果评述

复合地基检测布点原则是:①不同地质单元;②面上合理控制;③地质条件较差地段;④施工质量欠佳处;⑤建筑物应力集中,结构体复杂处。根据上述原则,布置5组复合桩静载荷试验和68组(136点)桩体,1/2处桩间土进行N10动力触探和静力触探原位检测。

静载荷试验按复合地基承载力2倍加荷(k=2),以沉降比s/b=确定承载力。标载承载力fck=176~205kPa,标载沉降量s=~,满足设计和规范要求。

桩土的动静触探检测,检测深度大于桩长,一般在左右。桩体承载力fpk=186~278kPa,压缩模量Eps=10~;1/2桩间土承载力fsk=82~108kPa,压缩模量Ess=~,较原土仍有较大提高(表1)。复合地基承载力fck:176~205kPa,压缩模量Ecs=~,与静载荷试验结果十分接近。两种检测手段同步进行,龄期28d左右。其桩身强度仅为后期强度的50%~60%,还有较大的安全储备。

表1 加固前后1/2桩间土强度提高率

6 结语

在实际工程中应用石灰桩加固软弱地基的实践表明,在进行石灰桩设计时,应根据具体情况如场区地质条件和荷载情况的不同,调整配合化、置换率、桩长等,以满足建筑物对复合地基的承载力和沉降要求,防止不均匀沉降的产生。通过石灰桩加固,其土性和强度均有较大改善,变形量有较大减小。石灰桩具有造价低、施工速度快,便于就地取材等优点,是一种值得推广的适用于各种软弱地基的加固方法。

参考文献

龚晓南.复合地基.杭州:浙江大学出版社,1996.

刘鹏.水泥土桩设计探讨.洛阳大学学报,1999,14(4):66~68.

史佩栋,陈环.石灰加固软基技术现状与展望.岩土工程师,1994,(2):12~20.

王伟堂.石灰桩加固大面积厂房软土地基.地基处理,1995,(1):82~90.

Stabilizing Soft Foundation with Quicklime Piles

Xing Yong-qiang1,2Weng Hong-liang2

( University,Tianjin 300072; institute of Henan Province,Zhengzhou 400053)

Abstract:As a reliable technique with a low cost and a high speed of construction,stabili-zing soft foundations by quicklime piles has been widely this paper,the successful experiences in studying and applying quicklime piles obtained by Geo-sciences institute of Henan Province are stabilization mechanism of the quicklime pile is analyzed,use condition,the problem to make a pile and the stabilizing effect are expounded.

Key words:soft foundation;quicklime pile;composite foundation;stabilizing foundation

高速公路路基雨季施工技术研究论文

摘要: 高速公路工程路线的主体路基,施工质量直接影响道路的使用效应。高速公路路基的质量对高速公路的表现有很大的影响。因此,在雨季施工中应严格按照监管要求。本文对高速公路路基的雨季施工技术作进一步地分析研究。

关键词: 高速公路;雨季;路基施工

随着社会主义经济的发展,交通运输业也逐渐地发展壮大。但公路建设也取得了一定成效。近年来,公路路基施工过程受到许多不利因素的影响。但可以说,路基施工技术从简单包含复杂。在雨季,降雨将严重影响到施工进度和路基稳定。克服这些不利因素,使路基工程质量得到保证。虽然公路路基施工是一个复杂而经济的活动,但遇到雨季将给道路施工带来很大的挑战,。南于雨季特点不稳定,降水难以估计,对于公路项目的建设,是一个很大的障碍j但由于时间长短,必须保证施工进度,还要保证安全质量的建设。因此,在高速公路的建设中,如果遇到雨季,我们必须采取一切预防措施来保护施工安全和施工质量。以下专题研究对公路路基雨季施工技术进行深入研究和分析。

1 雨季对路基施工的影响

工期方面

在施工过程中,如果遇到下雨则不能进行施工。雨后虽然有一些水流走,但还有很多水留在土壤中,不能开始路基充填工作,只能在干燥后才能使土壤水分达到合理的范围可以填满工作。在干燥过程中,待测土壤的含水量,但对于土壤干燥,最重要的是通过自然干燥是最好的。面对路基施工期的紧张局面,为了减少土壤含水量和通过混合石灰来减少。如果时间完全允许,土壤最好自然干燥。用石灰进行土壤改良,是在破碎的情况下,为了打架施工的时间,只能采取这样的方式进行。工程开工前通过当地水文地质和气象部门提供的资料和走访当地群众,了解易发生洪水沟壑的情况,在危险地段布置必要的防洪堤等设施。

质量方面

对于带有土壤的路基,最好的情况是水分含量较少,这样在一定程度上可以加强压实效果。如果土壤含水量太多,路基上的春季情况就很容易出现。通过深入考察,在施工控制中,含水量应高于最佳含水量。在出现橡胶土的情况下,如不能压实,挠度值大,强度低,这是路基含水量高的`原因。如果路面在这样的土壤基础上进行,会造成一些疾病。另外,路基上有一层软土层,因为在实际施工作业中,路基填料和含水量控制有一定的误差,这是非常不稳定的。由于整个道路故障或使用中不能交付,这是由一层软土引起的。所以在雨季建设的路基上要谨慎,制定一些防治措施的措施,防治雨后的治理措施,建材发展导向不能够盲目地进行。

同时,需要合理地布置施工现场,临时房屋及一些临时设施不得修筑在受洪水和山洪暴发威胁。机械停放场地应选择地势较高的地方,不得将机械停放在低洼、沟底处,以免山洪暴发时不能够及时地撤离。

2雨季路基施工常见病害及形成原因

弯沉偏大

为了防止路基路面出现裂缝,沉陷,车辙等现象,只要达到足够的偏转程度即可。南于假设第一年完成第一年不利季节的偏转控制指标,这是中国道路设计偏转控制指标。引起剧烈变化的诸多因素,如压实,湿度,温度和环境条件。在施工过程中,为了能够控制压缩后压实的主要手段尽可能地提高了干燥和潮湿的道路状况。

路基翻浆

由于路基本体发生变形造成的基床结霜,下沉等疾病的变形。霜冻泥沙和床塌陷之外的挤压疾病,是由于床床变形的不同阶段的特征,结霜泥土,导致陷阱,严重危及道路安全。路基淤泥则是由于床层排水不畅,承载能力不足和土路基承载能力下降所导致。如果水来自雨水,霜冻泥浆的表现为季节性,旱季不发生,但雨季发生; 水如果从地下水,结霜泥的表现为多年生,所以雨季更严重。如果床土膨胀土没有被更换或改善,其排水系统不完善,这是由床床土壤承载能力下降的原因造成的。

路基两侧积水

路基一侧的积水太多,水在短时间内难以排放,雨水则会进入到路基内部,影响路基的整体稳定性。在挖掘涵洞基坑中,围堰周围没有固定坑,也没有施工临时排水渠,使得涵洞排水不能得到保证,导致水分过多,路基的稳定性因雨下雨而损坏,这是产生危害的原因。

3路基在雨季施工技术的研究

雨季施工前的准备

在雨季施工中,定期降雨施工造成很大的不便。地球被雨水浸泡是最重要的问题,使得时间表受到不利影响,项目质量已经有一定的影响。原因是因为土壤含水量缓慢增加,不能滚动,容易发生结垢,使施工不能开始,施工道路难以通过等原因。所以在雨季施工中,要采取一些有效的技术措施。在雨之前,要开展一些规划和现场设置1些排水系统,可以及时下雨,并得到保证。在临时施工部分,可设置输水管道将通过路基挖掘段引水,使沟沟,河流降低原排水能力。这是渡槽斜坡的保证;为了满足用水要求,您必须掌握渡槽段的尺寸。为了满足道路清关要求,在下游高程和渡槽高度进行精确控制。

雨季对路堤的填筑

在雨季堤防施工过程中,对施工现场的其他车辆严格控制交通,并允许车辆建设进入。在填满堤坝之前,先挖下排水沟,但必须在填筑脚下。使现场不能保持水分,鹅卵石,砾石,沙子等土壤作为填料。但是在雨季施工填料中,路堤要分层灌装,否则在雨季施工填料不能进行,原因是水太大,土壤不能干。

需要借土时,要满足路基稳定的要求。在雨期施工中,对洞内加强超前支护和喷锚支护管理,防止因雨水沿裂隙渗入,增大水压力,引起支护变形,防止断层破碎带渗水量加大,减弱层间的相互作用力,造成裂隙张开,引起围岩失稳。

合理处理过湿的土壤

对于土壤湿润的现象,要进行科学合理的分析处理。对于湿土深度不超过2米的水分含量可以挖土,填充相应的干土或挖石渣,天然砂砾等,层压真正需要密度。污泥排出后,土壤将被粉碎并与5%至10%的石灰粉混合,以确保土层的厚度达到所需的压实标准,使其成为稳定的土壤加固层。当处理湿土也可以用来填充大型风化石,在选择厚度约50厘米的岩石层填充地板后,软土和湿土挖掘,有一个间隙,使用砾石填充,然后使用重的滚筒被压碎,然后填充路基。

,混凝土施工

对于道路施工来说,天气变化的密切控制是非常重要的一环。在施T模板涂刷时,必须在阳光灿烂的日子进行处理。在雨中涂刷层将被冲洗出来,需要预先准备防冲刷措施。具体说来,雨较大时不适合施工。其次在施工时,最好是测量混凝土的含水量,还可以根据实际情况调整混凝土中的含水量,其次是施工时要多留几个施工缝。另外下雨天不进行钢铁焊接的工作,如果迫切需要这样的施工,要做好防雨水的措施。

4结语

公路路基施工是一种露天作业,一般受自然条件的制约较大,特别是水土流失最严重的影响,是影响项目质量和进度的主要因素。但只要施工人员掌握一些天气变化的自然规律,采取一些有效的应对措施,就可以尽量减少影响。因此,在雨季施工中,要严格按照路基施工技术规范,使建设效果更加满意,使施工技术进一步完善。

对于高速公路路基的施工建设,遇到雨季的情况非常频繁,由于公路建设本身遇到的特点,雨季施工质量将大大降低。所以即使施工工作不管多么好,遇到雨季也没有及时采取手段保护施工路基,那么施工质量会更糟,甚至产生不良的后果。所以在实际施工中,每个环节的施工都要严格按照规定进行,同时对于施工的监督管理工作也要加强,这样可以更好的保证施工的顺利进行。

参考文献

[1]许尔明.高速公路路基雨季施工技术研究[J],江西建材,2015(24).

[2]胡国英,高速公路路基雨季施工技术研究[J]工程技术:文摘版,2016(7):00117-00117.

[3]赵东斌,王成忠,浅析高速公路路基雨季施工技术研究[J].工程技术:全文版,2016(12):00139-00139.

膨胀石墨研究背景及意义的论文

可膨胀石墨在阻燃防火领域主要应用于以下几个方面:1.防火密封条由于可膨胀石墨的膨胀性、耐高温性及绝热性,使其成为优良的密封材料,并被广泛使用。目前主要有两种形式:第一种是将可膨胀石墨与橡胶材料、无机阻燃剂(氢氧化铝)、促进剂、硫化剂、补强剂等进行混炼、成塑制成各种规格的膨胀密封条。主要用于防火门、防火玻璃窗等场合。这种密封条在火灾中具有自始至终阻隔烟气流动的作用。另一种是以玻璃纤维为载体使用某种粘合剂将可膨胀石墨粘合在载体上,它主要应用于防火门的制造。2.防火包、防火堵料、防火圈因为可膨胀石墨在高温条件下具有较高的膨胀率,可制作防火包、防火堵料,作为有效的膨胀阻燃材料,用于建筑中的防火封堵。如密封建筑管道,在电缆、煤气管道失火时防止火灾蔓延。3.防火板由于可膨胀石墨密度小,晶体稳定,常用于防火板材的混合料中,目的在于增加板材的防火性能,减小板材的密度,增强隔热性能。膨胀石墨常被研制成薄片使用,这种材料可用于制作墙面和其他可燃基材的阻燃面板,在这种用途中,细小尺寸的天然鳞片石墨颗粒可作为初始原料直接压制成板,火灾发生时,细小颗粒的石墨可膨胀形成较密实的防火阻隔层。4.阻燃涂料近年来,可膨胀石墨正尝试应用在阻燃涂料中,它可赋予涂料优异的受热膨胀性。美国近来提出一种由纤维增强材料、可膨胀石墨、固体吸热材料、聚合物粘结剂等组成的阻燃涂料,可用于纤维板、木板的阴沟涂布。该涂料克服了以往涂料易产生烟气的不足。在火灾中可迅速膨胀形成轻质碳层,而放出的毒气(如:so2、no等)较少。可有效的对基材进行防火保护。但石墨表面的黑色限制了它的推广使用。通过表面改性以改变其颜色,增加涂料的色彩品种,使其颜色能为大众接受,是该研究的焦点问题。5.阻燃塑料可膨胀石墨炭形成的膨胀炭化层具有优良的隔热性能、耐高温性能。可膨胀石墨是迄今为止发现的仅有的可用于苛刻条件下并具有足够膨胀强度的膨胀剂。可膨胀石墨在阻燃塑料中的应用主要是利用了可膨胀石墨的膨胀性和绝热性。如:分散在聚氨酯泡沫中石墨片的膨胀作用可阻止燃烧、减弱火势,同时也起到隔热的作用。

膨胀石墨在十九世纪60年初就被发现了,很多国家喜欢用它来研究,这样可以取得许多想不到的成果。所谓膨胀,可以放大多少倍呢?没错,足足高大150倍甚至是300倍!它就是新型碳素材料!很多人都不大了解膨胀石墨吧!那今天就让小编给大家讲讲吧!小编在这极力讲解关于膨胀石墨的用途,您一定要认真选择最好石墨,选择最佳的石墨。

石墨晶体是两向大分子层状结构,每一平面内的C原子都以C一C共价键相结合,层与层之间以较弱的范德华力相结合。

石墨的层状结构十分典型,每一层片是一个碳原子层,层内碳原子之间以sp2杂化轨道成很强的共价键,即1个2s电子和2个2p电子杂化等价的杂化轨道,位于同一平面上,互相形成σ键,而二个未参加杂化的2P电子则垂直于平面,形成二键π。石墨的这种层状结构使得层间存在一定的空隙。因此在一定条件下,某些反应物(如酸、碱、卤素)的原子(或单个分子)即可进入层间空隙,并与碳网平面形成层间化合物。

这种插有层间化合物的石墨即为可膨胀石墨。碳原子层间以很弱的范德华力相联系,这种结构允许插层物质能够顺利地进入碳原层间而不破坏碳原子层内的六角网状结构,因此天然石墨是制备石墨插层化合物最好的母体材料。可膨胀石墨是一种利用物理或化学的方法使非碳质反应物插入石墨层间,与炭素的六角网络平面结合的同时又保持了石墨层状结构的晶体化合物。它不仅保持石墨优异的理化性质,而且由于插入物质与石墨层的相互作用而呈现出原有石墨及插层物质不具备的新性能。插有层间化合物的石墨在遇到高温时,层间化合物将分解,产生一种沿石墨层间C轴方向的推力,这个推力远大于石墨粒子的层间结合力,在这个推力的作用下石墨层间被推开,从而使石墨粒子沿C轴方向高倍地膨胀,形成蠕虫状的膨胀石墨l2]。石墨层与层之间可“嵌”入化学物质而具有可膨胀性。如可采用硫酸处理石墨,干燥后石墨在高温下膨胀,这是由于硫酸分子“嵌”入石墨层所致。

用途:

但是从现有的文献中可以查知,膨胀石墨是一种性能优良的吸附剂,尤其是它具有疏松多孔结构,对有机化合物具有强大的吸附能力,1 g膨胀石墨可吸附80 g石油,于是膨胀石墨就被设计成各种工业油脂和工业油料的吸附剂。

膨胀石墨极易吸附油类、有机分子及疏水性物质,用于水环保处理有着其它物质不可替代的效果。当它以粒状形式用于水面除油时,根据水面上油面积的大小以及油种类的不同,其用量为1~lo% /rn ,吸附时间可在15rain至数h不等。

通过小编的介绍,大家有没有对膨胀石墨多一点了解呢,膨胀石墨可是特殊用途的石墨呢,它的化学性质十分的稳定,腐蚀性是零呢。而且,它可以阻挠燃涂料,需求量非常的广。低温的时候,石墨就会膨胀,高温的时候也可以膨胀。以上就是小编今天给大家带来的主要内容,通过膨胀石墨的用途让大家有目标性质地去选购,希望今天小编的介绍能够给大家带来帮助哦!

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康飞宇 邹麟 沈万慈 郑永平 盖国胜 任慧 顾家琳

(清华大学,材料科学与工程系,新型炭材料研究室,北京 100084)

摘要 石墨的碳原子层面间以范德华力结合,容易被外力打开而插入其他分子、原子,从而形成石墨层间化合物(GICs)。课题组通过控制GICs改性的氧化/插层过程,发明了优质低硫可膨胀石墨,膨胀容积大于160 mL/g,残硫量低于800×10-6;发明了MClx-GICs(M为过渡族金属)微粉用于电磁波吸收屏蔽材料,红外、激光完全遮蔽达15 min以上;通过控制插层/脱插过程,制备了高温膨胀石墨用于吸油材料,吸附重油量大于80 g/g,清理污水效果远优于活性炭;发明了低温脱插微膨石墨用于锂离子电池负极材料,可逆容量达370 mA·h/g,循环性能良好[1~20]。

关键词 石墨层间化合物;膨胀石墨;过程控制。

第一作者简介:康飞宇,男,工学博士,教授,主要从事天然石墨的深加工技术和多孔炭材料的研究。E-mail:。

一、引言

天然鳞片石墨具有优异的理化特性,在各个高技术领域、工业领域均有着广泛的应用前景。但天然鳞片石墨为片状的粉料,其形态、结构及性能难以满足不同科技领域的要求。本研究利用石墨层间化合物技术,将鳞片石墨原料改性为功能性石墨材料,控制氧化/插层及插层/脱插过程,获得优质的可膨胀石墨材料、多孔石墨材料、柔性石墨双极板材料、锂离子电池负极材料、电磁波吸收材料等。

石墨是典型的层状结构,由六角网状结构的碳原子平面叠合而成,在网状平面上,碳原子间为共价键和金属性大π键结合,为强键合,原子间距仅为,而碳原子平面间为范德华力的弱键合,层间距达,这种结构决定了石墨层间可以插入异类原子、分子、离子而形成各类石墨层间化合物(Graphite Intercalation Coumpounds,简称GICs)。GICs中应用最多的是受主型GICs,即插入物接受碳原子层的电子。GICs是非化学计量化合物,并且碳原子层及插入层物质保留着各自的结构,因此可以认为是一种纳米级的复合材料。由于层间的电子交换,GICs出现许多特殊的理化特性,如高导电性、催化性、选择吸附性等。因此GICs处理可提供石墨改性的多重可能性。本文阐述利用GICs技术处理中控制氧化/插层过程制备优质可膨胀石墨和电磁波吸收(隐身)材料;利用GICs的插层/脱插过程控制制备多孔石墨及锂离子电池负极材料。

二、石墨层间化合物改性技术

(一) H2O2-H2SO4共插层技术:合成低硫可膨胀石墨

受主型GICs的形成是一个氧化-插层过程,首先是[O](及其他氧化性物质)与石墨层的π电子作用,发生氧化,使层间距加大,引导插入剂进入石墨层间,实现插层。氧化过程是受主型GICs形成的一个控制环节,当插层剂本身氧化性不够时,插层反应十分缓慢甚至不能进行,此时为了保证GICs的形成,就要依靠附加的化学氧化剂或电化学阳极氧化来实现插层反应。

GICs材料目前在工业上应用量最大的是可膨胀石墨,它是制备柔性石墨及多孔石墨的主要原料。可膨胀石墨是以GICs的插层剂在高温快速加热时气化,使石墨GICs中产生巨大内压从而使石墨颗粒层间胀开,在C轴方向膨胀几十至几百倍而得到的产品。绝大多数GICs都具有可膨胀性,但综合考虑,采用硫酸插层的H2SO4-GICs用作可膨胀石墨最经济,所以工程上也称酸化石墨。

硫酸插层的可膨胀石墨的重要质量指标之一是其残硫含量,硫是有害元素,会影响到柔性石墨等后续产品的质量。决定残硫含量的是硫酸氧化-插层过程及插入量。普通可膨胀石墨900~1000℃膨胀后,残硫含量1300×10-6~2000×10-6。技术关键是降硫。根据GICs理论,一是利用氧化剂的共插层作用,减少H2SO4的插入,二是设计降低挥发分即残留插层的H2SO4量的方法来降硫。实际上氧化剂本身也是一种插层剂,与H2SO4是共同插入的关系,氧化性越强,共插入过程越强。氧化剂的强弱可由氧化剂的标准电极电位进行判定,如表1所示。

表1 不同氧化剂的标准电极电位

由表1可见,纯过氧化氢H2O2是强氧化剂。采用H2O2-H2SO4的插层系统,还可避免其他氧化剂系统对石墨及环境造成的氮氧化物、金属离子残留引起的二次污染。

这就需要加大氧化强度,提高H2O2的加入量。但是H2O2与H2SO4混合的强烈放热效应使H2O2部分分解,大于10%的加入量很难实现。

图1为挥发分(主要是残留H2SO4)与膨胀倍率、残硫量的关系图。普通膨胀石墨挥发分为10%~15%,如果控制在5%~10%之间,残硫就可降到800×10-6以下,膨胀容积大于160 mL/g。降低挥发分的关键是H2O2共插入,这样可以减少H2SO4的插入量。

图1 膨胀石墨挥发分与膨胀容积(1)、残硫量(2)的关系示意图

本研究根据GICs理论,利用氧化和插入的相互关系,设计出控温混合方法和装置,加大氧化强度,在H2O2-H2SO4体系中加入过量的双氧水,防止了H2SO4分解,成功地实现超量H2O2与H2SO4的均匀混合,使H2O2与H2SO4共插入,从而制备出合格的低硫优质可膨胀石墨,这一技术国内外尚未见报道。

在研究制备优质可膨胀石墨的过程中,还发明了电化学阳极氧化方法控制氧化/插入过程。电化学法不用氧化剂,而是将石墨置于电化学反应室阳极侧,利用阳极氧化作用促使H2SO4的插层反应。其优点在于通电即反应,断电即反应终止。可以用通断电及反应电压、电流、电量来控制氧化/插层过程,从而控制插入量,获得优质可膨胀石墨。而且应用电化学阳极氧化法还可以使用化学法无法插层的有机酸等插层剂,从而制备核能所需的超低硫、无硫可膨胀石墨。电化学阳极氧化法,国外有过报道,但因电化学反应的不均匀,没有工业应用。本研究的发明解决了关键技术,设计并制造了均匀电场的电化学反应器,实现了工业化生产(此项技术曾获1993年国家发明三等奖)。

(二) GICs的氧化-插层过程控制技术:合成石墨基电磁波吸收材料

本研究利用控制GICs的氧化-插层过程的技术,还开发了用作电磁波吸收(隐身)材料的MClx-GICs及复合膨胀石墨。根据测试结果,制备的GICs对红外波的质量消光系数比常用烟幕剂的质量消光系数大4倍至40倍。制备的复合膨胀石墨对雷达波的衰减远大于常规干扰剂。不同阶数氯化物GICs及不同比例混合氯化物GICs的制备正是利用本项目的氧化/插层过程控制技术实现的,以筛选最优消光性能的GICs。复合膨胀石墨的制备则是应用下述项目的插层/脱插过程控制技术,根据基本方程,引入火药的爆炸温度与时间参量进行动力学计算,得到膨胀效果参照选择与雷达波耦合的可膨胀石墨。应用这些技术,设计并制造了对红外、激光、雷达波均有优良屏蔽效果的宽波段光电干扰弹的原理弹。实弹发射的动态试验中,红外、激光、雷达波遮蔽效果显著,其中对红外、激光完全屏蔽达15 min以上(图4)。此项技术已经获得发明专利《一种用于电磁屏蔽的石墨基复合材料的制备方法》(专利号CN021241392)。

图2 常规干扰剂(a)、(b)和复合膨胀石墨(c)、(d)对8mm雷达波的衰减曲线

图3 光电干扰弹动态试验曲线

(三) GICs的插层-脱插过程控制技术:膨胀石墨制备及其吸油特性

用GICs处理改性石墨的应用,一类是直接应用获得的GICs,制成前述的红外消光材料 MCl2-GICs微粉;另一类是将GICs脱插后得到的纯石墨,即将GICs处理作为中间过程对石墨进行改性,通过插层-脱插过程的控制制成柔性石墨、多孔石墨、脱插GICs石墨锂离子电池负极材料等。

GICs的脱插,即插入的异类物质从碳原子平面层间逸出,通常在真空及大气环境下,插入物以气态脱出。在理论上,应用第一性原理及Real程序计算GICs的脱插热力学参数,由系统自由能方程及系统质量守恒方程构成最小自由能方法计算平衡组成的基本方程,再引入脱插过程中GICs的相变、热分解参数,运用 Kissinger-Ozawa 计算方法计算脱插反应的动力学参数。图4 是由基本方程得到的一些GICs脱插产生的气体体积。理论计算与脱插(膨化)实验基本一致。

图4 几种GICs 脱插反应产生的气体体积

由理论分析及实验结果得到针对不同用途的石墨材料。GICs处理改性的插入-脱插过程控制,主要是插入物的类型、插入量、脱插温度、升温速度的控制。对于用于液相吸附及制造柔性石墨用的多孔结构膨胀石墨,应选用脱插反应气体量大的插入物,采取高温快速脱插。而对于锂离子电池负极用石墨,则应选用反应气体量小的插入物,低温慢速脱插。

图5 多孔石墨吸油能力

多孔石墨由于其疏水亲油特性及多孔结构,对油类及大分子有机物质有超大吸附量,分散态多孔石墨在水中吸附重油量大于80 g/g,是其他吸油材料所不能及的(图5)。应用本研究的插层/脱插控制技术制备的多孔石墨低密度板,在包钢带钢厂冷却水池除油及清河毛纺厂印染废水脱除COD的工程应用实验中,其去污效果远好于活性炭。多孔石墨作为水体污染治理的一种材料,有良好的前景。该项技术已经申报发明专利《一种油污染吸附剂的制备及其回收再生方法》(申请号)。同时利用多孔石墨微粉对电解质的良好浸润能力,将其用作高能碱性电池的正极新型导电添加剂,替代日本进口产品,目前已经产业化。

参考文献

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An Investigation into Modification Technologies of Graphite Intercalation Compounds and Their Applications

Kang Feiyu,Zou Lin,Shen Wanci,Zheng Yongping,Gai Guosheng,Ren Hui,Gu Jialin

(The Laboratory of New Carbon Materials,Department of Material Science and Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China)

Abstract:Graphite with layers structure is easy to form graphite intercalation compounds(GICs) by means of intercalation reactions due to the weak cohesion force among carbon layers integrated with the Van der Waal’s controlling the oxidation-intercalation process,high quality expanded graphite with low residual sulfur content and MClx-GICs(M =Fe,Co,Ni,Cu,Zn) powder for electromagnetic wave absorbing and shielding materials have been expansion volume of expandable graphite can be larger than 160 ml/g while the residual sulfur content is less than MClx-GICs powder can shield infrared ray and laser completely in a duration of up to 15 high temperature expanded graphite for heavy oil sorption and mild-expansion exfoliated graphite for anode materials in lithium ion battery by controlling the intercalation/de-intercalation process have been also expanded graphite can absorb heavy oil up to 80 g/g,it also exhibits better performance than commercial active carbon in sewage low temperature mildexpansion exfoliated graphite as anode material shows a high reversible capacity of 370 mAh/g and a good recycling performance.

Key words:graphite intercalation compounds,expanded graphite,process control.

通货膨胀研究研究生论文

我有, 你要不要。

1、需求拉动型通货膨胀——该理论认为通货膨胀是由于总需求超过总供给水平造成的。即太多的货币追逐太少的货物的结果。 2、成本推动型通货膨胀——经济学家将利润和工资都包括在成本中。增加的工资或利润被转加到产品的价格中去,则发生了由成本推动的通货膨胀。 3、混合型通货膨胀——由于当工资得到增加时,人们的需求也会增加,于是成本推动型通货膨胀也会启动需求拉动型通货膨胀,现实中的通货膨胀很难分清是由于需求拉动的还是成本推动的,经济学家萨缪尔逊和索洛就提出了混合型通货膨胀,即需求与成本因素混合的通货膨胀。 4、结构性通货膨胀——即使总需求与总供给是平衡的,由于经济部门结构的变动也会导致物价水平的上涨。生产部门和服务部门两大部门的生产效率是不同的。生产效率高的生产部门货币工资增长较快,生产效率较低的服务部门就受到了增长工资的压力,而它们的生产效率却无法同等速度提高。于是服务部门就产生了成本推动型通货膨胀。这就是结构性通货膨胀的原理。 5、理性预期的通货膨胀——当经济要素充分就业,总供给曲线已不再有弹性,完全成为一条垂直线,实际产出也已达到潜在产出水平。当总需求增加时,只会引起价格水平同比例上涨,而对实际产出没有影响。因为公众会根据政府的货币政策进行预期,多次反复后能认识政府货币政策的动机。从而使政府的扩张性货币政策失效,于是政府的扩张性货币政策将不仅不能推动经济反而造成滞胀。该理论有三个假设:(1)公众是掌握着各种信息的经济人,他们会利用所有掌握的信息对未来进行预测并且随时根据新的信息调整经济行为。(2)存在着自然失业率。(3)货币中性。 6、货币主义的通货膨胀——“通货膨胀是发生在货币量增加的速度超过产量增加的速度的情况下,而且,每单位产品索配合的货币量增加得愈快,通货膨胀的发展就愈快。”“长期持续的通货膨胀随时随地都是一种货币现象。”近几年的中国通货膨胀是货币超发照成的,可以说是需求型通胀。至于为什么要超发货币就不说了。

通货膨胀的根本原因是因为国外对人民币升幅期望过高。导致热钱大规模流入我国楼市。政府因楼价上升趋势过高。预计出台多项政策抑制楼价继续飙升。热钱转流向股市。随即政府预计出台政策抑制股市炒作。热钱再次转流向我国的物资期货市场。这是因为近两年来。由于国内热钱在楼市、股市中不能获得足够利润。便开始转向对农产品进行疯狂炒作,引起了多种农产品非正常涨价。与此同时。美国普通民众对房屋的超前消费,导致了次贷危机。次贷危机引发银根紧缩,市场资金匮乏,导致居民无法消费。长而久之,供求不平衡。于是因次货危机而引发金融风暴。美国美联储因此启动印钞机印刷大量美钞。而2010年11月6日,美国的量化宽松货币政策,又将导致热钱大量流入中国。这时。中国境内纸币的发行量远远超过在正常的商品流通中所需要的货币量。通俗讲就是钱多商品少。这些热钱流入中国境内后。从而形成在经济运行中出现的全面、持续的物价上涨现象。致使货币贬值和物价飞速上升。供大于求对于童话膨胀。我认为可从金融手段、税收手段和行政手段着手,做好“解、控、检、藏、防”文章。首先,我们建议央行可再次适当扩大人民币汇率波动幅度,将人民币对美元日波动区间由目前的扩大到1%,进一步解放货币政策,提高央行通过信贷和利率等货币政策调控国内宏观经济的效果,增强货币政策的独立性,以有效应对国内日益加重的通货膨胀问题。其二是严厉控制短期外债指标,避免热钱通过短期借贷的方式进入中国,对从国外借用短期外汇资金的资金使用方征收一定税费。其三是严格检查梳理企业结汇流程,确保每一笔结汇都有真实的贸易背景,防止企业虚构贸易背景,取结汇。其四是藏汇于民,再次放宽国内企业和居民持有外汇的额度,鼓励企业扩大对外投资。其五是坚决防止房地产再次成为国际热钱追捧对象,国家管理层对房地产市场调控的决心要坚定不移,调控政策仍需进一步丰富,尽快完善和出台房地产税收政策 以上希望对你有所帮助。除最后一段应对方式为转载。其余为原创

论文有什么难写的。三千字,先介绍什么是通货膨胀,举例说明,引发通胀的因素有哪些,举例说明,通胀的结果会是什么,再举例说明,如何宏观调控,还得举例。结论。保证超过三千字。

石子破碎机毕业论文

机械类的毕业论文题目有很多,学术堂整理了十五个题目供大家进行参考:1、某型汽车发动机曲轴的加工工艺及测试研究2、舞台升降装置的设计研究3、按摩机器人控制器的设计与研究4、垂直升降式立体停车设备的结构设计5、CA6140普通车床纵向数控改装6、汽车电磁涡流减震器力学性能研究7、自动下料机的机械结构设计与研究8、智能清洁机器人的设计9、低破碎玉米脱粒机的设计与分析10、马铃薯连续式机械化去皮关键技术研究11、排气隔热罩的设计与研究12、汽车电动玻璃升降器结构设计13、胡萝卜自动削皮机虚拟样机设计14、山药全自动削皮机装置与控制系统研究15、自动化甘蔗削皮装置的研制

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旧水泥混凝土路面碎石化技术应用的探讨工学论文

摘 要:旧水泥混凝土路面碎石化技术应用,碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面维修改造最好的技术之一。

关键词:碎石化技术;施工质量标准;结构组合;使用条件

1 概述

碎石化的定义

水泥混凝土路面碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术,是对旧水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。该技术是将旧水泥混凝土路面的面板,通过专用设备一次性破碎为咬合嵌挤碎块柔性结构,可充分利用旧路残余强度,且保护环境,节约资源。这种结构不仅具有一定的承载力,而且具有有防止或限制反射裂缝发生、发展的作用,破碎后的粒径范围为2~40cm,力学模式趋向于级配碎石。

碎石化技术的主要特点

通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程度,防止反射裂缝的发生,同时能实现结构强度与反射裂缝两者较好的平衡。旧水泥混凝土路面进行碎石化后具有以下特点:碎石化能使原水泥混凝土板块在平面上强度分布均匀;碎石化能保留原水泥混凝土路面的一定强度;碎石化能可以消除原水泥混凝土路面病害;碎石化后的粒径合理,不会产生应力集中现象。

碎石化技术的主要优势

旧水泥混凝土路面碎石化后,可以直接作为新路面结构的基层或底基层,如果旧水泥混凝土路面碎石化后具有较高的强度,能够满足道路承载要求,可作为路面基层直接加铺路面面层,新加铺面层可以是沥青混凝土路面,也可以是水泥混凝土路面。

碎石化技术专用设备及特点

实施碎石化的主要设备为MHB(Multipe-Hed Breaker)多锤头破碎机和Z型压路机。

多锤头破碎机(MHB)由两部分组成,前半部分为柴油发动机动力系统,后半部分为破碎系统,中间备有2排各3对650kg的锤头,两侧各有1对865kg翼锤。每对锤头的'提升高度可以根据需要随意调节,其最大提升高度110cm。

MHB的破碎机理是通过重锤的下落对水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用,其具有以下特点:整幅车道宽度单次多点破碎;锤击功可以方便调节;破碎效率很高;破碎后颗粒组成特性较好;破碎后的表面平整度较高;方便调节,作业灵活。

Z型压路机是一种在钢轮表面带有Z状纹理的振动式压路机,自重不小于10吨,其作用是进一步碾压碎石化后的路面,为加铺提供一个平整的表面。

石化技术的强度形成机理

水泥混凝土路面碎石化后分为表面细粒散层、碎石化层上部和碎石化层下部三个层次。

(1)碎石化后表层约2~5cm,在压实过程中,颗粒被压密,形成嵌挤薄层,通过洒布透层油,具有较高的黏结力,并具有一定的强度和稳定性;

(2)碎石化层上部厚度约10cm,强度主要有:一是来源于内摩阻角,粒径越大则内摩阻角越大;二是来源于预应力,水泥混凝土面板在破碎时,混凝土产生侧向体积膨胀,混凝土颗粒的粒径越小,膨胀趋势越大,产生的预应力越大;

(3)碎石化层下部厚度约10cm,是“裂而不碎、契合良好、联锁咬合”的块体结构,该结构静定且自稳,具体表现形式为各种形式的咬合梁、拱结构,在外力作用下产生咬合嵌挤作用,比普通嵌锁作用更大,提供的强度更高,具有更好的结构稳定特性。

2 MHB碎石化施工质量标准

路面碎石化后的粒径范围要求

水泥混凝土板块一般在20~26cm之间,破碎后顶面粒径较小,下部粒径较大。路面碎石化后的粒径是控制基层强度及新加铺路面不出现早期反射裂缝的关键参数,作为控制碎石化工艺的关键指标,参照国外资料及国内研究成果,碎石化粒径应满足表要求。

路面碎石化后顶面的当量回弹模量和回弹弯沉要求

水泥混凝土路面碎石化后顶面的当量回弹模量是新加铺结构设计的基本参数之一,一般情况下,对于直接加铺沥青混凝土的路面结构,回弹模量平均值宜控制在150~500MPa之间。碎石化后的回弹弯沉与回弹模量之间存在着联系,在将碎石化后的板块及其下结构层视为同种材料构成的情况下,可以参照路面补强公式得到:

Ez=(1000pD/l0)m1m2

式中:p-弯沉测定车的轮胎压力;

D-与弯沉测定车双圆轮迹面积相等的承载直径;

l0-原路面计算弯沉;

m1-用标准轴载汽车在原路面上测得的弯沉值与用承载板在相同压强条件下所测得的回弹变形值之比,即轮板比,一般取;

m2-原路面当量回弹模量扩大系数。

MHB碎石化施工质量标准及检测频率

为满足直接加铺面层的技术要求,保障加铺层施工质量,根据课题研究和实验路的测试,结合路面设计的规范要求,提出MHB碎石化施工质量标准及检测频率。

碎石化层作为基层直接加铺沥青路面,目前我国技术规范中没有相应规定,本技术指标要求是在参考我国现行技术标准《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)和原技术标准(JTJ034-93)的基础上,结合实验路的实际情况提出的,具体实施中可以灵活掌握。如果碎石化层的表面平整度与上述要求差异较大,在铺筑沥青路面前,必须进行处理。处理措施主要有:

(1)据平整度情况合理合理选择沥青混合撩的型号;

(2)填充级配碎石找平、碾压后洒布热沥青或乳化沥青,再进行压实;

(3)采用其他合适的技术措施进行找平。如果不进行找平,可能会影响沥青路面的平整度,影响路面的使用效果。

3 碎石化后沥青加铺层结构组合

结构组合的原则

研究表明,工程中可能出现的碎石化后颗粒粒径或回弹模量的不同情况,可采用的结构组合原则有:

(1)碎石化施工中应尽量参照推荐的颗粒粒径和回弹模量推荐范围进行破碎,在此范围内时,沥青加铺层要求采用密级配沥青混凝土,并可考虑加铺防水封层;

(2)当碎石化后颗粒粒径稍偏大、回弹模量偏高时,可考虑采用开级配大粒径透水性沥青碎石(简称为LSPM)加防水封层的结构组合方式,其上沥青混凝土仍需采用密级配;

(3)当碎石化后颗粒粒径稍偏小、回弹模量偏低时,要保证加铺层总厚度,可考虑设置FDAC抗疲劳层,以防止疲劳开裂,其他沥青层仍需采用密级配;

(4)回弹模量小于120MPa时需要考虑增设补强层,按照新建路面结构设计。 沥青加铺层四种机构组合方式

(1)作透层、封层后,直接加铺上、中、下面层的密级配沥青混凝土;

(2)加铺LSPM,然后采用两层两面的形式;

(3)加铺抗疲劳层后,再加铺沥青混凝土;

(4)加铺无机结合料稳定类基层,然后加铺沥青面层。

根据研究成果,碎石化后的回弹模量大致可分为5个级别,相应的加铺结构组合形式可按表3标准选取。

4 碎石化技术适用条件和注意问题

碎石化技术的使用条件

碎石化的技术条件

碎石化技术是旧水泥混凝土路面重建技术的主要方案之一,国内外研究和工程实践证明,只要旧水泥混凝土路面满足表4所列条件,就可以应用碎石化的技术进行重建改造。其他因素如板块断裂程度、坑洞、接缝损坏、表面裂缝与层状剥落等不是决定应用碎石化技术的必要条件。

碎石化的经济条件

碎石化工艺应用与原路面补修存在经济平衡点,这个平衡点可用修补比率来反映,国外算例中修补比率为13%左右,山东的经济平衡点是修补面积为20%~25%时,进行破碎改造更为经济。

直接加铺面层时的技术要求

水泥混凝土路面碎石化后直接加铺沥青面层时,应遵循如下原则:

(1)回弹模量平均值一般在150~500MPa左右,部分原路面水泥混凝土材料较好时,回弹模量会更大,现场测试中出现个别值在600MPa、700MPa的情况,进行上部结构设计时,必须将弯拉指标作为主要设计指标;

(2)等级较高的公路上,碎石化层上的沥青混凝土结构一般不宜小于12cm;

(3)实验段已用于80%(整幅路面)断板的水泥混凝土路面,80%以下断板时使用不会有问题;

(4)上面层必须密级配防水型沥青混合料;

(5)必须完善排水设施;

(6)在碎石化程度较高,测试回弹模量数据较小时,应注意下面层的抗疲劳特性。

碎石化技术应用的注意问题

在满足技术、经济条件要求的前提下,应用MHB进行碎石化前还需要综合考虑以下因素:

(1)水泥混凝土路面基层的破坏程度决定了其碎石化施工的颗粒控制和工艺要求。对于损害严重的水泥混凝土路面,必须判断其基层状态。一般情况下,基层破坏程度越高。破碎后粒径越小。

(2)水泥混凝土路面基层的破坏程度是判断严重病害路面是否可用碎石化工艺的重要标准;当基层严重破坏时,碎石化后板块容易丧失颗粒间的嵌挤作用,导致模量下降,容易导致沥青路面层出现疲劳破坏。此时应用碎石化,应注意提高上部路面结构设计安全性。

(3)排水设施是碎石化的必须辅助工程。完善排水设施是防止碎石化后沥青加铺层再次发生水损坏的重要措施。

这里所有要求,共同构成碎石化技术的应用条件和决策依据,是确定旧水泥混凝土路面能否实施碎石化技术以及能否直接加铺沥青混凝土面层的必要条件。

结语:重点就碎石化使用条件、强度机理、加铺层组合、施工质量标准及检测频率的关键技术进行介绍,为旧水泥混凝土路面改造提供参考依据。

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