SnO_2_TiO_2复合光催化剂的制备和性能

收稿日期:1998-10-12.第一作者:施利毅,男,1963年生,博士生,副教授,现在上海大学化学化工学院工作.联系人:施利毅.T el:(021)56331869.

SnO 2-TiO 2复合光催化剂的制备和性能

施利毅

古宏晨

李春忠(华东理工大学技术化学物理研究所,上海200237)

房鼎业

(华东理工大学化工系,上海200237)

张 怡

华 彬

(上海大学化学化工学院,上海200072)

提 要 采用均匀沉淀法在超细T iO 2表面包覆SnO 2,制备出SnO 2-T iO 2复合光催化剂,并用EDS,XRD,T EM 和BET 比表面积测定等手段进行了表征.以活性艳红X -3B 溶液为模拟废水,考察了SnO 2-T iO 2的光催化活性.结果表明,复合粒子由锐钛矿型T iO 2和金红石型SnO 2组成;与纯T iO 2相比,SnO 2-T iO 2的光催化活性有较大提高,SnO 2最佳包覆量为1814%.复合光催化剂活性的提高归因于不同能级半导体之间光生载流子的输运和分离.关键词 二氧化钛,二氧化锡,光催化剂,超细粒子,染料废水,废水处理分类号 O643/X7

光催化技术在环境治理领域已显示出广阔的应用前景[1].T iO 2化学性质稳定、难溶、无毒、成本低,是理想的光催化剂[2].催化剂的粒子形态(包括粒度、晶型和表面状态等)对催化活性有较大的影响[2~4].根据光催化剂的特点,我们制备了具有较高活性的超细锐钛矿型T iO 2[4],为适应光催化技术发展的需要,有必要进一步提高其催化活性.制备高活性光催化剂的关键问题是如何减少光生电子与空穴的复合几率[5,

6]

,故需要对T iO 2进行改性.常用的

改性方法包括表面贵金属沉积和金属离子掺杂等[5].二元复合半导体如TiO 2-CdS,CdS -Ag I 等表现出较高的光催化活性[6],为开发光催化材料提供了新的途径.材料制备技术是实现复合光催化剂实用化的关键.目前,人们主要以混合溶胶法制备二元复合半导体,存在着原料成本高和反应时间长等不足,故很难工业化.

均匀沉淀法具有原料成本低、操作简便和粒子形态可控等优点,能制备多种超细粒子[7]

,

但用于制备超细复合光催化剂的报道很少.本文采用均匀沉淀法制备了T iO 2-SnO 2复合光催化剂,并以难生化降解的偶氮染料[8]活性艳红X -3B 溶液为模拟废水,考察了其光催化活性.1 实验部分

1.1 实验材料 锐钛矿型T iO 2超细粒子(T i1)自制

[4]

;TiO 2工业品(SH -1,上海钛白粉厂生

产;ZJ -1,镇江钛白粉厂生产);活性艳红X -3B 工业品,上海染料八厂生产.

1.2 粒子包覆和表征 将一定量T iO 2超声分散于300ml 浓度为20mmol/L 的SnCl 4溶液中,加入尿素(112mol/L),立即用浓盐酸(36~38%)调节反应液的pH 值为0194,升温至85e ,恒温水解4h 后过滤,所得固体经洗涤、干燥,最后于600e 焙烧2h.改变T iO 2投入量,可得到SnO 2包覆量不同的复合粒子.不加TiO 2可制备纯SnO 2粒子.

利用日本理学D/max -rB 型X 射线衍射仪分析粒子的晶型;利用Jeol JEM -1200EX ò型透射电镜(TEM)观察粒子的形貌;BET 比表面积由北京分析仪器厂生产的ST -03A 型比表面积测定仪测定;利用Philips S -570型扫描电镜(SEM )上的Hatachi EDAX PV -9900型能谱仪

第20卷第3期催 化 学 报

1999年5月V ol.20N o.3

Chinese Journal of Catalysis

M ay 1999

(EDS)分析粒子成分.

图1 光催化反应器示意图

Fig 1 Schematic diagram of the exper imental set -up 1)O 2,2)Reacion vessel,3)Constant temperature v essel,4)O 2distr ibution,5)I mpeller,6)M otor,

7)Cooling w ater inlet,8)U V lamp,9)Cooling wa -ter outlet

1.3 光催化实验 光催化反应在自制光催化反应器(如图1所示)中进行.光反应器为三层同心圆筒形玻璃容器,中间悬有GGZ -300W 中

压汞灯(主波长365nm,上海亚明灯泡厂),内套管内通冷却水,外套管外为恒温水槽,内外套中间为反应器,反应器内溶液温度为30?1e .实验时先配制2000m l 浓度为50mg /L 的染料X -3B 溶液,调节溶液起始pH 值为512.根据各粒子的比表面积,加入一定量催化剂,使实

验中粒子总比表面积为161m 2

/L.超声搅拌10m in 左右,使催化剂分散均匀.然后将混合液加入到反应器中,继续用磁力搅拌保持粒子分散均匀.紫外灯经5min 左右预热后开始计时反应,从反应器底部布气管以0114m 3/h 速率通入氧气.每隔5min 抽取5ml 反应液,经

012L m 微孔膜过滤后,采用PE Lambda 2型UV -Vis 分光光度计测定反应液的吸收光谱.根图2 SnT i 粒子的EDS 谱

F ig 2 EDS pattern of SnT i

据最大吸收波长536nm 处吸光度,采用朗白-比耳定律计算溶液浓度.2 结果与讨论

2.1 粒子的晶相结构 为在粒子表面得到均匀致密、连续光滑的异质晶膜,需要有效控制溶液中结晶离子的过饱和度.一般制法中,构晶离子的过饱和度通过滴加沉淀剂控制,容易造成溶液的局部浓度过高,影响晶膜质量.均匀沉淀法通过控制溶液中化学反应慢慢生成沉淀剂,使沉淀在整个溶液中缓慢析出,能消除外加沉淀剂造成的局部浓度不均现象.尿素是一种很好的均匀沉淀剂,当水溶液温度升至80~100e 时,尿素发生分解,生成的NH 3#H 2O 在溶液中均匀分布,能与金属离子反应,生成均匀致密的沉淀物.本文以超细T iO 2为核,通过尿素水解产物NH 3#H 2O 与SnCl 4反应,在TiO 2表面包覆水合SnO 2,然后通过焙烧使SnO 2转化成完整的晶体.

SnCl 4溶液浓度对沉淀的形成有较大的影响,实验中选择SnCl 4溶液浓度为20mmol/L,浓度过高时,Sn (OH )4沉淀很快生成且呈絮状,难以均匀包覆于TiO 2表面;浓度过低时,则包覆时间过长.另外,应严格控制溶液的起始pH 值,起始pH 值为0194时,产生的沉淀分布均匀.pH 值过低时,沉淀生成速度很慢;过高时则反应液粘度迅速增大,呈凝胶状.

粒子(以SnTi 为例)的EDS 分析结果如图2所示,图中出现Sn L A 和Ti K A 峰,表明样品中含Ti 和Sn 两种金属元素.根据EDS 测试结果中Ti/Sn 质量比计算各粒子中SnO 2的含量

339

3期施利毅等:SnO 2-T iO 2复合光催化剂的制备和性能

图3 SnTi1粒子的XRD 谱

Fig 3 XR D patter n of SnT i1

表1 TiO 2加入量与和粒子的结构参数

T able 1 T iO 2amount and the structur al data

of various sample particles

Sample m *(T i O 2)

g S m 2/g d /nm w (Si O 2)/%

SH -1)11.693.90ZJ -1)11.892.30Ti1)53.824.60SnTi 8.048.526.810.1SnT i 0 6.046.227.313.0SnT i 1 4.045.728.618.4SnT i 2 3.043.930.525.0SnT i 3

2.4

41.2

32.9

35.2

Sn1067.513.5100*The T i O 2amount added in SnCl 4solution of 300ml

图4 S nTi1粒子TEM 照片

Fig 4 T EM photograph of SnT i1

(w (SnO 2)),结果如表1所列.图3为SnTi1粒子的XRD 谱.除锐钛矿型TiO 2的衍射峰外,还在2H =26160b ,33192b ,37194b ,51182b 和57192b 等处出现四方晶系SnO 2特征衍射峰.说明复合粒子为四方晶系(金红石型)SnO 2和锐钛矿型T iO 2的混合体.由于粒子的晶粒尺寸较小,引起X 射线衍射线一定程度的宽化.根据锐钛矿型T iO 2(110)的衍射峰宽,可采用Scherrer 公式[9]计算晶粒的平均尺寸d .晶粒尺寸的计算值和比表面积(S )的测定结果如表1所列.随着SnO 2包覆量的增加,晶粒增大而比表面积减小.SnT i1样品TEM 照片如图4图5 不同时间下染料X -3B 溶液的紫外-可见光谱

Fig 5 U V -Vis spectr a of X -3B dye solution photo -ly zed by SnT i1for different time

(1)0min,(2)10min,(3)20min,(4)30min

所示.可以看出,复合粒子的分布较均匀,粒径25~35nm.与XRD 计算结果基本一致.2.2 粒子的光催化活性 以SnT i1为催化剂,光照降解过程中染料X -3B 溶液的紫外可见光谱如图5所示.处理前溶液在K =536nm 处有特征吸收峰;随着反应的进行,该峰强度逐渐降低,至30min 时(T i1为45min 左右),该峰完全消失,说明染料分子中发色不饱和共轭键完全断开.此时,200~300nm 处的苯环等基团的吸收峰也基本消失.该现象与¤O H 氧化偶氮染料过程极为相似,可以认为光催化氧化也主要由¤O H 引起

[10]

.

以SnTi1,T i1,SH -1,ZJ -1和Sn1为催化

剂,溶液浓度随光照时间的变化如图6所示.纯SnO 2的催化活性最低,这是由于SnO 2的禁带宽度约为318eV(锐钛矿型TiO 2约为312eV),激发价带电子所需光波长较短,实验用光源的主谱波长约为365nm,不利于SnO 2价带电子的激发[11].从图6结果还可知,用SnO 2包覆

340催 化 学 报

20卷

的超细TiO 2的光催化活性高于SH -1和ZJ -1.

光催化剂的催化活性与粒子的吸光能力及电子-空穴复合等因素密切相关.与较大颗粒的T iO 2相比,超细TiO 2的吸收光能力较强[12],光照产生的电子-空穴对多,当它们被底物捕获时,引起氧化-还原反应的几率较大,光催化反应活性较高.图6结果还表明,SnTi1粒子的

活性最高;与T i1相比,染料降解率提高了50%左右

.

图6 各种催化剂作用下染料X -3B 的降解Fig 6 Degradation of X -3B1dye v s irradiation time catalyzed by various samples

(1)SnT i1,(2)T i1,(3)SH -1,(4)ZJ -1,(5)

Sn1

图7 ln {Q }~t 关系曲线

F ig 7 Relat ionship between ln {Q }and t for

various photocatalysts

(1)T i1,(2)SnT i,(3)SnT i0,(4)SnT i3,

(5)SnT i2,(6)SnT i1

以Ti1,SnTi,SnTi0,SnTi1,SnTi2和图8 k ap 与w (Sn O 2)之间的关系

F ig 8 Relat ionship between k ap and w (SnO 2)SnTi3为催化剂,染料浓度随时间的变化如图7所示.以ln {Q }对t 作图均为直线,说明降解过程为拟一级反应:

ln (Q /Q 0)=-k a p t

(1)

其中:Q 为反应时间t 时染料的浓度;Q 0为染料的起始浓度;k ap 为反应的表观速率常数,可由图中各直线的斜率求出.

k ap 与w (SnO 2)之间的关系如图8所示.当T iO 2表面包覆适量的SnO 2时,其光催化反应速率大于纯TiO 2,w (SnO 2)=1814%时,反应

速率最大.复合粒子光催化活性的提高可归因

于不同能级半导体之间光生载流子的输运与分离.SnO 2的导带能级E CB =0V (vs NHE,pH

=7),而T iO 2的导带能级E CB =-015V (vs NH E,pH =7).两者的差异导致SnO 2与TiO 2接触后,光生电子从T iO 2表面向SnO 2转移,电子在SnO 2上的富集,相应减少了TiO 2表面电子的密度,也就减少了电子和空穴在T iO 2表面的复合几率,即提高了SnO 2-TiO 2复合粒子的光催化活性

[11]

.这一结果与V inodg opal 等

[13]

的结果基本一致,他们制备耦合的SnO 2/TiO 2

薄膜,并施加一定的正向电压,发现薄膜的光催化活性得到很大的提高.Gopidas 等[6]制备的复合半导体胶体粒子如TiO 2/CdS 和AgI/CdS 等,均表现出优于单个半导体的光催化性质.

341

3期施利毅等:SnO 2-T iO 2复合光催化剂的制备和性能

342催化学报20卷

参考文献

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13Vinodgopal K,Bedja I,K amat P V.Chem Mater,1996,8(8):2180

PREPARATION AND PROPERTIES OF S nO2-TiO2

C OMPOSITE PHOTOCATALYSTS

Shi Liyi,Gu Hongchen,Li Chunzhong

(I nstitute of T echnical Chemistr y and Phy sics,East China University of

Science and T echnology,Shanghai200237

Fang Dingye

(D ep ar tment of Chemical Engineer ing,East China University of Science and T echnology,Shanghai200237)

Zhang Yi,Hua Bin

(School of Chemistry and Chemical Engineer ing,Shanghai Univer sity,Shanghai200072) Abstract Hydrous SnO2-coated ultrafine T iO2particles have been synthesized by us-ing the homogeneous precipitation method.The products thus formed have been sepa-rated,dried,and calcined to form crystalline SnO2-TiO2composite particles w hich have been characterized by EDS,XRD,T EM and BET surface area.The composite particles,pure ultrafine TiO2,commercial T iO2,and pure SnO2have been employed in photocatalytic degradation of azo dye active red X-3B in aerated solution.The re-sults show that the photocatalytic act ivity of the composite particles is higher than that of pure ultrafine T iO2and commercial TiO2particles,and the opt imum loading of SnO2on T iO2is1814%.The enhanced degradation rate of X-3B using SnO2-TiO2 composite photocatalysts is attributed to the increased charge separation in these sys-tems.

Key words titania,stannic oxide,photocatalyst,ultrafine particle,dyeing solution, w astew ater treatment

(Ed WGZh)

光催化剂的制备—开题报告

目录 1文献综述 (1) 1.1 光催化材料发展概况 (1) 1.1.1 光催化材料的起源与种类 (1) 1.1.2 改善光催化材料性能的主要方法 (2) 1.2 目前光催化技术的应用 (3) 1.3 TiO2 光催化材料存在的问题与展望 (4) 2 研究目的和意义 (5) 3 研究内容 (5) 5 进度计划 (6) 参考文献 (6)

1文献综述 1.1 光催化材料发展概况 1.1.1光催化材料的理论基础与种类 自1972年，Fujishima[1]等在Nature上发表的论文揭开了研究光催化技术的序幕。之后的几十年光催化技术在光催化抗菌、光催化污水处理、太阳能光催化分解水制氢等众多领域有了深入的发展。光催化技术以半导体的能带理论为基础。半导体的能带结构一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成，它们之间由禁带分开。当以能量等于或大于半导体禁带宽度的光照射时，价带电子被激发进入导带，在导带上产生带负电的高活性电子(e－)，价带上留下带正电荷的空穴（h+），形成电子-空穴对，在电场作用下分离并迁移到粒子表面。 半导体光催化的基本过程可描述为：光激发诱导半导体价带电子跃迁到导带，藉此，在半导体导带和价带中分别形成电子和空穴；电子-空穴通过晶格迁移到材料表面，该过程中电子-空穴的分离和复合相互竞争；在材料表面的电子和空穴分别与周围反应介质发生还原和氧化反应。换言之，半导体光催化的基本过程可简单描述为：半导体中的光生电子-空穴在晶格中分离并迁移到材料表面参与化学反应，这期间一直伴随着电子-空穴的分离和复合的竞争过程。 理想的光催化材料有如下四个基本要求[2]：环境友好；优异的电子-空穴分离能力；适合的能带电势，尤其在光催化分解水的应用中，要服从产氢和产氧的能带匹配原则；可见光响应能力。 目前所报道的光催化材料主要集中于： 1)氧化物：以 TiO2、In1-x Ni x TaO4等为代表 2)硫化物：CdS、ZnS、ZnS-CuInS2-AgInS2、(AgIn)xZn2?2x S2等 3)氧硫化物：Ln2Ti2S2O5 (Ln = 稀土元素) 等； 4)氮化物： Ta3N5、Ge3N4、GaN等； 5)氧氮化物：LaTiO2N、Y2Ta2O5N2、TaON、(GaN)1-x(ZnO)x、MTaO2N(M = Ca、Sr、Ba) 等；

浅谈高性能混凝土在建筑工程中的应用技术

浅谈高性能混凝土在建筑工程中的应用技术 【摘要】高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制，便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。 【关键词】高性能；混凝土；建筑工程；应用；设计 1 高性能混凝土的定义 高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在妥善的质量控制下制成的。除采用优质水泥、集料和水外，配制高性能混凝土还必须采用低水胶比和掺加足量的矿物细掺料与高效外加剂。 高性能混凝土以耐久性设计优先而不以强度设计优先。片面强调混凝土的高强度有可能影响混凝土耐久性能的提高。采用低水胶比和掺加足量的矿物细掺料与高效外加剂等等技术措施是提高混凝土耐久性能的重要手段。要求混凝土具有全面的高性能是不科学的。高性能混凝土的基本性能首先是硬化混凝土的耐久性能和塑性混凝土的工作性能，其次是为了满足人们的特殊需要的某个或某些特殊性能。如：用于水下浇注的混凝土需要的免振捣自密实不分散性能，用于地下车库的混凝土需要的表面耐磨性能等等。 2 高性能混凝土在现代工程中的应用 高性能混凝土技术正在世界各地成功地用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，Langley等人叙述了几种加拿大一长大跨桥梁所用的拌合物。它们用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥用量为450 Kg/m3，水153L/ m3，引气剂160mL/ m3和高效减水剂3L/ m3。其坍落度大约在200mm；含气量6.1%；1d、3d、28d 抗压强度分别为35、52和82 MPa；基础和其他大块混凝土的混合水泥用量为307 Kg/m3，粉煤灰133 Kg/m3，用水量接近，但引气剂和高效减水剂掺量大幅度减小，坍落度约在185mm；含气量7%；1d、3d、28d和90d抗压强度分别为10、20、50和76 MPa。根据加拿大和美国的透水性与氯离子快速渗透标准方法实验结果表明：两部分混凝土都呈现非常低的渗透性。对高性能混凝土结构的施工，需要非常强调加强现场实验室试验和质量验收。 高性能混凝土发展的另一领域是高性能轻混凝土，相对于钢材，普通混凝土的强度/自重比很低，掺有高效减水剂的高强混凝土则大大提高了该比例；用有大量微孔的轻骨料代替部分普通骨料，就能进一步提高这个比例。由于骨料的质量不同，密度为2000 Kg/m3、抗压强度在70～80 MPa的高性能轻混凝土在一些国家已经商品化并用于构件生产。在澳大利亚、加拿大、日本、挪威和美国，高性能轻混凝土已用于固定式和漂浮式钻井平台；因为水泥浆和骨料之间的界面粘结强度高，它可以不透水，所以在侵蚀环境中能够很耐久。 采用掺10～15%硅粉甚至更高的混合水泥配制的超塑化混凝土，具有优良的粘附力，因此适用于湿喷的喷射混凝土进行结构修补，这也是高性能混凝土的应用领域之一. 2.1 高性能混凝土在高层建筑中的应用。 高性能混凝土（>40MPa）首先用于30层以上高层建筑物的钢筋混凝土结构，

光催化剂的制备

光催化剂的制备 目前，实验室制备和合成纳米TiO2光催化剂的方法很多，大致可以分为气相法，液相法和固相法。 1.2.2.1 气相法 气相法是利用气体或通过加热使钛盐变为蒸气，然后发生物理或化学变化，最后冷却-凝聚-长大形成纳米TiO2粒子的方法。采用气相法制备的纳米TiO2粒子纯度高，粒径分布窄，尺寸均匀，化学活性好，但是制备工艺复杂，成本高，产率低。常见的气相法包括氢氧火焰水解法、气相氧化法，气相水解法、气相分解法等。 1.2.2.2 液相法 液相法是生产各种氧化物颗粒的主要方法之一。它的基本原理是：将可溶性金属钛盐，按所制备材料的组成配制溶液，再用沉淀剂使金属离子均匀沉淀出来。与气相法相比，液相法制备纳米TiO2薄膜具有工艺简单、合成温度低、能耗少以及设备投资小的优点，是制备纳米TiO2粉体和薄膜较理想的方法，是目前实验室和工业上广泛采用的制备薄膜和超微粉的方法。主要包括溶胶-凝胶法，水热合成法、液相沉积法，水解法，微乳液法等。溶胶凝胶法一般是以有机或者无机钛盐为原料，在有机介质中（酸或有机聚合添加剂）进行水解、缩聚反应，最后将得到的溶胶干燥、煅烧得到TiO2纳米颗粒。整个反应过程如下： Ti(OR)4 + nH2 O →Ti(OR) (OH) + nROH水解反应4-n n 4-n n-1 2 2 2Ti(OR) (OH) →[Ti(OR) (OH) ] O + H O缩聚反应 Ti(OR) + 2H2O →TiO +4HOR总反应 与传统的纳米材料制备方法相比，溶胶-凝胶法制备的TiO2纳米颗粒具有纯度高，粒径分布窄，单分散性好，反应容易控制等优点，但是成本高，工艺时间长。 水热合成法是在密闭高压反应釜中加入前驱体溶液，高温高压条件下发生反应制备纳米级TiO2粉末的方法。该方法的优点在于制备的纳米TiO2粉体晶粒完整，原始粒径小，分布较均匀，但反应条件为高温、高压，因而对设备材质、安全要求较严格。 液相沉积法是利用水溶液中氟的金属配位离子和金属氧化物之间的化学平 衡反应，将金属氧化物沉积到反应液中的衬底上，最后煅烧得到纳米TiO2材料[8]。液相沉积法的优点是：工艺简单，不需要使用特殊的设备，成本较低；室温下就能制备大比表面积的TiO2膜；对衬底无选择，可以在各种形状各种材料的衬底上沉积；膜厚可控制。水解法是以无机钛盐为原料，在严格的条件下控制钛盐的水解速度，制得纳米TiO2粉末。水解法制备纳米TiO2具有以下特点：方法操作简单，成本低；通过控制不同条件可以直接得到其它方法需经高温下煅烧才能得到的金红石型二氧化钛。如果能克服洗涤干燥过程中粉末的流失和团聚，解决纳米二氧化钛的收率和粒径不理想的问题，那么水解法就是制备TiO2粉末最经济的方法。 微乳液法是指以不溶于水的有机溶剂为分散介质，以水溶液为分散相的分散 体系，由于表面活性剂（有时也添加助表面活性剂，如低级醇）的存在，该体系 是一种分散相分布均匀、透明、各向同性的热力学稳定体系。微乳液的液滴或称 “水池”是一种特殊的纳米空间，以此为反应器可以制备粒径得以控制的纳米微 粒。微乳液法具有操作简单、粒径大小可控、粒子分散性好、分布窄、易于实现 连续化生产操作，容易团聚等特点。

高效光催化剂的制备及应用

171 近几年的研究发现，贵金属掺杂在半导体中能使催化剂的性能得到提高。Chao等[1]研究发现了贵金属银掺杂后会提高光催化剂的活性，会使TiO 2发生由金红石相到锐钛矿相的转变，细化晶粒尺寸，光催化剂的比表面积由于改性会明显变大。林乐瑜等[2]制备了Ag、La共掺杂改性的光催化剂，以工业上较难降解的染料分子甲基橙溶液为目标污染物，研究发现改性后的吸收光谱出现较大程度的红移，证明了可见光化效果显著。因此本文考察贵金属Ag 和稀土金属Sm共掺杂改性光催化剂的性能，进一步探索这两种离子之间的协同作用。 1?实验部分 光催化剂的制备过程见图1。 30min 图1?光催化剂的制备过程 本文的目标污染物是40mg/L的甲基橙溶液，以它的降解效果评价催化剂的性能。 2?表征和分析讨论?2.1?光催化活性测试 图2?煅烧温度500℃下不同离子掺杂配比在紫外光源下的光催化 性能曲线 经过Ag、Sm两种元素共掺杂改性后光催化剂由图1可以看到活性进一步提高，改性光催化剂不仅受离子掺杂浓度的影响，还与不同离子的摩尔配比有关。通过大量实验得到，贵金属Ag和稀土金属元素Sm的最佳掺杂量分别为0.5％、0.1％。这两种离子间存在协同机制。 aTiAg（0.5）Sm（0.1）400；bTiAg（0.5）Sm（0.1）500；c TiAg（0.5）Sm（0.1）600 dTiAg（0.5）Sm（0.1）700；e Ti500 图3?不同温度煅烧制备样品在紫外光源下对光催化性能的影响 在贵金属Ag和稀土金属元素Sm的最佳掺杂量分别为0.5％、0.1％下考察不同煅烧温度的影响。如图3所示，500℃时为最佳煅烧温度，此时光催化活性最优。 3?结论? 贵金属Ag和稀土金属元素Sm这两种元素由于协同作用可以使光催化剂的活性得到提高。本文中，500℃是最优煅烧温度，2h是最佳煅烧时间，Ag、Sm最佳摩尔配比是0.5∶0.1，在此条件下光催化活性最高。 参考文献 [1]Chao?H.E.，Yun?Y.U.，et?a1.?Effect?of?silver?doping?on?the?phase?transformation?and?grain?growth?of?sol-gel?titania?powder[J].?Journal?of?the?European?Ceramic?Society，2003，23：1457-1464. [2]林乐瑜，程永清，等.?镧、银离子掺杂对TiO 2光催化活性的影响[J].?钛工业进展，2010，27（5）：23-27. 高效光催化剂的制备及应用 刘倩1?郑经堂2 1. 东营职业学院 山东 东营 257000 2. 中国石油大学（华东）重质油国家重点实验室 青岛 266555 摘要：采用sol-gel法制备了一种新型高效光催化剂，利用重金属离子Ag和稀土金属离子Sm共掺杂改性纳米粒子TiO 2，降解产物是甲基橙染料废水。研究表明，500℃是最优煅烧温度，2h是最佳煅烧时间，Ag、Sm最佳摩尔配比是0.5∶0.1，在此条件下光催化活性最高。 关键词：银、钐共掺杂?二氧化钛?甲基橙?光催化基金项目：国家自然科学基金资助项目（21176260）；山东省自然科学基金资助项目（ZR2009FL028）资助?

高性能混凝土技术总结

高性能混凝土技术特点总结 摘要：介绍了高性能混凝土的定义，特点，技术性能，比普通混凝土的优越性，以推广高性能混凝土的广泛应用。 关键词：高性能混凝土，高耐久性，高工作性，高强度。 1 高性能混凝土产生的背景 混凝土科学属于工程材料研究范畴,是以取得最大经济效益为目 标的应用科学,混凝土以其原材料丰富,适应性强,耐久性,能源消耗与 成本较低,同时又能消化大量的工业废渣等特点,成为一种用途最广, 用量最多的建筑材料。 （1）现如今不少发达国家正面临一些钢筋混凝土结构，特别是 早年修建的桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新。我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重。建设部于20世纪90年代组织了对国内混凝土结构的调查，发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用25～30年后即需大修，处于有害介质中的建筑物使用寿命仅15～20年。维修或更新这些老化废旧工程，投资巨大，而且由于混凝土过早劣化，如何处置费旧工程拆除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。 （2）随着技术和生产的发展，各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶

劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长。 2 高性能混凝土的定义与性能 对高性能混凝土的定义或含义，国际上迄今为止尚没有一个统一的理解，各个国家不同人群有不同的理解。 1990年5月由美国国家标准与技术研究所(NIST)与美国?昆凝土协会(ACl)主办了第一届高性能混凝土的讨论会，定义高性能混凝土为具有所需，陛能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制的，便于浇捣，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土。大多数承认单纯高强不一定耐久，而提出高性能则希望既高强又耐久。可能是由于发现强调高强后的弊端，1998年美国ACI又发表了一个定义为：“高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土，如果采用传统的原材料组分和一般的拌和、浇筑与养护，未必总能大量地生产出这种混凝土。”ACI对该定义所作的解释是：“当混凝土的某些特性是为某一特定的用途和环境而制定时，这就是高性能混凝土。例如下面所举的这些特性对某一用途来说可能是非常关键的：易于浇筑，振捣时不离析，早强，长期的力学性能，抗渗性，密实性，水化热，韧性，体积稳定性，恶劣环境下的较长寿命。 我国著名的混凝土科学家吴中伟教授定义高性能混凝土为一种 新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标，针对

建筑施工手册系列之混凝土工程10-8 高性能混凝土

10-8 高性能混凝土 高性能混凝土是用现代混凝土技术制备的混凝土。它是相对于普通混凝土而言，因而它不是混凝土的一个品种，而是以广义的动态的可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土的组合。高性能混凝土的基本条件是有与使用环境相适应的耐久性、工作性、体积稳定性和经济性。 高性能混凝土水化硬化特点：高性能混凝土配制的特点是低水胶比、掺用高效减水剂和矿物细掺料，因而改变了水泥石的亚微观结构，改变了水泥石与骨料间界面结构性质，提高了混凝土的致密性。高性能混凝土的制备不应该仅是水泥石本身，还应包括骨料的性能，配比的设计，混凝土的搅拌、运输、浇筑、养护以及质量控制，这也是高性能混凝土有别于以强度为主要特征的普通混凝土技术的重要内容。 10-8-1 高性能混凝土原材料 1．水泥 并不是所有水泥都适合配制高性能混凝土，配制高性能混凝土的水泥应该有更高的要求，除水泥的活性外，应考虑其化学成分、细度、粒径分布等的影响。在选择时应考虑下述原则： （1）宜选用优质硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。无论是在水泥出厂前还是在混凝土制备中掺入的矿物掺合料，都需要比水泥熟料更大的细度和更好的颗粒级配。 （2）宜选用42.5级或更高等级的水泥。如果所配制的高性能混

凝土强度等级不太高，也可以选用32.5级水泥。 （3）应选用C3S含量高、而C3A含量低（少于8%）的水泥。C3A含量过高，不仅水泥水化速度加快，往往会引起水泥与高效外加剂相互适应的问题，不仅会影响超塑化剂的减水率，更重要的是会造成混凝土拌合物流动度的经时损失增大。在配制高性能混凝土时，一般不宜选用C3A含量高、细度细的R型水泥。 （4）水泥中的碱含量应与所配制的混凝土的性能要求相匹配。在含碱活性骨料应用较集中的环境下，应限制水泥的总碱含量（Na2O+0.658K2O）不超过0.6%。 （5）在充分试验的基础上，考虑其他高性能水泥。 2．外加剂 用于高性能混凝土的外加剂主要是高效减水剂，其次还有缓凝剂、引气剂、泵送剂等。 （1）高效减水剂 高性能混凝土离不开高效减水剂。任何一种外加剂都有一个与水泥等胶凝材料适应性问题，应通过试验来确定。 高效减水剂的减水率应该在20%以上，有时甚至高达25%以上；普通减水剂不仅减水率低（一般10%以下），而且掺量较低（如木钙不能超过0.3%），超过了反而有害，而高效减水剂则可高比例掺入水泥，除经济因素外，对混凝土并无不利影响。常用的高效减水剂主要是三聚氰胺系、萘系和胺基磺酸盐系。目前国内高效减水剂以萘系为主，产品型号有NF、UNF、FDN、NSZ、DH、SN及NNO等。三聚

高性能混凝土技术介绍

高性能混凝土技术介绍 中国混凝土网 [2006-4-20] 网络硬盘我要建站博客常用搜索 1、混凝土裂缝防治技术 （1）主要技术内容 混凝土裂缝已成为混凝土工程质量通病，如何防治混凝土裂缝是工程技术人员迫切希望解决的技术难题。然而防治混凝土裂缝是一个系统工程，包括设计、材料、施工中每一个技术环节。本技术主要是叙述防治裂缝的一些关键技术，提高混凝土抗裂性能，从而达到防治混凝土裂缝的目的。本技术的主要内容包括：设计的构造措施、混凝土原材料（水泥、掺合料、细骨料、粗骨料）的选择、混凝土配合比对抗裂性能影响因数、抗裂混凝土配合比设计以及抗裂混凝土配合比优化设计方法以及施工中的一些技术措施等。 （2）技术指标 对于如何评价混凝土厚材料及混凝土抗裂性能，本技术提供了相应的试验方法和评价指标，使其具有可操作性。 （3）适用范围 本技术适用于具有较高抗裂要求的混凝土结构的设计、原材料的选择、抗裂混凝土配合比的设计和施工以及对混凝土抗裂性能的评价。 （4）已应用的典型工程 已在试点工程中应用，取得良好的效果。并给出具体的工程实例。 2、自密实混凝土技术 （1）主要技术内容 混凝土在自重的作用下，不采取任何密实成型措施，能充满整个模腔而不留下任何空隙的匀质的混凝土称之为自密实混凝土。本技术提供的主要技术内容：对混凝土原材料的技术要求、自密实混凝土设计要点即流动性、充填性、抗离析性以及保塑性和自密实混凝土配合比设计等。 （2）试验方法及评价指标 本技术给出了相应的试验方法和评价指标，并给出如阿在工地控制自密实混凝土拌合物性能的具体规定。 （3）使用范围 适用于难以用机械振捣的混凝土的浇筑。由于自密实混凝土细粉含量较大，更应重视混凝土抗裂性能。在采取抗裂措施的情况下，自密实混凝土抗裂性能相对较差。不适用于连续墙、大面积楼板的浇筑。

光催化剂的制备—开题报告

光催化剂的制备—开题报告.doc 目录 1 文献综 述 ..................................................................... . (1) 1.1 光催化材料发展概 况 ..................................................................... (1) 1.1.1 光催化材料的起源与种 类 ..................................................................... . (1) 1.1.2 改善光催化材料性能的主要方 法 (2) 1.2 目前光催化技术的应 用 ..................................................................... .. (3) 1.3 TiO光催化材料存在的问题与展 望 ..................................................................... ...... 4 2 2 研究目的和意 义 ..................................................................... .. (5)

3 研究内 容 ..................................................................... .. (5) 5 进度计 划 ..................................................................... .. (6) 参考文 献 ..................................................................... (6) 1 文献综述 1.1 光催化材料发展概况 1.1.1 光催化材料的理论基础与种类 [1]自1972年，Fujishima等在Nature上发表的论文揭开了研究光催化技术的序幕。之后的几十年光催化技术在光催化抗菌、光催化污水处理、太阳能光催化分解水制氢等众多领域有了深入的发展。光催化技术以半导体的能带理论为基础。半导体的能带结构一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成，它们之间由禁带分开。当以能量等于或大于半导体禁带宽度的光照射时，价带电子被激发进入导带，在导带上产生带负电的高活性电子(e,)，价带上留下带正电荷的空穴(h+) ，形成电子-空穴对，在电场作用下分离并迁移到粒子表面。 半导体光催化的基本过程可描述为:光激发诱导半导体价带电子跃迁到导带， 藉此，在半导体导带和价带中分别形成电子和空穴;电子-空穴通过晶格迁移到材料表面，该过程中电子-空穴的分离和复合相互竞争;在材料表面的电子和空穴分别与周围反应介质发生还原和氧化反应。换言之，半导体光催化的基本过程可简单描述

简述高性能混凝土的配制和特征2

“ 简述高性能混凝土的特征和配合比技术措施 作者刘会卓 2011年7月 ——————————————————————————成渝客专中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司

简述高性能混凝土的配制和特征 刘会卓 [摘要] 高性能混凝土与普通混凝土的理念、寿命、原材料组成、原材料质量要求、配合比控制、施工过程控制特点和质量检测指标有相同和不同之处。在高性能混凝土这种新型高技术混凝土中，它以耐久性作为设计的组要指标，配制过程中选用优质原材料，且掺加足够数量的矿物质细掺料、外加剂，达到耐久性、工作性、适用性、强度和体积稳定性等性能。 ____________________________________________________________ 关键词：高性能混凝土普通混凝土耐久性高性能减水剂 矿物掺合料氯离子总含量密实剂 _________________________________________________________ 内容： 一高性能混凝土与普通混凝土比较 高性能混凝土是在普通混凝土技术的基础上发展起来的一种新技术混凝土，无论原材料组成、结构、生产制造工艺到性能要求，两者之间既有区别也存在联系如表一列出高性能混凝土与普通混凝土的区别与联系。

表一高性能混凝土与普通混凝土比较 二高性能混凝土的配置要求 为了提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，混凝土中应适量掺加优质的粉煤灰、磨细矿渣粉等矿物掺加料。强度等级不大

于C50的钢筋混凝土可选用国标I级或II级粉煤灰，但应控制粉煤灰的烧 失量不大于5.0%，强度等级不小于C50的预应力混凝土选用国标I级粉煤 灰，但应控制粉煤灰的烧失量不大于3.0%。矿渣粉应采用水淬矿渣。 一般情况下，矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%，当混凝 土中粉煤掺量大于30%时，混凝土的水胶化比大于0.45。预应力混凝土以 及处于冻融环境中的混凝土的粉煤灰的掺量不宜大于30 高性能减水剂与普通减水剂相比较具有一定的引气性，较高的减水率 和良好的坍落度保持性能，与其它减水剂相比，高性能减水剂在配制强度 混凝土和耐久性混凝土时，具有明显的技术优势，根据掺入高性能减水剂， 高效减水剂和普通减水剂的混凝土性能，试验结果进行比较满足高性能减 水剂混凝土在减水、保坍、增强、收缩等优良的性能，如表二受检混凝土 性能指标。 表二受检混凝土性能指标

高性能混凝土施工

第四章混凝土施工工艺基本要求 本章包括混凝土施工的一般要求、混凝土搅拌站、桩基混凝土施工、承墩台混凝土施工、隧道衬砌混凝土施工、涵洞混凝土施工、无碴轨道混凝土施工、梁体混凝土施工、季节施工等。 第一节一般要求 一、施工前准备 1 针对设计、施工工艺和施工环境条件特点等因素，制定严密的高性能混凝土的施工组织设计，建立完善的施工质量保证体系和健全的施工质量检验制度，明确施工质量检验方法。 2 对设计文件进行复核，保证施工中采用的相关标准和技术指标正确无误。 3 对参建人员的资格、施工设备的完好性、原材料和配合比的适用性、工艺方法的可行性、试验检验手段的科学性等进行复查，保证混凝土工程顺利施工。 4 混凝土用原材料产地、质量等级、类型等应与试验配合比用原材料一致。应特别注重原材料的质量稳定。选料时，应充分考虑供货厂家的质量管理制度是否健全，生产能力是否满足现场需要，并保持适度储备。 5 计量设备检查。对生产系统的各计量仪器设备进行计量监督和测试，确定合理的计量参数和计量精度，制定各项保证测量、试验以及施工工艺中各种测试数据准确性的计量措施。 6 承墩台、梁体等重要混凝土结构施工前应进行混凝土试浇筑和试养护，以便对混凝土配合比、施工工艺、施工机具以及养护工艺的适应性进行检验。 二、拌合 混凝土拌合应在搅拌站集中进行。拌合站的基本设施和质量保障措施要求详见本章第二节。 三、运输 1 混凝土运输设备的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，保证浇筑过程连续进行。运输过程中，应确保混凝土不发生离析、漏浆、泌水及坍落度损失过多等现象，运至浇筑地点的混凝土应仍保持均匀性和良好的拌和物性能。 2 混凝土宜采用内壁平整光滑、不吸水、不渗漏的运输设备进行运输。当长距离运输混凝土时，宜采用搅拌车运输；近距离运输混凝土时，宜采用混凝土泵、混凝土料斗或皮带运输。 3 用手推车短距离运输混凝土时，道路或车道板的纵坡不宜大于15%。用机动车短距离运输混凝土时，混凝土的装载厚度不应小于40cm。用轻轨斗车短距离运输混凝土时，轻轨应铺设平整，以免混凝土拌和物因斗车振动而发生离析。手推车、机动车以及轻轨斗车不宜运输流动度较大的泵

高强高性能混凝土技术

高强高性能混凝土技术 2.2.1 技术内容 高强高性能混凝土（简称HS-HPC）是具有较高的强度（一般强度等级不低于C60）且具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土（“四高”混凝土），属于高性能混凝土（HPC）的一个类别。其特点是不仅具有更高的强度且具有良好的耐久性，多用于超高层建筑底层柱、墙和大跨度梁，可以减小构件截面尺寸增大使用面积和空间，并达到更高的耐久性。 超高性能混凝土（UHPC）是一种超高强（抗压强度可达150MPa以上）、高韧性（抗折强度可达16MPa以上）、耐久性优异的新型超高强高性能混凝土，是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料。用其制作的结构构件不仅截面尺寸小，而且单位强度消耗的水泥、砂、石等资源少，具有良好的环境效应。 HS-HPC的水胶比一般不大于0.34，胶凝材料用量一般为480～600kg/m3，硅灰掺量不宜大于10%，其他优质矿物掺合料掺量宜为25%～40%，砂率宜为35%~42%，宜采用聚羧酸系高性能减水剂。 UHPC的水胶比一般不大于0.22，胶凝材料用量一般为700～1000kg/m3。超高性能混凝土宜掺加高强微细钢纤维，钢纤维的抗拉强度不宜小于2000MPa，体积掺量不宜小于

1.0%，宜采用聚羧酸系高性能减水剂。 2.2.2 技术指标 （1）工作性 新拌HS-HPC最主要的特点是粘度大，为降低混凝土的粘性，宜掺入能够降低混凝土粘性且对混凝土强度无负面影响的外加剂，如降粘型外加剂、降粘增强剂等。UHPC的水胶比更低，粘性更大，宜掺入能降低混凝土粘性的功能型外加剂，如降粘增强剂等。 混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒坍落度筒混凝土流下时间（简称倒筒时间）等。对于HS-HPC，混凝土坍落度不宜小于220mm，扩展度不宜小于500mm，倒置坍落度筒排空时间宜为5~20s，混凝土经时损失不宜大于30mm/h。 （2）HS-HPC的配制强度可按公式f cu,0≥1.15f cu,k计算； UHPC的配制强度可按公式f cu,0≥1.1f cu,k计算； （3）HS-HPC及UHPC因其内部结构密实，孔结构更加合理，通常具有更好的耐久性，为满足抗硫酸盐腐蚀性，宜掺加优质的掺合料，或选择低C3A含量（＜8％）的水泥。 （4）自收缩及其控制 1）自收缩与对策 当HS-HPC浇筑成型并处于绝湿条件下，由于水泥继续水化，消耗毛细管中的水分，使毛细管失水，产生毛细管张

高强高性能混凝土技术

高强高性能混凝土技术 2.2.1技术内容 高强高性能混凝土（简称HS-HPC）是具有较高的强度（一般强度等级不低于C60）且具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土（“四高”混凝土）,属于高性能混凝土（HPC）的一个类别。其特点是不仅具有更高的强度且具有良好的耐久性，多用于超高层建筑底层柱、墙和大跨度梁，可以减小构件截面尺寸增大使用面积和空间，并达到更高的耐久性。超高性能混凝土（UHPC）是一种超高强（抗压强度可达150MPa以上）、高韧性（抗折强度可达16MPa以上）、耐久性优异的新型超高强高性能混凝土，是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料。用其制作的结构构件不仅截面尺寸小，而且单位强度消耗的水泥、砂、石等资源少，具有良好的环境效应。 HS-HPC的水胶比一般不大于0.34,胶凝材料用量一般3,硅灰掺量不宜大于10%,其他优质矿物为480?600kg/m掺合料掺量宜为25%?40%,砂率宜为35%?42%,宜采用聚竣酸系高性能减水剂。 UHPC的水胶比一般不大于0.22,胶凝材料用量一般为3o 超高性能混凝土宜掺加高强微细钢纤维，1000kg/m?700, 体积掺量不

宜小于2000MPa钢纤维的抗拉强度不宜小于 1.0%,宜采用聚竣酸系高性能减水剂。 2.2.2技术指标 (1)工作性 新拌HS-HPC最主要的特点是粘度大，为降低混凝土的粘性，宜掺入能够降低混凝土粘性且对混凝土强度无负面影响的外加剂，如降粘型外加剂、降粘增强剂等。UHPC的水胶比更低，粘性更大，宜掺入能降低混凝土粘性的功能型外加剂，如降粘增强剂等。 混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒坍落度筒混凝土流下时间(简称倒筒时间)等。对于HS-HPC,混凝土坍落度不宜小于220mm,扩展度不宜小于500mm,倒置坍落度筒排空时间宜为5?20s,混凝土经时损失不宜大于30nun/ho 21?15f计算；HS-HPC的配制强度可按公式f (2) cu.kcu,0 2 1.If 计算；fUHPC的配制强度可按公式cu.kcu.o (3) HS-HPC 及UHPC因其内部结构密实，孔结构更加合理，通常具有更好的耐久性，为满足抗硫酸盐腐蚀性，宜掺加优质的掺合料，或选择低CA含量(V8%)的水泥。3 (4)自收缩及其控制 1)自收缩与对策 当HS-HPC浇筑成型并处于绝湿条件下，由于水泥继续水化，消耗毛细管中的水分，使毛细管失水，产生毛细管张. 力（负压），引起混凝土收缩，称之自收缩。通常水胶比越

高性能混凝土制备与施工

高性能混凝土制备与施工 高性能混凝土的形成不仅取决于原材料、配合比以及硬化后的物理力学性能，也与混凝土的制备与施工有决定性关系。高性能混凝土的制备与施工应同工程设计紧密结合，制作者必须了解设计的要求、结构构件的使用功能、使用环境以及使用寿命等。 1．高性能混凝土的拌制 （1）高性能混凝土的配料 应严格控制配制高性能混凝土原材料的质量，包括对原材料供应源的调查和预先的抽样检测以及原材料进场后的抽样检测，如水泥不仅应抽样复试，而且应该做快测强度以及凝结时间的试验。还应确立合理的骨料、水泥、外掺粉、外加剂的贮运方式，保证使用过程先进先出，材质均匀，便于修正。 高性能混凝土的配料可以采用各种类型配料设备，但更适宜商品化生产方式。混凝土搅拌站应配有精确的自动称量系统和计算机自动控制系统，并能对原材料品质均匀性、配合比参数的变化等，通过人机对话进行监控、数据采集与分析。但无论哪种配料方式，均必须严格按配合比重量计量。计量允许偏差严于普通混凝土施工规范：水泥和掺合料±1％，粗、细骨料±2%，水和外加剂±1％。配制高性能混凝土必须准确控制用水量，砂、石中的含水量应及时测定，并按测定值调整用水量和砂、石用量。严禁在拌合物出机后加水，必要时可在搅拌车中二次添加高效减水剂。高效减水剂可采用粉剂或水剂，并应采用后掺法。当采用水剂时，应在混凝土用水量中扣除溶液用水量；当采用粉剂时，应适当延长搅拌时间（不少于30s）。 （2）高性能混凝土的搅拌 由于高性能混凝土用水量少，水胶比低，胶凝材料总量大，拌合时较粘稠，不易拌合均匀，因此需用拌合性能好的强制式搅拌设备。卧轴式搅拌机能在较短时间里将混凝土搅拌均匀，故推荐使用这种设备，禁止使用自落式搅拌机。国外引进设备中有新型逆流式或行星式搅拌机，效果也很好。 高性能混凝土拌合物的特点之一是坍落度经时损失快。控制坍落度经时损失的方法，除选择与水泥相容性好的高效减水剂外，可在搅拌时延迟加入部分高效减水剂或在浇筑现场搅拌车中调整减水剂掺量。拌制高性能混凝土投料顺序可见

高性能混凝土技术作业

《高性能混凝土技术》大作业 问答题： 1、学术界和工程界长期以来对待混凝土水泥材料组分存在哪些错误 认识造成了什么后果1 （1）振动加压成型的的高强混凝土 （2）掺高效减水剂配置高效混凝土 （3）采用矿物外加剂配制高性能混凝土 水灰比越小其混凝土强度越高，但是混凝土的和易性会变差，对于施工来说不利。（混凝土中的水量越大，在混凝土中水泥水化后，其原来水所占的体积变为空隙，使混凝土密实性变差，从而影响到混凝土的强度） 随WB的增加混凝土在各个龄期的干缩率显着增加， 水灰比越大，混凝土内部的孔隙率也越大，渗透性就越大，CO2渗入速度越快，因而碳化速度也越快。 随着W／B的增加，混凝土的扩散系数增加，抗渗性能下降 2、高性能混凝土与传统混凝土的主要区别。 1、高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。 2、高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。 3、高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。 4、高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。 概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。 3、试述高性能混凝土的主要技术路线，低水胶比对混凝土的影响反 映在哪些方面1 （1）振动加压成型的的高强混凝土 （2）掺高效减水剂配置高效混凝土 （3）采用矿物外加剂配制高性能混凝土 水灰比越小其混凝土强度越高，但是混凝土的和易性会变差，对于施工来说不利。（混凝土中的水量越大，在混凝土中水泥水化后，其原来水所占的体积变为空隙，使混凝土密实性变差，从而影响到混凝土的强度） 随WB的增加混凝土在各个龄期的干缩率显着增加， 水灰比越大，混凝土内部的孔隙率也越大，渗透性就越大，CO2渗入速度越快，因而碳化速

C50高性能混凝土配合比设计和施工控制技术

C50高性能混凝土配合比设计和施工控制技术 肖希新屈文强 随着社会经济的发展，山区经济建设也随社会大潮而突飞猛进，山区高速公路的修建也是日新月异，质量要求也越来越高。面对中国就样一个多山国家，面对这样一个前景广阔的市场，我们深深感到这是路桥人的一种机遇，也是一种挑战！ 混凝土是现代土建工程中最主要的建筑材料，据估计，我国每年的混凝土年用量达5亿立方米以上。近几年来，随着工程发展的需要，在大高度，大跨度，大荷载等方面，混凝土发展呈现出由高强混凝土（HSC向高性能混 凝土（HPC发展趋势。这主要是因为高强度混凝土本身存在的缺点不符合和不能满足工程的需要，其主要缺点包括：（1）脆性，易于开裂和突然破坏；（2）由于水灰比小带来的工作性（流动性，可泵性，均匀性等）差；（3）单位水泥用量大带来的稳定性和经济性问题；（4）由于体积稳定性差（收缩，膨胀）带来的耐久性问题。而高性能混凝土则克服了以上缺点，具有易于浇注，捣实而不离析，高超的、能长期保持的力学性能，高早期强度，高韧性，体积稳定，在严寒环境中使用寿命长等优点。因此即使在不良的结构细节和施工条件下，高性能混凝土也能增强混凝土结构的可靠性。 高性能混凝土与高强度混凝土相比，从单一重视强度到工作性，耐久性与强度并重，还可根据工程要求，突出一二种性能，而这靠传统的组分，普通的拌合，浇注与养护方法是不可能配制出的。高强高性能混凝土是混凝土技术的一个重要发展方向，它适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣环境条件的需要，符合现代施工技术采用工业化生产（工厂预拌混 凝土，工厂预制构件）的要求。然而，虽然目前高强高性能混凝土试验室的配制已达

高性能混凝土制备与施工技术

高性能混凝土制备与施工技术 高性能混凝土的形成不仅取决于原材料、配合比以及硬化后的物理力学性能，也与混凝土的制备与施工有决定性关系。高性能混凝土的制备与施工应同工程设计紧密结合，制作者必须了解设计的要求、结构构件的使用功能、使用环境以及使用寿命等。 1.高性能混凝土的拌制； 2.1高性能混凝土的配料； 高性能混凝土的配料可以釆用各种类型配料设备，但更适宜商品化生产方式。混凝土搅拌站应配有精确的自动称量系统和计算机自动控制系统，并能对原材料品质均匀性、配比参数的变化等，通过人机对话进行监控、数据釆集与分析。但无论哪种配料方式，均必须严格按配合比重量计量。计量允许偏差严于普通混凝土施工规范：水泥和掺合料士1%, 粗、细骨料±2%,水和外加剂土 1%。配制高性能混凝土必须准确控制用水量，砂、石中的含水量应及时测定，并按测定值调整用水量和砂、石用量。严禁在拌合物出机后加水，必要时可在搅拌车中二次添加高效减水剂。高效减水剂可釆用粉剂或水剂，并应采用后掺法。当采用水剂时，应在混凝土用水量中扣除溶液用水量；当采用粉剂时，应适当延长搅拌时间（不少于30s）o 2.2高性能混凝土的搅拌； 高性能混凝土由于水胶比低，胶凝材料总量大，黏性大，同时又有较高的密实度要求，不易拌合均匀，所以对搅拌机的型式与搅拌工艺有一定要求。应采用卧轴强制式搅拌机搅拌。搅拌时应注意外加剂的投入时间，应在其他材料充分搅拌均匀后再加入，而不能使其与水泥接触，否则将影响高性能混凝土的质量。 高性能混凝土的搅拌时间，应该按照搅拌设备的要求，一般现场搅拌时间不少于 120s,预拌混凝土搅拌时间不少于90s。 2.高性能混凝土拌合物的运输和浇筑； 2.1高性能混凝土拌合物的运输； 长距离运输拌合物应使用混凝土搅拌车，短距离运输可用翻斗车或吊斗。装料前应考虑坍落度损失，湿润容器内壁和清除积水。 第一盘混凝土拌合物出料后应先进行开盘鉴定。按规定检测拌合物工作度（包括冬季施工岀罐温度），并按计划留置各种试件。混凝土拌合物的输送应根据混凝土供应申请单, 按照混凝土计算用量以及混凝土的初凝、终凝时间，运输时间、运距，确定运输间隔。混凝土拌合物进场后,?除按规定验收质量外，还应记录预拌混凝土出场时间、进场时间、入模时间和浇筑完毕的时间。 2.2高性能混凝土拌合物的浇筑； 现场搅拌的混凝土出料后，应尽快浇筑完毕。使用吊斗浇筑时，浇筑下料高度超过 3m 时应采用串筒。浇筑时要均匀下料，控制速度，防止空气进入。除自密实高性能混凝土外，应釆用振捣器捣实，一般情况下应用高频振捣器，垂直点振，不得平拉。浇筑方式，应分层浇筑、分层振捣，用振捣棒振捣应控制在振捣棒有效振动半径范围之内。混凝土浇筑应连续进行，施工缝应在混凝土浇筑之前确定，不得随意留置。在浇筑混凝土的同时按照施工试验计划，留置好必要的试件。不同强度等级混凝土现浇相连接时，接缝应设置在低强度等级构件中，并离开高强度等级构件一定距离。当接缝两侧混凝土强度等级不同且分先后施工时，可在接缝位置设置固定的筛网（孔径5mmX5mm）,先浇筑高强度等级混凝土，后浇筑低强度等级混凝土。

高性能混凝土施工技术方案

高性能混凝土施工技术方案 一、编制依据： 1、施工指导性文件 1）乌鲁木齐市人民政府办公厅批转关于推广使用高性能混凝土实施意见的通知，乌政办【2011】241号文 2）关于在乌鲁木齐地区加快应用高性能混凝土的通知，乌建发【2014】46号文 3）关于下发《乌鲁木齐市高性能混凝土相关技术要求》的通知，乌建发【2014】47号文 4）关于高性能混凝土检测有关事宜的通知，乌建发【2014】291号文 5）关于在乌鲁木齐地区进一步规范新高性能混凝土应用的通知，乌建发【2015】81号文 6）关于举办高性能混凝土应用技术标准培训的通知，乌建发【2016】263号文 2、施工采用的规范标准 1）高性能混凝土应用技术规程CECS207—2006 2）高新更混凝土应用技术指南（中国建设工业出版社）

3）高性能混凝土评价标准JGJ/T385—2015 4）预拌混凝土绿色生产及管理技术规程JGJ/T328 5）普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T5008 6）普通混凝土长期性和耐久性试验方法GB/T50082 7）建筑地基、基础工程施工规范GB51004—2015 8）混凝土结构工程施工规范GB50666—2011 9）混凝土质量控制标准GB50164—2011 10）混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204—2010

3、施工图纸 二、工程概况 1、基本概况

2、设计高性能混凝土部位情况 三、施工部署 1、施工要求 本工程全部采用预拌混凝土，先施工垫层、防水板、地梁、柱基、墙、梁、板采用汽车泵泵送，先下后上。 根据施工工序及工期安排、混凝土浇筑尽量安排在白天

桥梁高性能混凝土制备与应用技术指南

四川省交通建设技术指南 编号：SCG F51—2010 桥梁高性能混凝土制备与应用技术指南 2010年5月1日 发布 2010年6月1日 实施 四川省交通运输厅 发布

前 言 水泥混凝土是当今世界最大用量的人工制备材料和最主要的土木建筑工程材料，而处于经济高速发展的中国，其生产量约占世界总量的一半。随着桥梁向复杂地形地质条件的山区发展和工程科学技术进步，对水泥混凝土材料性能和品质要求越来越高，各种桥型不断向着更高、更大、更深、更新的空间和规模发展，现有水泥混凝土制备与施工技术受到了严峻挑战。传统混凝土桥梁的混凝土配合比是按强度进行设计的，仅能满足工程的强度需要并符合一般耐久性要求，并且没有针对桥梁结构构造特点制定专门的规范。因此，提高混凝土品质，是实际工程十分突出的问题。特别是我国西部地区，由于地形气候条件复杂，地震烈度高，虽然全年干旱少雨，但日照时间长，早晚温差和季节温差大，桥梁结构作用环境异常恶劣，桥梁受到多种环境因素的共同作用，破坏更为严重和复杂。针对桥梁结构的特点，开展混凝土品质研究，对提高混凝土桥梁结构质量、延长桥梁结构使用寿命，提高投资效益，具有重大意义。 本指南是在《桥梁高性能混凝土制备与应用技术研究报告》、《高性能混凝土的研究与应用》等科研项目研究成果基础上，参考相关混凝土配合比设计、施工等规程、规范和众多学者论文等资料，编制完成的。其主要特点为：根据桥梁使用混凝土特点，定义了桥梁高性能混凝土的内涵；基于骨料最紧密堆积和最佳浆骨比理论，提出了高性能混凝土配合比实测－计算－试配的设计方法；制定了水泥、外加剂、矿物掺合料和骨料的技术要求；制定了大体积低水化热高性能混凝土、自然浇注自密实钢管混凝土、箱型结构高性能混凝土、桥面防裂防渗高性能混凝土等不同部位桥梁高性能混凝土的性能指标、技术措施。其内容包括了基本规定、原材料要求、不同环境作用混凝土配合比设计要求、耐久性混凝土设计要求、混凝土试配与调整、施工验收等技术要求。适用于内陆大气环境条件的混凝土桥梁C30以上高性能混凝土制备及应用。 混凝土材料历史悠久，近年来发展迅速，但在我国没有针对桥梁混凝土制备与施工技术的规范、规程。根据研究成果，编制《指南》为设计施工技术人员提供参考是有益的。我们热诚希望读者在使用《指南》过程中，不吝提出宝贵意见和建议。希望