2016-10-30 12:26:15

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抗冻性是指材料抵抗多次"冻融循环"而不疲劳、破、坏的性质。植物机体细胞内的生物膜体系与植物抗冻性有密切关系。当植物遇到低温时,生物膜便会发生相变,即从液晶相变成凝胶状态,并使膜的结构破坏,结果在原生质膜上形成透性较大的非脂类的"洞穴",成为许多电解质自由出入的通道,细胞质内的溶胶因而大量排出,最终引起植物死亡。

基本信息

  • 中文名

    抗冻性

  • 水泥抗冻性

    中图分类号:TQ172.44

  • 所属学科

    生态学

  • 材料抗冻性

    多次冻融循环

折叠 编辑本段 材料抗冻性

指材料在吸水饱和的状态下经历多次冻融循环,保持其原有性质或不显著降低原有性质的能力。

植物的抗冻性

当大气温度降到摄氏零度以下时,一些植物由于抵御不了严寒而受冻致死,而另一些植物却能在冰天雪地里傲然挺立,生机盎然。这是由于不同植物的抗冻本领有着显著差异的缘故。

植物机体细胞内的生物膜体系与植物抗冻性有密切关系。当植物遇到低温时,生物膜便会发生相变,即从液晶相变成凝胶状态,并使膜的结构破坏,结果在原生质膜上形成透性较大的非脂类的“洞穴”,成为许多电解质自由出入的通道,细胞质内的溶胶因而大量排出,最终引起植物死亡。因此,抗冻的植物必须具备以下几个特性。

第—,在温度降低时,必须能够维持机体内生物膜正常的液晶相;第二,具备膜结构上的稳定性,这种稳定性与植物品种的抗寒性成正相关;第三,能够避免细胞内结冰,以防止冰晶对膜的破坏;第四,细胞内的水流到细胞外结冰也会造成一定的伤害,这是因为冰冻脱水会引起细胞干旱,使蛋白质变性,同时也会使细胞发生收缩塌陷,使细胞质膜遭到破坏所致。因此,还必须具备抗冻脱水的性能。但是,各种植物对上述要求的抗冻性并不相同,有些只具备其中的一种或两种,有的甚至完全不具备,因而便出现了有些品种怕寒、有些品种抗冻的现象。如西红柿、黄瓜、香蕉、菠萝等,在10摄氏度以下就常常发生寒害,而松、柏、竹、云杉等,却能够在白雪皑皑、冰天雪地的环境中正常存活。

和冷害作斗争,预防低温对作物造成的危害,主要应从提高作物抗冻性和防止不利气候因素对作物影响两个方面入手。经过抗寒锻炼,可以人为地促进植物体内一系列生理上的转变,从而增加其抗冻能力。

在大田条件下,抗寒锻炼要经过两个阶段:一是让植物在入冬前的好天气进行旺盛的光合作用,积累更多的“保护物质”,即越冬所需的营养物质(糖和氨基酸等),增加膜脂中不饱和脂肪酸的含量,这对防止生物膜的相变、稳定膜结构是很重要的。二是在晚秋稳定的低温条件下,控制田间灌水,使植物能够进行细胞间隙的正常脱水过程和原生质胶体状态的正常改变,并使植物组织中自由水含量减少,因而也减少了组织结冰的可能性。经过上述两个方面的锻炼,细胞原生质对不良条件的反应便会变得迟钝,抗冻能力自然就会显著增加。

作物抗冻性的强弱与品质的特性、栽培措施等都有密切关系。秋播作物、强冬性品种应适时早播,利用秋高气爽、强光照晒等有利条件,培育健壮的幼苗,增强抗寒能力,促使其安全越冬。春性强的品种,则不宜播种太早,否则冬前营养生长过旺,抗寒准备不足,易造成死苗。此外,适宜的播种深度、垄作、施用有机肥、增施磷钾肥等,都可增加作物的抗寒本领。

早春天气变化剧烈,当冬小麦返青后,抗寒锻炼效应逐渐消失,如遇晚霜则极易受冻。针对这种情况,可采取熏烟、灌水等措施,在育苗时采用温棚、温床、阳畦、塑料薄膜和土壤保温剂等,均可克服低温的不利因素而提早播种。此外,还可设置风屏、覆盖等,改变作物生长的小气候,避免低温的危害。利用冰冻保护和激素控制等方法也能达到增强植物抗冻能力的目的,例如,当把蔗糖、二甲基砜或聚乙二醇等加到植物芽和组织的显微切片上,或细胞悬浮培养物的冰质介质中去时,植物忍耐冰冻的能力便显著增加。这类物质称为冰冻保护剂。

最近,从以马铃薯等无菌苗为材料的研究中发现,培养基中添加植物激素脱落酸(ABA),在常温下培养半个月,其所诱导的抗寒性与低温2℃锻炼效果相似。目前,这种方法已经开始用于增加葡萄、柑橘等果树防冻的科研与生产实践中。

折叠 编辑本段 水泥抗冻性

[摘要]本文研究了不同矿渣掺量水泥在气冷水融快速冻融条件下的抗冻性。试验表明,在矿渣掺量在35%以内时,矿渣掺量对水泥抗冻性影响不大,但矿渣掺量超过35%,抗冻性明显下降。孔结构试验也证实,对抗冻性起重要作用的50nm~100nm孔和平均孔径在35%左右都有最低点。

关键词:矿渣掺量抗冻性水泥砂浆

中图分类号:TQ172.44

折叠 前言

水泥矿渣做为混凝土的掺和料在很多工程上大量使用,甚至等量取代水泥后,硬化浆体的后期强度仍超过比对水泥。但毕竟矿渣在水淬时除形成大量的玻璃体外只含有少量的钙铝镁黄长石和硅酸一钙、硅酸二钙,自身水硬性微弱,只能通过熟料水化或外加的碱性物质激发才能发挥其活性,而硬化水泥试体要保持自身水化产物的稳定性也要求存在一定量OH-和SO42-。大量掺加矿渣是否会影响到硬化水泥试体结构,影响其耐久性?本文研究了矿渣在不同掺量时水泥抗冻性能试验,并进行了孔结构的研究。

折叠 材料与方法

1.1原材料及水泥配比

用水泥熟料和矿渣制样。熟料和石膏破碎至小于3mm,矿渣和石膏烘干至水分小于1%,将破碎后的熟料、石膏、矿渣均化。原材料的化学分析见表1。按表2配比方案进行制样,随矿渣掺量增加,水泥中SO3进行了适量增加。用试验小磨(Φ500mm×500mm)制备水泥样品,控制水泥的比表面积在350m2/kg~360m2/kg,80μm筛余<1.5%。

折叠 试验方法

2.1水泥胶砂强度试验

按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度试验方法(ISO法)》成型强度。

2.2抗冻性

按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度试验方法(ISO法)》成型两组4×4×16cm胶砂试体,在标准条件下养护28天,另外一组在-15℃~20℃快速冻融50个循环后进行试验。以两者强度的变化衡量水泥抗冻融性的好坏。冻融试验采用日本圆井的自动冻融试验机,空气中冷冻,水中融化。进行50个循环约需3天时间。

3.3孔结构分析

将按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度试验方法(ISO法)》成型的试体养护至28天时,取块状试样用大量无水乙醇终止水化,干燥后进行孔结构分析。仪器为美国生产的Auto9420型自动测孔仪。

折叠 编辑本段 结果与分析

折叠 水泥胶砂强度

试样的强度数据见表3。

从表3可以看出:随矿渣掺量增加3天、7天、28天强度都有所下降。按GB/T18046-2001《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准,通过HHK1与HHK6强度计算可知,该矿渣7天活性指数约在53%,28天活性指数约在65%。矿渣活性不高,符合目前水泥厂使用矿渣的活性现状。

折叠 抗冻性试验

图1结果显示:随矿渣掺量的增加,冻融后硬化硬化水泥试体的抗压强度下降百分数在-13.3%~-65.0%之间。矿渣掺量小于35%时,试体抗冻性变化不大,随矿渣掺量的增加还略有上升。在矿渣掺量大于35%后,试体抗冻性下降很快。一些学者认为,抗冻性主要取决于强度。强度高,抗冻性就好。笔者认为,抗冻性与试体密实程度有一定关系。

折叠 孔结构分析

有关结冰时的破坏机理已经进行了不少研究,主要有静水压和渗透压两种理论。无论那种理论都会涉及到样品中的孔结构。孔的大小、孔径分布以及孔的开口与否和连通情况都与抗冻性有关。不同学者对硬化水泥试体中孔的分类有不同看法,一般认为<5nm的为凝胶孔[1],对试体收缩性能有影响。10nm~50nm为小毛细孔,会影响试体强度、渗透性、收缩。50nm~1500nm为大毛细孔,会影响强度、渗透性。水的结晶压力主要对小毛细孔作用较大。

因为对于大孔及开口孔,结晶压力可以顺利释放。而对于凝胶孔,即使有水进入,水量也较少,产生的压力较小。且凝胶孔周围的凝胶也会对压力缓冲,不会直接造成水泥强度的下降。

我们对矿渣掺量不同的水泥样品进行了孔不同范围的孔其百分数变化趋势是不一样的,20nm~50nm孔百分数变化的幅度最大。有研究[2]表明,孔径为20nm~50nm的孔部分集中在混合材颗粒周围的界面裂缝。这部分孔可能与矿渣颗粒的水化关系密切。少量掺加矿渣,能对水泥石结构起到密实的作用,但超过一定限度,矿渣颗粒周围又会成有害孔聚集的地方。孔掺量孔结构变化趋势分析见表4。我们重点分析5nm~100nm的孔的情况,这部分孔也是造成胶砂试体抗冻性变化的主要原因。

表4表明,不同大小的孔随矿渣掺量变化的突变点也集中在35%处,与水泥胶砂抗冻性的宏观性能数据吻合。

折叠 结论

1、矿渣掺量在35%以内时,水泥抗冻性变化不大,但掺量超过35%时,水泥抗冻性下降很快。水泥生产和使用单位应提起注意。

2、孔径大小不同,随矿渣掺量变化的情况不同,但曲线的突变点一般集中在35%左右,与抗冻性试验相吻合。

折叠 编辑本段 混凝土抗冻性

折叠 前言

混凝土的耐久性是混凝土抵抗气候变化、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力,当在暴露的环境中,能耐久的混凝土应保持其形态、质量和使用功能。混凝土的耐久性研究内容包括:钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容,在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。

我国地域辽阔,有相当大的部分处于严寒地带,致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。根据全国水工建筑物耐久性调查资料,在32座大型混凝土坝工程、40余座中小型工程中,22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题,大坝混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区,兴建的水工混凝土建筑物,几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外,地处较为温和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。

因此,混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一,严重影响了建筑物的长期使用和安全运行,为使这些工程继续发挥作用和效益,各部门每年都耗费巨额的维修费用,而这些维修费用为建设费用的1~3倍。美国投入混凝土基建工程的总造价为16万亿美元,据估计今后每年用于混凝土工程维修和重建的费用估计达3000亿美元。

外加剂改善抗冻耐久性技术研究动态

折叠 引气剂

长期的工程实践与室内研究资料表明:提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。引气剂是具有增水作用的表面活性物质,它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力和表面能,使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。这些气泡切断了部分毛细管通路能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解,不使混凝土遭到破坏,起到缓冲减压的作用。这些气泡可以阻断混凝土内部毛细管与外界的通路,使外界水份不易浸入,减少了混凝土的渗透性。同时大量的气泡还能起到润滑作用,改善混凝土和易性。因此,掺用引气剂,使混凝土内部具有足够的含气量,改善了混凝土内部的孔结构,大大提高混凝土的抗冻耐久性。国内外的大量研究成果与工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高。

美国是最早开始研究引气剂的国家,自1934年在美国堪萨斯州与纽约州道路工程施工中发现引气混凝土,至今已有半个多世纪。挪威1974年首次在大坝中使用引气剂,经过20年运行后,掺引气剂的混凝土表面完好无损,而未掺引气剂的混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。我国这方面的工作始于50年代。我国混凝土学科创始人吴中伟教授,在50年代初期就强调了混凝土抗冻的重要性,并创先研制了松香热聚物加气剂(引气剂),应用于治淮水利混凝土工程,开创了我国采用引气剂而提高混凝土抗冻耐久性的先河。范沈抚(1991年)分析了掺引气剂混凝土的抗压强度和抗冻耐久性,得出与上述同样结论:掺用引气剂,使混凝土达到足够的含气量要求,可改善混凝土的孔结构性质,并明显改善混凝土的抗冻耐久性。

国内外许多学者研究了影响混凝土抗耐久性的因素,Seibel,Sellebold,Malhotra,Pigen等人研究表明:混凝土的含气量、临界气泡间距、水灰比、骨料、临界饱水度和降温速度等因素综合决定了混凝土的抗冻耐久性能。StarkandLudwig(1993)提出:水泥熟料中C3A的含量的增加会提高其混凝土的抗冻耐久性,但会降低混凝土抵抗盐冻能力。OsamaA.Mohamed(1998)研究了水泥品种,引气剂质量及引气的方法对混凝土抗冻融耐久性影响,得出:引气能显著提高混凝土的抗冻融性,然而,长期处于冻融循环的混凝土的抗冻能力则取决于天气的恶劣程度及冻融周期的频率。关英俊,范沈抚(1990)讨论了提高水工混凝土抗冻耐久性的技术措施,提出耐冻混凝土必须正确进行配合比设计,掺优质引气剂,减小水灰比,合理选用原材料,还要严格按施工规范技术要求施工,加强养护。

范沈抚(1993)进一步研究得出:混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性的根本所在。混凝土的抗冻耐久性随孔结构性质变化而变化,当孔间距系数小于250μm时,混凝土抗冻耐久性指数基本能达到60%以上,即可经受300次快速冻融循环试验。这一点与Powers的临界孔间距概念相符:早在50年代,鲍尔斯(T.C.Powers)等人首先开展了掺引气剂硬化混凝土孔结构的测试分析研究,并提出了满足混凝土抗冻耐久性要求的孔间距系数的重要概念:即当孔间距小于临界孔间距(<250μm)时混凝土是抗冻的。宋拥军(1999)认为,只要引气量合适,普通混凝土均能获得较高的抗冻耐久性。引气混凝土中气泡平均尺寸及其间距随水灰比的增大而加大,同时水泥浆中可冻水的百分率也相应加大,从而导致混凝土抗冻耐久性的显著下降,因此,不能忽视对水灰比的限制。

朱蓓蓉,吴学礼,黄土元(1999)认为:合理的气泡结构是混凝土抗冻耐久性得以真正改善的关键,然而,气泡体系形成、稳定与气泡结构的建立密不可分,因此高度重视气泡体系稳定性的问题就显得更加重要。他们根据国外的研究成果和部分实验结果得出结论:影响混凝土中气泡体系形成与稳定性的因素有混凝土各组成材料、混凝土配合比、拌合物特性以及外界条件,如环境温度、搅拌、运输和浇灌技术等。针对不同环境条件、不同工程要求的混凝土,必须进行适应性试验,才能使得硬化混凝土具有设计所要求的含气量和合理的气泡结构,增进了混凝土工程界对引气剂应用技术的认识。

由以上众多学者的研究表明:混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性及其它性质的根本所在。掺引气剂可以改善混凝土孔结构性质,因此,测试硬化混凝土孔结构性质是研究混凝土抗冻耐久性能的有效途径和方法之一。

引气剂的掺入虽然是提高混凝土抗冻耐久性最有效的手段,但引气剂的掺入同时会引起混凝土其它性能降低,如强度、耐磨蚀能力等。

折叠 减水剂

目前,减水剂的应用也成为混凝土不可缺少的组份,使用减水剂可以大幅度降低混凝土的水灰比(水胶比),提高混凝土的强度和致密性,使混凝土抵抗冻融破坏的能力提高,从而提高混凝土的抗冻耐久性。迟培云,李金波,扬旭等(2000)研究了在混凝土中掺入高效减水剂可取得的技术经济效果如下:(1)保持和易性不变,可减水25%,R28%提高90%,抗渗性提高4~5倍;(2)保持和易性不变,节约水泥25%,R28提高26%,抗渗性提高2倍;(3)保持用水量和水泥用量不变,R28提高27%,抗渗性提高3倍。

折叠 矿物掺合料

改善混凝土抗冻耐久性技术研究动态

混凝土是各种建筑工程上应用最广泛、用量最多的人造建筑材料,目前,我国正处在大规模的基础建设时期,对混凝土的需求量也就更大。因此,有效地降低混凝土的成本,提高混凝土的各项技术性能,对于充分利用有限的投资,延长混凝土结构的使用寿命,减少自然资源的消耗,保护生态平衡,有着非常巨大的经济效益和社会效益。

在混凝土的基本组成材料中,水泥的价格最贵,因此,在满足对混凝土质量要求的前提下,单位体积混凝土的水泥用量愈少愈经济。因此,用一些具有活性的掺和料(硅粉、矿渣、粉煤灰)来替代一部分水泥正在被广泛的应用。

折叠 硅粉的掺入

近年来,硅粉混凝土也已应用于混凝土工程各个领域,其抗冻耐久性问题已引起人们的普遍重视,在丹麦、美国、挪威等国家,硅粉作为混凝土混合材已经得到了广泛的应用。但关于硅粉混凝土的抗冻耐久性,各国学者结论各异。

日本的Yamato等人通过试验得出结果:非引气混凝土当水/(水泥+硅粉)=0.25,不管硅粉的掺量如何,皆具有良好的抗冻耐久性。加拿大的Malhotra等人通过试验得出:引气硅粉混凝土不管水灰比多少,硅粉掺量15%以下时都具有较高的抗冻耐久性。我国学者丁雁飞,孙景进(1991)通过实验探讨了硅粉对混凝土抗冻耐久性的影响,得出结论:非引气硅粉混凝土的抗冻耐久性与基准混凝土比较,在胶结材总量相同,塌落度不变的条件_下,非引气硅粉混凝土的抗冻能力高。范沈抚(1990)得出:在相同含气量的情况下,掺15%的硅粉混凝土比不掺硅粉的基准混凝土,气孔结构有很大的改善。硅粉对抗冻耐久性有显著的效果,但硅粉的产量有限而且成本较高。

折叠 矿渣的掺入

磨细矿渣与混凝土内水泥水化生成的Ca(OH)2结合具有潜在的活性,但磨细矿渣对提高混凝土的抗冻融性目前也不少研究。张德思,成秀珍(1999)通过试验得出结论:随着矿渣掺量的增加,其混凝土的抗冻融性能愈差,但掺合比例合适时,抗冻性能与普通混凝土相比有较大改善。

折叠 粉煤灰的掺入

国内外粉煤灰应用已有几十年的历史。最早研究粉煤灰在混凝土中应用的是美国加洲理工学院的R.E.Davis,1993年他首次发表了关于粉煤灰用于混凝土的研究报告。到本世纪五、六十年代,粉煤灰作为一种工业废料,其活性性能被进一步研究和推广,不仅仅是为了节约水泥,更主要是为了改善和提高混凝土的性能。美国加洲大学Mehta教授指出,应用大掺量粉煤灰(或磨细矿渣),是今后混凝土技术进展最有效、也是最经济的途径。

国内外有关资料表明:粉煤灰混凝土的抗冻能力随粉煤灰掺量的增加而降低,和相同强度等级的普通混凝土相比较,28d龄期的粉煤混凝土试件抗冻耐久性试验结果偏低,随着粉煤灰混凝土技术的深入研究和发展,引气粉煤灰混凝土的抗冻耐久性研究已越来越多地引起人们的关注。LinhuaJiang等学者(2000)通过研究高掺量粉煤灰混凝土水化作用得出:粉煤灰的掺量和水灰比影响了高掺量粉煤灰混凝土的孔结构,并且随着掺量和水灰比的增加而孔隙率增加,但随时间的延长,孔隙率会下降。这是因为粉煤灰的掺入改善了混凝土的孔尺寸,但最大掺量不得超过70%。游有鲲、缪昌文、慕儒等(2000)对粉煤灰高性能混凝土抗冻耐久性的研究表明:水胶比在0.25-0.27范围内,随着粉煤灰内掺量的提高,不掺引气剂,混凝土抗冻耐久性随粉煤灰增加而增加。当掺引气剂后,混凝土抗冻耐久性有先升后降的趋势,既存在最佳的粉煤灰掺量为30%。习志臻(1999)认为:相对于许多混凝土而言,粉煤灰高性能混凝土提高了混凝土的抗渗、抗冻、抗碳化能力。田倩、孙伟(1997)讨论了掺入硅灰、超细粉煤灰及两者的复合物对抗冻耐久性能的影响以及钢纤维的阻裂效应对混凝土抗冻耐久性能的作用。实验证明:当超细粉煤灰与硅灰相掺时,提高抗冻耐久性的效果尤为显著,其冻融循环300次以后,动弹性模量与重量基本无变化,而钢纤维的进一步复合有利于混凝土抗冻耐久性的改善。由此可见,双掺或多掺矿物的复合效应对混凝土抗冻耐久性的提高是值得研究的课题。

折叠 ​冻融技术现状

目前,高强度混凝土已在工程中得到广泛应用,但是,由于理论上认为高强度混凝土应具有较高的抗冻能力,所以对高强度混凝土的抗冻性的研究并不多。

由于试验结果限制,高强混凝土本身抗冻融能力仍有争论。Marchandetal.(1995)认为:当水胶比为0.3,并且硅灰掺量为20%-30%时,混凝土需要适当的引气来增强抗冻融能力,只有当水灰比低于0.25时,混凝土不需要引气。李金玉(1998)从宏观和微观结构两个方面研究高强度混凝土的抗冻性及其冻融的破坏规律,并配制出C60.C80.C100高强混凝土。在C60高强混凝土的基础上,掺用优质引气剂配制成C60引气混凝土,该混凝土具有超高抗冻性,进行1200次快速冻融循环后,相对冻弹性模量仅为92.6%,为开发研制高强度高耐久性能的混凝土提供基础。然而,21世纪的混凝土是高性能混凝土,是混凝土技术的主要发展趋势。著名的中国工程院资深院士吴中伟教授对高性能混凝土下的定义是:高性能混凝土是一种新型高技术制作的混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代技术制作的混凝土,以耐久性作为设计的主要指标,高性能混凝土具有很丰富的内容,但核心是保证耐久性,不能片面追求单一性。

折叠 结语

虽然各国学者研究成果各异,但是,我国地域辽阔,环境条件复杂,虽经几十年的努力,但混凝土工程的抗冻耐久性尤其在三北地区混凝土工程的抗冻耐久性问题仍未得到根本解决。由以上文献综述可以看出,掺入活性的矿物掺和料是解决混凝土抗冻耐久性问题的有效措施之一,也是21世纪混凝土技术的主要发展趋势。单掺矿物掺合料来配制高性能混凝土的文献资料及工程报道很多,并已取得了一定成果。然而,对于多种矿物掺合料复掺并研究其复合叠加效应目前尚少系统研究,也是解决问题的难点和关键所在。本论文为解决这一难点,对宁夏这一典型区域进行了提高建筑物抗冻耐久性的技术研究。采用多种矿物掺合料复掺能否提高混凝土抗冻耐久性、其复合叠加效应能否实现及采用的最优配合比都要进行大量的试验,并从宏观和微观的角度来进一步研究和分析。该项目的研究克服了目前针对冻融破坏在分析研究方面的不足,有着广泛的_理论与工程应用价值和重要的学术意义。同时,该项研究大量利用了宁夏废料资源,保护了生态环境,更重要的是为西部经济大开发解决能源危机。该项目的研究和推广有着不可估量的经济效益和社会效益。

折叠 编辑本段 陶瓷砖抗冻性

折叠 范围

本标准规定了所有用于浸水和冰冻条件下检验陶瓷砖抗冻性的试验方法。

折叠 原理

陶瓷砖浸水饱和后,在+5℃和-5℃之间循环。所有砖的面须经受到至少100次冻融循环

折叠 设备和材料

3.1能在(10±5)℃条件下荼的干燥箱。能取得相同试验结果的微波、红外线或其他干燥系统均可使用。

3.2用称量精确到试样质量的0.01%的天平。

3.3能用真空泵抽真空后注入水的装置。能使装砖容器内的压力隐低到(60±4)Kpa的真空度。

3.4能冷冻至少10块砖的冷冻机,其最小面积为0.25m2,并使砖互相不接触。

3.5麂皮。

3.6水。温度保持在(20±5)℃。

3.7热电偶或其他合适的测温装置。

折叠 试样

4.1使用不少于10块整砖其最小面积为0.25m2,砖应没有裂纹、釉裂、针孔、磕碰等缺陷。如果必须用有缺陷的砖进行检验,在试验前应用永远性的染色剂对缺陷做记号。试验后检查这些缺陷。

4.2试样制备

砖在(110±5)℃的干燥箱(3.1)内烘十至恒重,即相隔24h,连续两次称量之差值小于0.01%。记录每块砖的干质量(m1)。

折叠 浸水饱和

5.1砖冷却至环境温度后,将砖垂直地放在真空干燥箱(3.3)内,砖与砖、砖与干燥箱互不接触。真空干燥箱连接真空泵抽真空,抽到压力低于(60±2.6)Kpa。在该压力下保持把水(3.6)引入装有砖的真空干燥箱内浸没,并至少高出砖50mm。在相同压力下维持15min,然后恢复到大气压力。用手把湿麂皮(3.5)拧干,然后将麂皮放在一个平面上。依次将每块砖的各个面轻轻擦干,记录每块砖的湿质量m2.

5.2初始吸水率E1用质量百分比表示,由下式求得:

式中:m1每块干砖的质量

m2每块湿砖的质量

在试验时选择一块最厚的砖,该砖应视为对试样具有代表性。在砖一边的中心钻一个直径为3mm的孔,该孔距砖边最大距离为40mm,在孔在插一支热电偶(3.7),并用一个片隔热材料(例如多孔聚苯乙烯)密封孔。如果用这种方法不能钻孔,可把一支热电偶放在一块砖的一个面的中心,用另一块砖附在这这个面上。在冷冻机(3.4)内欲测的砖垂直地放在支撑架上,用这一方法使得空气通过每块砖之间的空隙流过所有表面。把装有热电偶的砖放在试样中间,热电偶的温度定为试验时所有砖的温度,只有在用相同试样重复试验的情况下这点可省略。此外,应偶尔用砖中的热电偶作核对。每次测量温度应精确到±5℃。以不超过20℃/h的速率使砖隐温到-5℃以下。砖在该温度下保持15min。砖浸于水中或喷水(3.6)直到温度达到+5℃以上。砖在该温度下保持15min。

重复上述循环至少100次。如果将砖保持浸没在+5℃以上的水中,则此循环可中断。称量试验后的砖质量(m3),再将其烘干事至恒重的试样称出质量(m4)。最终吸水率E2用质量百分比表示,由下式求得:

式中:m3试验后每块湿砖的质量;

m4试验后每块干砖的质量。

100次循环后,在距离25cm-30cm、大约300lx的光照条件下,用肉眼检查砖的釉面、正面和边缘。如果通常戴眼镜者,可以戴眼镜检查。在试验早期,如果有理由确信砖已遭受损坏,可在试验中间阶段检查并及时作记录。记录所有观察到砖的釉面、正面和边缘的损坏情况。

试验报告应包括以下内容:

a)按照本标准的规定报告;

b)经鉴别的合格砖,如需要砖的背面也要检验;

c)用作试验砖的数量;

d)初始含水量E1;

e)最终初始含水量E2;

f)记录试验前的缺陷及经冻一融试验后砖的釉面、正面和边缘的所有损坏情况;g)100次循环试验后砖的损坏数量。

折叠 编辑本段 抗冻剂介绍

抗冻剂,是一种化合物加入水中以减低结冰点,用途甚广,例如汽车行动车头常须加入冷水令内燃机散热,为避免严寒时冷水结冰,失去流动性损坏水槽,故必须事前加入一些抗冻剂御防之。

许多物质加入水中都可以降低水之冰点,最初使用者有甲醇、乙醇、甘油、氯化钙盐水等,但氯化钙盐水之腐蚀性颇大,有损机器,故已不用。自乙二醇(EthyleneGlycol)发现有优良之抗冻性后,乙二醇与甲醇混合使用,计十余年。

近年乙二醇之工业制法日日改进,大量生产可用石油副产品乙烯氧化再水解得之,成本甚廉,於是甲醇便停止使用,只用乙二醇与水混合便可。

乙二醇为一种有甜味的液体,沸点颇高,冰点为摄氏零下十三度,但若与水混合一比一时,冰点更降至摄氏零下三十六度。此混合物挥发时,主要为其中之水分,但汽车工厂已设计将盛有此抗冻液之管槽,制成永久密闭式,内外都不会泄漏,可使用数年或数十年而不须添加。乙二醇之用途颇多,为近代人造纤维多元酯之重要原料,又可作化妆品润肤剂等。台湾年前已设厂大量生产矣。

折叠 编辑本段 小麦抗冻性

折叠 选用良种

不同的小麦品种具有不同的抗寒能力。据观察半冬性品种一般耐寒性较强,弱春性品种一般耐寒性较差,春性品种早播易受冻害

折叠 适期播种

同一品种适期播种,可以提高小麦的抗冻性。若播种过早,小麦发育到接近棱期时的抗冻性呈负相关。据调查,播种越早,生长锥越长,抗寒力越弱。若播种过迟,也会降低其抗冻性。故适时播种可以提高小麦抗冻性。半冬性品种在10月5—10日播种为适时。春性在10月10—15日播种为适时。

折叠 适当深播

因小麦分蘖节是冻害最敏感的部位,分蘖节的受冻状况可代表整株小麦的受冻程度,使分蘖节处于较深的埋土深度,这是减轻和避免冻害的重要因素。因此,要适当增加播种深度,但也不能过深,如超过5—6厘米会形成较长的根状茎,消耗养分,使幼苗变弱,反而降低了抗冻性。一般要求分蘖节距地面2—3厘米,播种深度以3—5厘米为宜。

四、适当控制冬灌

目前对冬灌认识不一,有的认为冬灌可以增加土壤的热容量,可以减轻小麦冻害;有的认识相反,理由是土壤含水量的增加,改变了植株体内的水分状况而加重冻害。实践证明,冬前土壤水分不太缺乏时,不浇水比浇水的小麦提前返青2—3天。我们认为在麦田土壤水分不足的情况下,5—20厘米的土壤含水量,沙土低于15—16%,壤土低于17—18%,粘土低于19—20%时应当冬灌,但水分不宜过大,并注意使水分下渗与底墒相连,不留明水。如果土壤含水量不太低时,应适当控制冬灌,特别是晚播的春性品种更不宜冬灌。

折叠 中耕镇压

中耕镇压可以防旱保墒,预防冻害。因此,水浇麦田结合冬灌及时中耕提高地温,对晚播麦田要早中耕、勤中耕、多中耕可起到保墒提温效果,对旺长麦田要采取镇压1—2次,抑制徒长,保苗转壮。

折叠 盖农家肥

冬天给麦田盖农家肥,可以加深分蘖节深度,提高地温,增加养分,防冻害,又能腊肥春用。盖粪要在上冻后,日平均气温稳定在0摄食度时进行。粪的质量要求色深细碎,以厩肥、羊马粪为最好。此外也可以盖土深埋分蘖节。使分蘖节处于土层3厘米左右为宜。到来年春季及时扒土清垄,使苗早返青。

折叠 增施磷肥

麦田增施磷肥,可以促进小麦根系下扎、调节植株体内所需要的水分和养分,对麦苗越冬防冻有明显效果。据查,每亩追过磷酸钙20公斤,麦苗的冻害率仅有5.1%,而不追的冻害率高达45%,而且增施磷肥麦苗返青早而快,生长健壮。施磷肥深度沙土地为8—10厘米粘土地为4厘米为宜。

折叠 积尿浇麦

冬季浇尿有明显的保温抗寒减少冻害的作用,亩追600—1000公斤尿水,一般可增产20%左右,浇尿时间,整个冬季均可进行,结合浇越冬水浇尿。晚麦田和弱苗麦田直接泼浇在麦垄内效果更好。用尿浇麦时需要注意两点:一是麦田有积雪或遇霜冻时不要浇尿,否则会使温度下降冻伤小麦;二是盐碱化程度。

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