泥浆广泛存在于河道疏浚、灌注桩、顶管等工程中,其处理是长期困扰工程界的问题。本文以原状煤矸石、高炉矿渣、粉煤灰等多元固废地聚物为基础固化60%(质量分数)含水率的泥浆,研究固化土的力学性能、耐久性和微观机理,评估固化土作回填料的可行性。结果表明,增加固体废弃物和碱性激发剂掺量都可提高固化土强度,固废掺量为20%(质量分数)时固化土7 d黏聚力c为60 kPa,内摩擦角φ为19°,强度可达400 kPa,满足回填土的性能要求; 同时地聚物固化土的抗冻融性能明显优于同掺量的水泥固化土; 地聚物固化土的胶凝产物主要为水化硅酸钙和斜方钙沸石,其水胶凝产物黏结土颗粒,填充孔隙结构,从而强化土体性能。

再生微粉由于活性较低, 难以被有效利用, 造成极大的资源浪费。为激发再生微粉的活性, 本文研究了四种传统碱激发剂(氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁、水玻璃)、两种醇胺类激发剂(多元异构醇胺、三乙醇胺)和一种纳米晶核型激发剂对掺再生微粉砂浆抗压强度的影响, 并通过分析化学激发剂对再生微粉-水泥浆体水化放热、水化产物及微观结构的影响揭示其提升机理。结果表明: 氢氧化钠和水玻璃会导致掺再生微粉砂浆的抗压强度进一步降低, 且砂浆强度与氢氧化钠和水玻璃的掺量成反比; 氢氧化钙、氢氧化镁、三乙醇胺和纳米晶核型激发剂在一定掺量条件下可以提高早期强度, 但无法提高后期强度; 多元异构醇胺激发剂的掺入明显促进了矿物相铝酸三钙(C3A)与铁铝酸四钙(C4AF)的水化, 从而加快再生微粉-水泥浆体的水化进程, 提高水泥基体的密实度并改善水泥基体与砂的界面黏结情况, 使砂浆各龄期抗压强度明显提高, 在最佳掺量0.2%(质量分数)时再生微粉的活性指数由62.8%提升至74.8%。研究成果可为提高再生微粉的利用率从而实现建筑行业节能减排目标提供借鉴和参考。

近年来, 随着对稀土卤化物闪烁晶体研究的不断深入, 该类材料的许多优异性能被不断发现, 尤其是备受关注的中子/伽马射线双探测性能。化学组成为A2LiRX6:Ce(A、R、X分别代表+1价金属元素、稀土元素、卤族元素)的掺铈锂基钾冰晶石型闪烁晶体和化学组成为LiM2X5:Eu(M、X分别代表+2价金属元素、卤族元素)的掺铕锂基碱土卤化物, 因可同时探测中子和伽马射线, 且大都具有较高的光输出、较优异的能量分辨率等特性, 被认为是非常实用且具有潜力的双探测材料。目前, 掺铈锂基钾冰晶石型闪烁晶体中最具代表性的Cs2LiYCl6:Ce(CLYC)已被广泛研究并产品化, 而有望替代CLYC等钾冰晶石型晶体的掺铕锂基碱土卤化物研究报道甚少。本文主要对上述两类双模式探测用材料的研究进展进行简要综述, 以期对相关领域的研究学者有所启发。

碳化导致混凝土碱度下降, 对钢筋混凝土结构的耐久性造成严重危害。本文以Na2SiO3、NaOH和Na2CO3为碱激发剂, 探究碱激发剂种类与其中的Na2O当量对单组份碱激发镍渣水泥砂浆抗碳化性能的影响规律。研究表明: 当Na2O当量相同时, 单组份碱激发镍渣水泥砂浆的抗碳化性能以NaOH单掺组试件最优, Na2SiO3单掺组试件最劣; Na2CO3取代部分Na2SiO3后可提升水泥砂浆试件抗碳化能力, 而取代部分NaOH后, 水泥砂浆试件抗碳化能力则与Na2O当量有关; 随着Na2O当量的增加, Na2SiO3单掺组与Na2SiO3&Na2CO3(3∶1)复掺组试件的抗碳化性能呈先增强后减弱的趋势; NaOH单掺组试件前期的抗碳化性能不断增强, 试件后期的抗碳化性能呈先增强后减弱的趋势; NaOH&Na2CO3(3∶1)复掺组试件前期的抗碳化性能有所改善, 但后期的抗碳化性能反而下降。

由于光传输具备高通量、低延迟、低能耗等优势，光学神经网络有望应对目前人工智能技术发展中所面临的能耗和计算效率的挑战，成为近年来学术界和工业界的研究热点。光学神经网络的目标在于用光子作为物理载体构建人工神经网络算法中的基本计算单元，从而实现高性能的新型计算架构，并将其应用于实际问题的解决。本综述介绍了光学神经网络中关键光子器件的工作原理和特点、系统架构特征与应用场景。在跟踪大量国内外研究进展后，进一步分析了光学神经网在系统实现上所面临的挑战及发展趋势。

地质聚合物作为一种新型铝硅酸盐绿色材料, 具有机械性能优异、耐久性高、原料来源广、能源消耗小和生产工艺简单等优点, 被广泛应用在建筑材料、耐火材料和固定重金属离子等领域。地质聚合物固定重金属离子的机制可分为物理机制(物理包封和离子交换)和化学机制(化学键合、形成化合物和还原剂耦合)。本文综述了近年来地质聚合物在固定重金属离子领域的研究进展, 简要介绍了地质聚合物的制备流程及地质聚合反应过程, 重点介绍了地质聚合物固定重金属离子的机制。此外, 介绍了添加剂种类和掺量、碱激发剂种类和掺量、硅铝比、养护温度和重金属离子对固定效果的影响。最后, 总结了近年来地质聚合物固定重金属离子领域的研究应用进展, 分析了存在的问题并对未来研究方向进行了展望。

采用氢氧化钾调节钠水玻璃模数制备复合碱激发剂, 以钠水玻璃模数、碱掺量为变量, 分析氢氧化钾对钠水玻璃激发矿渣胶凝材料性能的影响, 研究氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料在流动度、凝结时间及抗压强度等方面的变化规律。结果表明, 氢氧化钾-钠水玻璃复合激发剂的激发效果优于单一钠水玻璃激发剂。当钠水玻璃模数为1.2、碱掺量为8%(质量分数)时, 氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料流动度可达240 mm, 7 d、28 d抗压强度可达98.88 MPa和104.59 MPa, 比同等条件下的钠水玻璃激发矿渣胶凝材料7 d、28 d抗压强度分别提高了167%和22.9%。

本文使用正交试验法，研究了富镁镍渣与粉煤灰的质量比、复合碱激发剂(水玻璃-Na2CO3)掺量及水胶比对富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物力学性能的影响，通过XRD、SEM、EDS及TG等测试方法对水化产物进行表征。结果表明，最优试样28 d抗压强度可达37.50 MPa。XRD结果显示，7 d与28 d的水化产物中含有水化硅酸钙凝胶，结合SEM、EDS分析可知，产物中还有菱沸石(N-A-S-H)与钠镁硅铝酸盐(N-M-A-S)无定形凝胶相，这些凝胶相是地质聚合物强度增加的主要原因。

以钢渣为主要原料，水玻璃为激发剂，H2O2为发泡剂，制备多孔地质聚合物材料。采用XRD、FTIR、SEM、BET等对原料及最终试样进行表征，研究钙硅比、激发剂和H2O2掺量对该材料性能的影响。将所制备的多孔地质聚合物用作吸附剂，初步考察该材料对Cu2+的吸附效果。试验表明：当钙硅比为1.0，水玻璃掺量为20.4%（质量分数），发泡剂掺量为4%（质量分数）时，该材料性能良好，总孔隙率864%，抗压强度05 MPa，体积密度0.408 g/cm3，体积吸水率56.31%，钢渣使用率65.85%，比表面积与孔容显著提高。吸附结果显示：该材料对Cu2+吸附效果良好，去除率可达91.44%，平衡吸附量达到15.239 mg/g，吸附过程符合准二级动力学模型。

为解决弱碱单独激发碱矿渣胶凝材料(AASM)时存在的力学性能弱、矿渣反应程度低等问题，缓解AASM的操作危害性，本文采用Na2SiO3/Na2CO3复合激发矿渣，研究了复合激发剂组成对AASM凝结时间、抗压强度、水化产物及自收缩的影响，并评估了AASM的环境效益。结果表明：随着Na2CO3碱当量的增加，AASM缓凝效果较为明显，抗压强度也有所降低，但抗压强度的降低幅度随龄期增大而减小。通过加入Na2CO3，AASM水化产物种类增多，C-(A)-S-H的峰值强度随Na2CO3碱当量占比的增加呈现出先增加后降低的趋势，因而解释了AASM浆体自收缩的变化。另外，由CO2排放指数可以看出，Na2SiO3/Na2CO3复合激发矿渣较Na2SiO3单独激发更为清洁，环境效益显著。