1.山西省重点研发计划项目
项目名称：混凝土火灾损伤微生物矿化修复机理及多尺度性能研究
项目类别：山西省重点研发计划项目
执行年限：2019年12月至2021年11月
资助金额：10万元
项目负责人：杜红秀
摘要：混凝土火灾损伤修复是保证受火混凝土结构安全、耐久的关键。微生物矿化修复混凝土损伤是环境友好且与水泥基材料相容性好的新技术。将微生物矿化沉积引入混凝土火灾损伤的修复中，进行工程材料与生命科学的学科交叉研究，揭示混凝土火灾损伤微生物矿化修复与应用关键科学问题的机理与途径。选用2种嗜碱好氧菌株，研究微生物脲酶活性及其生长特性，确定最合适培养条件：研究不同钙源（硝酸钙、乳酸钙、醋酸钙）及环境条件对矿化晶体的生长、形貌、碳酸钙沉积量、钙源利用率等的影响，确定适宜钙源及其因素组合：研究不同载体（粉煤灰、硅灰、沸石粉）对钙离子桥接固定微生物及矿化沉积浆体的微结构和力学性能等多尺度性能的影响，获得最适载体配方；研究混凝土不同损失程度和施浆方法对微生物矿化修复混凝土微结构、力学性能、耐久性等多尺度性能和特征的影响，确定修复效果、工艺及可应用性，为利用微生物修复混凝土火灾损伤的工程应用提供理论依据和试验依据。
2. 山西省面上青年基金项目
项目名称：煤系偏高岭土基复合胶凝材料性能研究
项目类别：山西省面上青年基金项目
执行年限：2019年09月-2022年09月
资助金额：3万元
项目负责人：王林浩
摘要：煤资源开采过程中伴随着大规模的固体废弃物-煤矸石的排放，一直以来未得到有效利用，造成了严重的环境污染。本项目拟以煤矸石中分选出的煤系高岭石为原料，制备高性能煤系偏高岭土，并将其用于复合胶凝材料中，研究其对复合胶凝材料性能的影响，探索其在复合胶凝材料中的作用机理，建立煤系偏高岭土复合胶凝材料的理论指导体系。首先通过活性指数试验研究基于煅烧温度、保温时间及粉磨细度等关键参数的煤系偏高岭土活性变化，借助微观结构、形貌及物相组成分析，建立煤系偏高岭土的宏细观参数模型；然后制备高性能煤系偏高岭土-水泥复合胶凝材料，基于凝结时间、流动性能及塑性收缩等指标，提出复合胶凝材料的配合比设计参数，在此基础上通过无侧限抗压强度研究复合胶凝材料的耐腐蚀性及抗冻性能，提出耐久性能良好的复合胶凝材料配方；最后开展系列微观试验，结合复合材料孔结构理论分析，阐明煤系偏高岭土在复合胶凝材料中的作用机理。
3. 山西省面上青年基金项目
项目名称：超净煤分选中流场特性对超细煤颗粒絮团动力学的影响机制
项目类别：山西省面上青年基金项目
执行年限：2019年09月-2022年09月
资助金额：3万元
项目负责人：王婕
摘要：絮团浮选法是目前最行之有效的分选超净煤的方法。在絮团形成环节，搅拌能量场的输入确保了颗粒间的碰撞粘附直至絮团的形成，因此搅拌产生的流场流体力学特性对絮团的形成起重要作用。本文利用粒子图像速度场仪(PIV)系统研究了不同湍流场的流态及搅拌槽中不同区域的流场特性，结合形成絮团的物理性质表征，揭示了流场特性对絮团形成的影响。基于分形理论，确立了絮团分形生长模型，分析了絮团的多重分形行为。通过理论计算和试验研究，将流场特性参数引入颗粒碰撞粘附模型、絮团动力学模型并进行了修正，明确了湍流场对絮团形成-破裂的内在作用机制，提出了高效絮团的流场调控理论，为超净煤分选乃至疏水絮凝、浮选调浆等以及相关混合搅拌装置的优化奠定了理论基础。
