非晶态C12A7矿物对水泥早期凝结硬化的影响及作用机理

非晶态C12A7具有更高的、亚稳态化学能,具有较快的水化速率,少量的存在能够加速水泥的凝结硬化.本试验研究非晶态C12A7矿物对普通硅酸盐水泥(OPC)的性能影响,重点探究了C12A7与OPC中SO3的比例在0~2.0时,对OPC的凝结时间、流动度、早期抗压强度等性能的影响,并通过灰色关联度法进行C12A7/SO3优选,对最优比例试样采用水化放热、XRD、SEM等表征手段分析其微观机理.结果表明:非晶态C12A7的掺入能够加速OPC的凝结硬化并降低其流动度;不同的C12A7/SO3对OPC胶砂早期强度的贡献程度分别不同,C12A7/SO3为0.4时能够显著优化OPC的早期性能;C12A7的掺入能够加速OPC中C3S、C2S的水解,反应生成的钙矾石、C-S-H凝胶及氢氧化钙等水化产物胶结在一起,从而起到早强作用.     

NaOH和Ca（OH）2对C3A—CaSO4.2H2O—H2O系统早期水化影响的研究

用ＸＲＤ等测试手段，研究了Ｃａ（ＯＨ）２和ＮａＯＨ对Ｃ３Ａ－ＣａＳＯ４．２Ｈ２Ｏ－Ｈ２Ｏ的早期（５～１０ｍｉｎ）水化的影响，实验表明，Ｃ３Ａ和石膏在水中，在饱和及不饱和的Ｃａ（ＯＨ）２溶液，或在〈０．４ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液中水化，能迅速形成结晶良好的钙矾石，在这种条件下石膏对Ｃ３Ａ水化并有延缓作用。在有足够固体Ｃａ（ＯＨ）２或Ｃ３Ｓ存在的条件下，或在ＮａＯＨ≥０．４ｍｏｌ／Ｌ的溶液中，石膏和Ｃ３     

C2S-C12A7-CaSO4·2H2O-H2O系统水化机理

采用差热分析、结合水、化学减缩等分析方法,研究了七铝酸十二钙(C12A7)和石膏对硅酸二钙(C2S)水化的影响。结果表明：加入C12A7及石膏,3d以后硅酸二钙(C2S)的水化速度及强度都比单矿物的高得多。C12A7促进C2S的水化,其原因是C12A7水解析出的Al(OH)4-与C2S水解析出的Ca^2 反应生成C3AH6。当有石膏存在时,生成钙钒石,从而加快C2S的水化。     

C3S-C12A7-H2O和C3S-C12A7-CaSO4·2H2O-H2O系统的水化及其性能研究

试验用结合水法、化学减缩法、XRD定量等物理、化学分析方法 ,研究了C1 2 A7和石膏同时存在时C3S在不同系统中的水化动力学及水化机理。结果表明C1 2 A7能够促进C3S的水化 ,尤其是对C3S早期水化有显著的促进作用 ;当有石膏存在时 ,这种促进作用更为显著。其机理是由于C1 2 A7水解放出的Al(OH) - 4 与C3S水解放出的Ca2 反应生成C3AH6 ,当有石膏存在时 ,生成钙钒石 ,从而加快了C3S的水化。研究得出了C3S在不同系统中的水化动力学方程     

12CaO·7Al_2O_3凝胶和陶瓷的显微结构及DSC分析

12CaO·7Al_2O_3(C12A7)材料由于其独特的纳米笼状结构,可应用于O~-、H~-的储存材料和高导电率电极材料。本文采用溶胶-凝胶法制备了C12A7陶瓷,通过XRD、SEM测试技术,分析了C12A7凝胶和陶瓷的晶相结构和微观形貌,并采用DSC测试分析了加热过程中凝胶分解的各产物形式,确定了玻璃转变温度和晶化温度。     

高温下C11A7·CaF2矿物稳定性的研究

研究了高温下C11A7·CaF2的稳定性,并测定其熔点;探讨了利用Raman光谱分析方法判定氟铝酸盐相存在的可能性.结果表明:C11A7·CaF2是一致熔融化合物,其熔点为1465℃,高温下它并不存在传统观点所认为的分解反应;与C12A7不同,经高温煅烧所得的C11A7·CaF2晶体结构中不含OH-离子;Raman光谱上在520cm-1处是否出现吸收谱带可以作为测试样品中是否存在C11A7·CaF2晶体的判据.     

C3A掺量对C3A-C3S浆体微结构的影响

采用X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、29Si核磁共振(29Si Nuclear Magnetic Resonance,29Si NMR)、27Al核磁共振(27Al Nuclear Magnetic Resonance,27Al NMR)和BET氮吸附等方法研究了标准养护条件下C3A掺量对C3S-C3A复合浆体微结构的影响.结果表明:C3A的加入可以促进C3S-C3A复合浆体的水化,释放的Al3+可以进入C-S-H凝胶硅氧链上的桥硅氧四面体位置,形成Al掺杂C-S-H凝胶;随C3A掺量增大,复合浆体中C-S-H凝胶的Al[4]/Si和MCL增大;随养护龄期增大,Al掺杂C-S-H凝胶硅氧链上的Al[4]逐渐脱出,进入浆体并转化为Al[6],导致相同C3A掺量下的复合浆体中Al[4]相对含量下降,Al[6]相对含量增长;C3A的加入在降低复合浆体平均孔径的同时,也提高了浆体的孔隙率.     

杂质离子对高温下C11A7·CaF2的形成与稳定性的影响

本文主要研究了Fe2O3、MgO、BaO和ZnO等杂质离子对C11A7·CaF2的形成和稳定性的影响.结果表明杂质离子对C11A7·CaF2的形成和稳定性的影响视杂质离子的种类和其掺量而异.铁或镁的氧化物的掺入,使得C11A7·CaF2熔融温度降低,产物中C11A7·CaF2生成量减少;掺入氧化钡后,由于钡会与样品中铝组分化合形成BaAl2O4,因而也使得C11A7·CaF2生成量减少;氧化锌可以有效地促进样品中CaO的吸收,且不影响C11A7·CaF2的最终生成数量,氧化锌除可少量固溶于C11A7·CaF2中外,其余大部分则是以游离ZnO(红锌矿)形式存在.     

同等P2O5掺量下,不同石膏对超硫酸盐水泥水化机理的影响

研究了同等P2O5掺量下的磷石膏、硬石膏和二水石膏对超硫酸盐水泥(SSC)水化机理的影响,其中硬石膏与二水石膏中的P2O5以可溶性分析纯P2O5形式掺入.测试了3个系列SSC净浆试件各龄期抗压强度和孔溶液pH值,对比了其早期水化放热过程的差异,采用XRD、SEM分析了其水化产物相及微观形貌.结果表明:外掺分析纯P2O5的硬石膏基和二水石膏基SSC各龄期抗压强度与孔溶液pH值接近;与磷石膏基SSC相比,外掺分析纯P2O5的硬石膏与二水石膏降低了SSC各龄期孔溶液pH值,对SSC早期强度发展有所减缓,明显促进了后期强度的发展;早期水化放热分析结果显示,外掺分析纯P2O5的硬石膏与二水石膏加快了SSC第二放热峰的出现,缩短了凝结时间;XRD和SEM结果表明,外掺分析纯P2O5的硬石膏与二水石膏对SSC的激发效果比磷石膏更好,用其制备的SSC浆体后期形成了更多更密实的水化硅酸钙与钙矾石.     

不同成核剂对Na_2HPO_4·12H_2O相变过冷性能的影响

以Na_2HPO_4·12H_2O作为相变材料,研究不同的成核剂对其过冷度的影响。结果显示,Na_2B_4O_7·10H_2O、Na_2SiO_3·9H_2O、Al_2O_3都能有效减低其过冷度,其中Al_2O_3效果最好,2%的Al_2O_3可以将Na_2HPO_4·12H_2O的过冷度降低至2.2℃,同时可延长放热时间。多次循环实验显示,添加2%Al_2O_3的Na_2HPO_4·12H_2O的相变温度和相变潜热变化很小,稳定性较好。     

不同成核剂对Na_2HPO_4·12H_2O相变过冷性能的影响

以Na_2HPO_4·12H_2O作为相变材料,研究不同的成核剂对其过冷度的影响。结果显示,Na_2B_4O_7·10H_2O、Na_2SiO_3·9H_2O、Al_2O_3都能有效减低其过冷度,其中Al_2O_3效果最好,2%的Al_2O_3可以将Na_2HPO_4·12H_2O的过冷度降低至2.2℃,同时可延长放热时间。多次循环实验显示,添加2%Al_2O_3的Na_2HPO_4·12H_2O的相变温度和相变潜热变化很小,稳定性较好。     

掺杂Cr2O3,MgO对C4A3形成及水化性能影响的研究

研究了掺杂Ｃｒ２Ｏ３,ＭｇＯ对Ｃ４Ａ３＾－Ｓ矿物形成及水化性能的影响。结果表明,在１３００℃保温１ｈ的煅烧条件下,掺加一定量的ＭｇＯ能促进Ｃ４Ａ３＾－Ｓ的形成,而Ｃｒ２Ｏ３则有稳定过渡产物ＣＡ的作用,从而减慢Ｃ４Ａ３＾－Ｓ的形成速率;在１３００℃保温３ｈ的煅烧条件下,掺中Ｃｒ２Ｏ３,ＭｇＯ均能使Ｃ４Ａ３＾－Ｓ的形成量增加。掺杂使Ｃ４Ａ３＾－Ｓ晶体主要以四方晶系的结构形式存在。在本实验条件下,掺杂可     

杂质离子对高温下C11A7·CαF2的形成与稳定性的影响

本文主要研究了Fe2O3、MgO、BaO和ZnO等杂质离子对C11A7·CaF2的形成和稳定性的影响。结果表明：杂质离子对C11A7·CaF2的形成和稳定性的影响视杂质离子的种类和其掺量而异。铁或镁的氧化物的掺入，使得C11A7·CaF2熔融温度降低，产物中C11A7·CaF2生成量减少；掺入氧化钡后，由于钡会与样品中铝组分化合形成BaAl2O4，因而也使得C11A7·CaF2生成量减少；氧化锌可以有效地促进样品中CaO的吸收，且不影响C11A7·CaF2的最终生成数量，氧化锌除可少量固溶于C11A7·CaF2中外，其余大部分则是以游离ZnO（红锌矿）形式存在。     

增稠剂对NH4Al(SO4)2·12H2O蓄放热性能的影响

利用电热恒温水槽、高低温交变试验箱搭建蓄放热实验平台,研究了9种增稠剂对NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O蓄放热性能的影响,测试分析了NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O改性后的循环稳定性能。结果表明,质量分数为2%的黄原胶、1%的瓜尔豆胶或1%的羟乙基纤维素均能较好改善NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O的放热性能且对相变潜热的削弱程度不大,对应改性NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O的主要参数变化为：熔点分别降低1.0℃、1.3℃、1.3℃,蓄热时长分别增加94%、35%、9%,蓄热相变平台分别增加125%、63%、5%,过冷度分别减小43%、45%、34%,结晶过程温度变化分别减小84%、87%、73%,放热时长分别增加27%、11%、50%,相变潜热分别减小5.8%、8.3%、4.1%。增稠剂对NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O放热性能的改性效果会受到降解反应影响,而2%黄原胶的改性效果相对其他两种增稠剂较好,循环过程中改性材料的结晶过程温度始终保持在60℃以上。60次循环后,改性材料主要参数相比纯材料的变化为：熔点下降0.2℃,蓄热相变平台减小15%,蓄热时长增加13%,结晶过程温度变化减小87%,过冷度减小42%,放热时长增加36%,相变潜热减小1.6%。     

Nd2（C7H4NO4）2(SiW12O40)·18H2O的合成及其光电性能的研究

以硅钨酸和2,3-吡啶二羧酸为配体合成了一种新型的配合物Nd2(C7H4NO4)2(SiW12O40)·18H2O,并对其进行了元素分析、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、热重分析和电化学分析等一系列表征。结果表明:配合物在261nm处具有较强的紫外吸收;在361nm处进行荧光激发,分别在431nm和480nm处得到两个强度不同的荧光发射峰;具有较好的热稳定性;在-0.3~0.3V的电势范围具有电化学活性。     

CaB2O4掺量对烧结后hBN结构及摩擦性能的影响

为了促进hBN的结晶生长,降低其摩擦系数,研究了CaB2 O4掺量对烧结后hBN结构和摩擦性能的影响.在hBN中加入CaB2 O4作为烧结助剂,在N2气氛下于2000℃保温5 h对不同CaB2 O4掺量的hBN进行了烧结,采用XRD、SEM和摩擦磨损试验机对烧结后hBN的物相组成、显微结构和摩擦性能进行了表征,并探讨了烧结后hBN的摩擦磨损机理.结果表明:烧结后,hBN晶体呈片状.随着CaB2 O4掺量由0％增加到15％,hBN晶体直径由0.5～2μm逐渐增大到2～4.5μm;晶体厚度由100 nm增加到200 nm,说明在N2气氛下,2000℃,保温5 h时,CaB2 O4的加入可以促进hBN的结晶生长.hBN块体的摩擦系数随着CaB2 O4掺量的增加有下降的趋势.随着温度从室温增加到800℃,烧结后hBN的摩擦系数先增大后减小.     

Si3N4加入量对A12O3-SiC-C铁沟浇注料抗渣性能的影响

以棕刚玉、碳化硅、α-Al2O3微粉、白刚玉、硅微粉、97硅粉、Si3N4粉为主要原料,以高铝水泥为结合剂,制备了铁沟浇注料,研究了Si3N4加入量(质量分数分别为0、3%、6%、9%、12%)对试样抗渣性能的影响.结果表明:加入氮化硅的浇注料具有更优异的抗渣性能.抗渣机理为:一方面由于材料在烧结过程中Si3N4能部分保留下来,并生成了O'-Sialon,使得材料的抗渣性能增强;另一方面,材料在烧结过程中体积膨胀,减少了铁渣渗透的通道,也提高了材料的抗渣性能.     

晶种添加量对CaSO4·2H2O-NH4OH-CO2溶解-结晶 耦合体系碳酸钙结晶速率和粒径分布的影响

考察晶种添加量对CaSO_4·2H_2O-NH_4OH-CO_2溶解-结晶耦合体系碳酸钙结晶速率和粒径分布的影响,探究结晶过程中成核与晶体生长机制。结果表明,随着晶种添加量由0增加到0.4 g/L,晶体生长速率由0.103 4μm/min逐渐增加到0.723 4μm/min,新核生成速率由5.368 9×10~(-2)/(μm~3·min)逐渐减小到3.970 6×10~(-3)/(μm~3·min)。添加晶种后碳酸钙粒径分布变窄,平均粒径增大,当晶种添加量为0.4 g/L,相比未添加晶种条件下的晶体产品,其粒径分布的变异系数减小了56.74%,中位径(D_(50))增大了427.42%。     

氨浓度对CaSO4·2H2O-NH3-CO2-H2O溶解-结晶耦合体系CaCO3结晶形貌的影响

探讨CaSO_4·2H_2O-NH_3-CO_2-H_2O溶解-结晶耦合体系CaCO_3结晶形貌的调控方法和机制。结果表明:反应过程中氨浓度越高,体系中的NH_2COO~-以及吸收的CO_2均增加,更容易形成球霰石型碳酸钙。当w(NH_3)为2%时,主要产物为方解石型碳酸钙,球霰石型碳酸钙占比18%;当w(NH_3)为8%时,主要产物为球霰石型碳酸钙,占比达到99%。由此提出碳酸钙的晶型受NH_2COO~-的极化作用与成核位置协同控制。