氧化镁与磷酸盐质量比对磷酸镁水泥水化历程的影响

研究了M/P比值(重烧氧化镁与磷酸盐的质量比)对磷酸镁水泥水化历程的影响,采用水化热动力学结合水化产物、微观形貌变化探讨了M/P比值对磷酸镁水泥水化作用机理。结果表明:增大M/P比值,会显著降低水化时吸热峰及放热峰的峰值。根据磷酸镁水泥水化放热速率的变化特点,可将水化放热过程划分为KH_2PO_4水解期、MgO溶解期、Mg(H_2O)6~(2+)增长期、MgKPO_4·6H_2O增长加速期、MgKPO_4·6H_2O增长减速期以及稳定期6个阶段。Knudsen与Kondo的水化动力学公式对于磷酸镁水泥水化体系的最终放热量及半衰期预测以及水化动力学研究具有良好的适用性,拟合相关系数高达0.99以上。M/P比值由2:1增至6:1,最终放热量及半衰期呈逐渐减小的趋势。磷酸镁水泥的水化是由结晶成核过程直接进入扩散过程,改变M/P比值,主要会对Mg(H_2O)6~(2+)增长期、MgKPO_4·6H_2O增长减速期以及水化稳定期产生影响。在第Ⅰ~Ⅳ阶段,反应物浓度及游离水含量变化是影响水化行为的主要原因。在第Ⅴ、Ⅵ阶段,水化体系中剩余MgO产生的隔断作用及反应物浓度的变化共同决定了水化速率。     

固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响EI北大核心CSCD

研究了固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥性能的影响,通过分析固化体水化热、物相组成及微观形貌,探讨了Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响机理。结果表明:固化体的力学性能优异,1 d抗压强度即可达到国家标准的4.5倍以上;磷酸镁水泥固化体具有优异的抗浸出性,42 d浸出率及累计浸出分数远低于国家标准的要求;Sr会阻碍磷酸盐在水化初期的水解及电离,同时MgO溶解及水化产物MgKPO_4·6H_2O生成的速率随Sr掺量增大而减缓;掺入Sr后水化产物生成量大幅下降是水化初期抗压强度降低的主要原因,随着龄期增长,水化产物结晶程度降低、结构改变以及孔隙孔径增大成为固化体抗压强度降低的主要原因。     

固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响

研究了固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥性能的影响,通过分析固化体水化热、物相组成及微观形貌,探讨了Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响机理。结果表明:固化体的力学性能优异,1 d抗压强度即可达到国家标准的4.5倍以上;磷酸镁水泥固化体具有优异的抗浸出性,42 d浸出率及累计浸出分数远低于国家标准的要求;Sr会阻碍磷酸盐在水化初期的水解及电离,同时MgO溶解及水化产物MgKPO_4·6H_2O生成的速率随Sr掺量增大而减缓;掺入Sr后水化产物生成量大幅下降是水化初期抗压强度降低的主要原因,随着龄期增长,水化产物结晶程度降低、结构改变以及孔隙孔径增大成为固化体抗压强度降低的主要原因。     

减水剂对水泥水化行为的影响

研究了木素磺酸钙(calcium lignosulfonate,CLS)、氨基磺酸高效减水剂(amino-sulfonic based superplasticizer,ASP)、萘磺酸甲醛缩合物(sulfonated naphthaleneformaldehyde,FDN)和三聚氰胺脲醛树脂(sulfonated melamine urea formaldehyde resin,SMUF)4种减水剂对水泥水化行为的影响.结果表明:随着CLS和ASP掺量(质量分数)的增加,水泥水化温峰出现的时间延迟,温峰值降低,达到稳定水化程度所需的时间增加.FDN和SMUF则对水化温峰值、温峰出现和达到稳定水化程度所需的时间影响不大.4种减水剂均可提高水泥水化初始期的水化速率和延长诱导期.FDN对初始期水化速率的提高作用最强,当FDN的掺量为0.6%时,第一水化速率峰为60 kJ/(kg·h),而空白样仅为12 kJ/(kg·h).水化初始期后,CLS可以显著延长水化诱导期和降低其第二水化速率峰值,当CLS的掺量从0增加到0.6%时,水泥水化诱导期由¨h延长到40h,第二水化速率峰由49.8 kJ/(kg·h)降低到29.5 kJ/(kg·h).而ASP的掺量为0.6%时,则水泥水化诱导期由7 h延长到29 h,但不降低第二水化速率峰值.FDN对第二水化速率峰的出现有轻微的延迟作用,SMUF也可延迟第二水化速率峰的出现,却一定程度提高了第二水化速率峰值.减水剂对水泥颗粒的分散作用和对水化产物生成的影响是其对水化行为影响的主要原因.     

早强型聚羧酸系减水剂对基准水泥早期水化的影响研究

探究早强型聚羧酸系减水剂(ES-PCE)对水泥水化的作用机制,有助于ES-PCE的研发设计与推广应用。本文通过对水泥水化进程、溶解速率、水化产物生长、凝结时间与抗压强度进行表征,分析了ES-PCE与普通聚羧酸系减水剂(PCE)对基准水泥早期水化的影响机理。结果表明:PCE与ES-PCE均会降低水泥悬浮液的溶解速率;PCE的掺入延缓了水泥水化的诱导期与加速期,降低了水化放热量;而ES-PCE仅略微延迟了水泥水化的诱导期,但缩短了加速期,水化放热量基本不变。与基准水泥相比,ES-PCE分别提早了水泥初凝时间10 min和终凝时间85 min。ES-PCE的掺入提高了水泥早期和后期强度,掺0.2%(质量分数)ES-PCE的水泥7 d抗压强度较基准组提高了14%,而同掺量的PCE强度提高仅为前者的一半。PCE与ES-PCE的掺入释放了水泥颗粒团状絮凝结构中的水分,有利于水泥水化,但二者对水化的影响截然相反;PCE分子结构中大量的羧基络合了溶液中的Ca²⁺,抑制了水泥颗粒表面晶核的形成,起到了一定的缓凝作用;然而,ES-PCE分子结构中羧基含量较低,Ca²⁺的络合作用较弱,缓凝效果并不明显,在体系中有效水分增多的情况下,反而促进水泥的水化,起到了早强效果。水灰比为0.4的水泥砂浆中,ES-PCE的掺量适宜控制在0.3%以下,在保证减水率的同时,对水泥早期和后期强度均起到一定的增强作用。     

水泥水化与水化硅酸钙的结构和化学组成之间的相互作用（英文）

研究了硅酸盐水泥水化动力学与水化过程中水化硅酸钙(C-S-H)形成之间的相互作用。结果表明:水泥水化反应过程中的液相组成对C-S-H的成核与生长速率有很大的影响。因此,对于不同的水泥,C_3S、C_2S和方解石表面的无序纳米C-S-H颗粒团聚体的结构变化很大;掺加矿物掺合料和温度变化对此也有很大影响。C-S-H的化学组成直接取决于液相组成。硅酸盐水泥水化诱导期由C-S-H的成核速率决定。同时,水泥1 d的水化程度主要与C-S-H生长模式和速率有关;影响水泥1 d水化程度的因素主要是C-S-H生长的速率和模式,以及水分子和离子透过水泥颗粒表面已形成的C-S-H层的渗透性。因此,如果调控C-S-H成核和生长的速率的参数已知,则可以有效地控制硅酸盐水泥的早期水化,特别是可有效提高水泥水化程度,在可持续发展理念的基础上达到水泥的高效利用。     

外加剂对氯氧镁水泥水化历程的影响Ⅰ:矿物掺合料

氯氧镁水泥具有放热量大、放热集中的特点.为了改善由放热量大引起的制品开裂、变形等缺点,本文采用水化热法,研究了内掺粉煤灰、硅灰和矿渣3种矿物掺合料对氯氧镁水泥水化历程的影响规律.研究结果表明,三者均能影响氯氧镁水泥的水化历程,延长水化时间,降低放热速率和总放热量,但三者影响效果不尽一致.当掺量为10％时,粉煤灰、硅灰和矿渣分别使镁水泥的诱导期延长了2％、6％和13％,第二最大放热速率分别降低了6％、16％和7％,3d水化放热量分别降低了9％、14％和6％;当掺量为30％时,粉煤灰和矿渣分别使镁水泥的诱导期延长了24％和45％,第二最大放热速率分别降低了29％和32％,3d水化放热量分别降低了27％和29％;三者对氯氧镁水泥水化历程的影响差异,与其矿物组成、比表面积、颗粒级配和形状等性质有关.实验结果为进一步寻找控制和改善氯氧镁水泥性能的合适外加剂提供了可靠的依据.     

水泥-粉煤灰-砷渣三元体系水化动力学研究

通过水化热和水化动力学模拟,研究了含砷废渣对水泥-粉煤灰复合体系早期水化进程的影响机制。结果表明,与基准试样相比,含砷废渣的掺入显著延长了复合体系的诱导期,降低了复合体系加速期水化速率,并延长了加速期时长,这种延迟效应随着含砷废渣掺量增加也愈加明显。三元体系总放热量随砷渣掺量增加而降低。加速期由结晶成核与晶体生长控制,减速期由相边界反应和扩散过程共同控制,稳定期由扩散速率控制反应进程。含砷废渣的掺入增大反应阻力,且反应阻力随含砷废渣掺量的增加而增大。     

半干法脱硫灰对水泥性能的影响

研究了半干法脱硫灰对水泥凝结时间、水化放热速率和强度的影响。结果表明:半干法脱硫灰对水泥凝结时间有延长作用。当半干法脱硫灰掺量低于水泥用量的4%时,水泥的凝结时间随其掺量的增加而逐渐延长;反之,当半干法脱硫灰掺量高于水泥用量的4%时,水泥的凝结时间随其掺量的增加相对会变短;随着半干法脱硫灰掺量的增加,水泥的诱导期均不同程度得到延长。当其掺量高于4%时,会降低水泥水化放热速率;水泥的强度会随着半干法脱硫灰掺量的增加而逐渐降低。     

聚羧酸减水剂的分子结构对水泥水化过程的影响

在水溶液体系下合成了一系列不同分子结构的聚羧酸减水剂,利用凝胶渗透色谱对其分子结构进行表征,探讨了分子结构对聚羧酸减水剂的分散性及其分散保持性的影响,并采用＂水化热法＂和＂电阻率法＂分析了聚羧酸减水剂的分子结构对水泥水化过程的影响。结果表明：聚氧化乙烯（polyethylene oxide,PEO）侧链较短时,聚羧酸减水剂表现出较高的分散保持性;PEO侧链接枝密度为1：3时,聚羧酸减水剂同时表现出较高的分散性及分散保持性,同时与减水剂的分子量分布密切相关;聚羧酸减水剂使水泥水化的诱导前期缩短,但诱导期延长,表现出一定的缓凝作用;PEO侧链较短、PEO侧链接枝密度适中的聚羧酸减水剂表现出较强的缓凝作用,与其在水泥颗粒表面的吸附行为有关;随分子量减小,这种缓凝作用略有加强;聚羧酸减水剂使电阻率曲线上对应的离子溶解平衡期延长,当PEO侧链较短、PEO侧链接枝密度适中时,聚羧酸减水剂对溶解平衡期的延长作用更明显,这与分子结构对水化热曲线上诱导期的延长规律类似。     

MgO-MgSO4-H2O胶凝体系水化动力学的研究

采用微量热法测定了ＭｇＯ－ＭｇＳＯ－Ｈ２Ｏ三元胶凝体系的水化放热速率;研究了该体系水化各阶段的动力学过程;求出相应的动力学反应参数,并据此提出了合理的水化历程和机理。该体系水化过程中的不同阶段受不同的过程控制,它们所适用的动力学公式及对应的动力学参数也各异,在不同的水化阶段所作的ＸＲＤ和ＳＥＭ检测初步证实了上述研究结果。     

钢渣水化产物的特性(英文)

用X射线衍射分析、水化热的测量、化学结合水量的测定、孔结构的测定、扫描电镜观察及强度测试研究了钢渣的水化产物的特性。结果表明:钢渣硬化浆体中主要含有水化硅酸钙(C–S–H)凝胶、Ca(OH)2、惰性组分[RO相、铁酸二钙(C2F)和Fe3O4]和未水化的胶凝相[硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)];总体而言,钢渣的水化过程与水泥的水化过程相似;钢渣早期的水化速率远低于水泥,但钢渣后期,尤其是90d之后的水化速率高于水泥的。钢渣水化产生的C–S–H凝胶不具有良好的胶凝性能,凝胶之间的相互黏结也不牢固,因此钢渣砂浆的强度很低。     

二氢月桂烯水合工艺的研究进展

二氢月桂烯醇（DHMOH）是当前国际上最常用的大宗香料之一,其主要生产方法是通过二氢月桂烯（DHM）水合而成。本文介绍了由DHM生成DHMOH的两种方法：间接水合法和直接水合法近年来的研究情况,对其各自的优缺点和相关研究进展进行了综述。直接水合法以其对环境危害小、设备投资小、易连续生产等优点,是近年来的研究重点。针对直接水合法研究中主要存在的溶剂用量大、分离能耗高等问题,介绍了一些在新溶剂、新工艺方向的研究进展。其中,离子液体、超临界CO2等新型溶剂以其溶解度好、易分离等优点,在烯烃水合方面具有很好的应用前景。莰烯、α-蒎烯等与DHM结构类似的烯烃,其参与水合过程的反应机理与DHM相似,因此这些烯烃水合方面的研究常常可以互相借鉴。     

粉煤灰的微观形态及其在水泥水化中的特性

研究粉煤灰的形貌、微观结构、形成机理及水化界面特性。水化后期,粉煤灰颗粒表面层已完全与水泥水化产物发生二次反应,填充水泥石的孔隙空洞,使孔结构高度细化,强度逐渐提高。     

水冷熟料的微观特征及其早强特性的研究

利用扫描电子显微镜研究了水冷熟料的微观特征及水化物微晶的形态,指出了水泥熟料微水化形成的极少量水化产物微晶对水泥的质量和性能无不良影响;相反,这些片状、粒状、针状微晶可以加速水泥的水化,提高水泥的早强强度.     

复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化历程的影响

用直接测温法及X射线衍射技术,系统研究了萘系、氨基磺酸盐系及聚羧酸盐系3种高效减水剂,三聚磷酸钠及糖钙2种缓凝剂及复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化热、水化温峰、温峰出现时间及不同水化龄期Ca(OH)2和钙矾石(ettringaite,AFt)生成量等方面的影响.结果表明:单掺高效减水剂使水化温峰升高,温峰出现时间延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量增加.单掺缓凝剂使水化温峰降低,温峰出现时间大幅度延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量明显减少.复合使用高效减水剂与缓凝剂时,由于协同效应,使高效减水剂的分散作用及缓凝剂的缓凝作用同时得到加强.与单掺缓凝剂相比,复掺后水泥水化温峰出现的时间进一步延迟,水化温峰进一步降低,水化热及水化温峰时Ca(OH)2生成量进一步减少;但是,外加剂对AFt生成量影响不大.     

异戊烯醇的合成工艺研究

以异戊二烯为原料直接水合法制备异戊烯醇的工艺,考查了不同溶剂、原料配比、催化剂用量及反应时间对反应的影响。     

水泥水化计算机仿真模型的建立

本文主要介绍了基于数字图象的水泥水化及微观结构模型的建立过程,利用了水泥粉体的颗粒尺寸分布、相体积率、相表面积因子等重要参数,并考虑了扩散能力,可以获得水泥浆体的渗透、力学和传递性能等,并可模拟水化过程,预测其强度特性,同时提出了一些该领域的有关研究构想。     

粒化高炉矿渣的水化机理探讨

以上海梅山钢铁公司的矿渣为研究对象,探讨粒化高炉矿渣在无激发剂存在的条件下的水化机理,并建立矿渣水化反应过程的化学模型。为矿渣的大规模、无害化、资源化和高附加值利用奠定理论基础。研究表明:在没有化学激发剂存在的条件下,梅山矿渣的水化产物是水化硅酸钙C2SH(C)、水化硅酸钙2CaO·SiO·(2￣4)HO和钙铝黄长石22Ca2Al(Al,Si)2O7。初期的水化过程是矿渣中的Ca2 等网络改变体阳离子与水中的H之间的置换,随着这种置换反应的进 行,溶液中的pH值不断升高,当pH高到一定程度时,矿渣颗粒表面上的HSiO4的溶解度将提高,溶解了的各种形态4的硅酸离子和溶液中的Ca2 、OH反应生成水化硅酸钙凝胶。     

环氧乙烷非催化水合反应最佳水合比的确定

在选择环氧乙烷非催化水合反应的水合比时,仅从降低乙烯单耗的角度考虑是不完善的。更要从增效的角度,根据乙二醇和二乙二醇的市场价格及装置设计所允许的水合比变化区间,确定最适宜的水合比。利用Aspen Plus软件对一个非催化水合反应分离的流程进行了模拟,给出了确定最佳水合比的方法和示例。