微量离子对β-C_2S稳定性的影响及其机理研究

本文研究了微量离子对β-C_2S稳定性的影响,发现微量离子对β-C_2S的稳定作用,与该离子的极化能力大小有密切联系,并据此提出一个稳定β-C_2S的离子新判据——离子极化能力判据:极化能力比钙离子小或比硅离子大的离子对β-C_2S都有稳定作用。这一判据比其他学者的判据更符合实际。联系这一判据,并运用固体相变热力学和动力学理论,本文阐述了新的β-C_2S固溶体稳定机理。     

聚合物—铝酸—钙界面组成与结构的XPS研究

从复合材料界面的角度,采用XPS综合方法研究了水泥基聚合物复合材料的高强特别是高抗弯强度的微观机理。结果表明,在材料界面上存在明显的电子结合能化学位移效应,并被证实为聚合物与无机水泥的化学键合所致。界面层的深度分析发现,掺加聚合物的材料界面具有良好的化学和物理结构。作者认为这种材料的高强机理主要是由于两种基质界面间的有效化学键合作用,形成了良好的界面结构,因此,可认为这种作用大于有的学者所解释的聚合物的单一物理作用。     

掺杂β-C_2S的正电子湮没和水化研究

用正电子湮没技术(PAT)研究了掺Na_2O和P_2O_5的β-C_2S正电子寿命谱。按照正电子捕获理论对实验所得的寿命谱参数与硅酸二钙微观结构的关系进行了讨论。结果表明,长寿命成分τ_2(约470ps)相当于钙空位缺陷对正电子的捕获。长寿命成分τ_2的强度I_2随Na~+掺量增加而减小,随P~(5+)掺且增加而增加。证实Na~+进入Ca的位置并产生阴离子空位,而P~(5+)进入Si~(4+)的位置并产生Ca~(2+)空位;随Na~+或P~(5+)掺量增加,阴离子空位或Ca~(2+)空位浓度增加。实验表明,正电子湮没技术是研究掺杂β-C_2S微观结构缺陷的一种有效手段。 本文还就硅酸二钙烧成和水化活性与掺杂的关系进行了研究和讨论。     

高铁水泥熟料的穆斯堡尔研究

利用穆斯堡尔谱研究了在非还原气氛中烧成的C_4AF单矿物和水泥熟料中铁的价态和配位状态。认为铁均以三价离子存在,具有畸变的四面体和八面体配位,Fe_(Dct)~(3+)和Fe_(Tet)~(3+)的数量比大于1。在水泥熟料中的C_4AF比C_4AF单矿物具有较大的水化活性。在高铁水泥熟料中,C_4AF的适宜含量为30～60％。     

Ca_2SiO_4的高分辨电镜研究

利用高分辨电子显微镜(HREM)研究了掺杂K_2O、Na_2O的Ca_2SiO_4的精细结构。结果表明,掺杂后产生大量的(100)孪晶并证实了(001)孪晶的存在,观察了β相中新生的γ相,得出了它们之间的取向关系。同时,电子衍射和高分辨像表明,α′相的存在可能与其沿(100)的堆垛无序有关。     

β-C_2S的稳定性及防止其在普通水泥熟料中粉化的一些因素的探讨

本文采用了X—射线分析、差热分析和显微镜观察,研究了β—C_2S的稳定性与烧成温度的关系。试验结果指出:β—C_2S是介稳的晶型,在冷却过程中要转换为γ—C_2S。从950℃～1400℃之间不同烧成温度的试样得知,烧成温度愈低,γ—C_2S的相对含量愈高。如果在1200℃经过两次煅烧,并经两次保温共达5小时,就能防止粉化现象。然而最终的产物为β-和γ—C_2S的混合物。据本试验结果,对Yannaquis所提出的“在950°～1200℃烧成的β—C_2S,在任何温度下都是稳定的晶型,甚至慢冷也是稳定的。”这一观点提出不同看法。 根据β—C_2S介稳定性的特征,试验了K_2O、Na_2O、MgO、Fe_2O_3、铜矿渣及螢石对防止普通水泥熟料粉化的作用,这对在生产实际中控制配科参数有一定的参考价值。     

应用量子化学方法研究钙矾石的强度特性

钙矾石相是许多水泥品种的主要水化相之一，对水泥石的强度起着重要作用。本文用量子化学ＳＣＣ－ＤＶ－Ｘａ方法对钙矾石和含锶钙矾石相进行了研究。研究结果表明：两者结构中Ａｌ的键级和Ａｌ—Ｏ键共价键级大致相同。含锶钙矾石中Ｓｒ的键级和Ｓｒ—Ｏ共价键级大于钙矾石中的Ｃａ和Ｃａ—Ｏ键．由此可以认为这是含锶硫铝酸钙水化强度高于硫铝酸酸钙的主要原因之一。