水化硅酸钙纳米结构研究进展

介绍了水化硅酸钙凝胶(C-S-H)的几种主要结构模型,重点阐述了纳米尺度的凝胶模型及其发展。在纳米凝胶模型中C-S-H是由最小结构单元近似为直径小于5nm的胶束堆积而成。根据胶束堆积密度的差异,C-S-H分为高密度和低密度2种不同的凝胶相。总结了现代微观测试手段对C-S-H纳米模型的验证结果,分析了当前研究存在的问题并对今后研究提出了建议。     

水化硅酸钙凝胶的研究进展

水化硅酸钙(C-S-H)凝胶是影响水泥基胶凝材料宏观力学性能与长期耐久性的核心组分,阐明结构和性能间的关联关系有利于实现C-S-H凝胶的合成及推广应用。本文首先对C-S-H凝胶不同阶段的典型结构进行了综述,并引出结构与性能间的内在联系;随后,介绍水热合成法对不同结构C-S-H凝胶的精确调控,并详细阐述了合成要素对其组成、形貌以及结构的影响规律;最后,综述了合成C-S-H凝胶在相关应用领域的基础研究。本文聚焦于C-S-H凝胶构效关系的梳理总结以及C-S-H凝胶工程应用的前景探索,可为充分完善水泥水化机理、开发高性能绿色化建材提供理论参考。     

C-S-H 凝胶及其研究方法

在分析C-S-H凝胶的复杂性和特征的基础上,就测定它的化学组成、C-S-H凝胶中[SiO4]4-四面体的聚合度及其结构的化学和物理的方法作了简要介绍.现代各种测试方法的出现和使用,对C-S-H凝胶的组成和集中[SiO4]4-四面体的聚合结构有了较为完整的概念.     

纤维素纳米晶对水化硅酸钙微观结构的改性机理

水化硅酸钙(C-S-H)作为水泥基胶凝材料的基因，其结构变化对混凝土宏观性能发展至关重要。为了明确纤维素纳米晶(CNCs)在水泥中的改性机理，采用共沉淀法制备C-S-H凝胶，探讨了CNCs的形态效应及成核效应对C-S-H凝胶结构的影响。基于X射线衍射、透射电子显微镜、纳米压痕以及核磁共振等测试，结果显示CNCs表面携带的羟基(—OH)可络合Ca²⁺，随后与溶液中的SiO₄^2–反应形成C-S-H凝胶，包裹在CNCs周围形成致密的网络结构。CNCs为C-S-H凝胶的沉淀和生长提供了额外的成核位点，促进了C-S-H凝胶聚合度的降低以及链长的缩短，并且显著提升了高密度C-S-H凝胶的含量。     

C-S-H凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附固化作用

以分析纯Ca(NO3)2·4H2O、Na2SiO3·9H2O、Pb(NO3)2为原料,通过溶液反应法,制备纯净的C-S-H凝胶和掺杂Pb的C-S-H凝胶,研究了C-S-H凝胶在形成过程中对Pb的吸附固化作用及掺杂Pb后C-S-H凝胶的结构变化.结果表明,可溶铅盐由2％增至6％时,C-S-H凝胶对Pb均有良好的吸附固化作用,俘获Pb总量增大.XRD图谱发现掺杂Pb的C-S-H凝胶,其主峰位置发生偏移,出现明显的Ca(OH)2衍射峰.红外测试表明含Pb C-S-H凝胶硅氧四面体的链接方式发生变化,Q2伸缩振动峰向低波数方向偏移,Q1伸缩振动峰吸收强度增加.     

C-S-H凝胶对Cd2+、Zn2+和Cu2+的吸附固化作用

以分析纯Ca(NO3)2·4H2O、Na2SiO3·9H2O和重金属硝酸盐为原料,通过溶液反应法分别制备钙硅比为0.8和1.8的纯净及含Cd2+、Zn2+和Cu2+的C-S-H凝胶,研究了C-S-H凝胶在形成过程中对三种重金属离子的吸附固化作用.结果表明,两种钙硅比的C-S-H凝胶均能吸附固化Cd2+、Zn2+和Cu2+,重金属离子较易进入低钙硅比C-S-H凝胶夹层结构中,可以置换高钙硅比C-S-H凝胶结构中的Ca2+,在水化液相中形成Ca(OH)2.C-S-H凝胶对Cd2+和Cu2+的固化能力好于对Zn2+的,低钙硅比C-S-H凝胶对Zn2+的吸附固化作用优于高钙硅比C-S-H凝胶.     

纳米无定形C-S-H凝胶颗粒及其结构表征

以无水氯化钙( CaCl2)和水玻璃为原料,通过室温沉淀反应制备了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶颗粒.采用SEM、FTIR、XRD、XRF、TEM等对不同C/S和pH值条件下制备的C-S-H凝胶颗粒的形貌和结构进行了表征.结果表明,较低pH值条件下制备的C-S-H凝胶颗粒间呈现不同程度的团聚,-Si-O键之间显示一定的聚合度,其平均粒径在15 ～25nm之间,且呈无定形结构;在pH值较高时,该凝胶颗粒呈半结晶结构.     

低Ca/Si比的C-S-H凝胶产物在抑制AAR中的作用

碱是混凝土发生碱-集料(AAR)反应的重要因素之一。许多资料报道低Ca/Si比的C-S-H凝胶对碱有强烈的吸附作用。从C-S-H凝胶的组成出发,指出低Ca/Si比的C-S-H凝胶在抑制AAR中的作用,解释了低Ca/Si的C-S-H凝胶对碱的吸附能力强的原因及其影响因素。为在实际工程应用中掺加混合材来抑制AAR反应,提高混凝土耐久性有重大指导意义。     

C-S-H凝胶分子结构研究进展

水化硅酸钙(C-S-H)凝胶是硅酸盐水泥的主要水化产物,是水泥胶凝能力的主要来源。C-S-H凝胶的纳米结构由长程无序、短程有序的类Tobermorite纳米晶组成。明确类Tobermorite相纳米晶的分子结构、氢键等分子间作用力组成及性质、H2O和羟基基团与硅氧主链的相互作用机理对理解C-S-H凝胶的胶凝能力形成机理、调控水化产物的胶凝能力具有重要意义。本文在总结固体核磁共振分析技术研究C-S-H凝胶硅氧主链结构研究进展的基础上,提出其钙硅比对硅氧主链聚合度和平均链长的影响规律,并运用固体核磁测试与第一性原理计算核磁结果相结合的研究方法,揭示了C-S-H凝胶分子结构中氢键的组成及性质,明确了水分子及羟基基团与硅氧主链的相互作用机理。     

无机外加剂中各离子对水化硅酸钙的影响研究进展

近年来,随着混凝土技术的发展,外加剂已成为制备混凝土的重要辅助材料,但外加剂引入的各种离子对水化硅酸钙(C-S-H)的结构及形貌有较大影响.因此综合评述了无机外加剂中不同离子对C-S-H组成、结构及微观形貌的影响:Al3+能够直接参与C-S-H结构的构建;Na+、K+、Cl-可以加速水化反应,促进C-S-H凝胶的生成;...     

Structural Viscosity of Solids

Simple estimates of the coefficient of dynamic viscosity of some metals are considered. Experimental results on shock loading of aluminum, copper, and steel plane specimens are given. It is shown that the coefficient of dynamic viscosity depends on the characteristic size of the structural level of plastic strain at which loading-energy dissipation is considered. It was found that the main level that determines the viscosity of materials under high-velocity loading is the mesoscopic level with a characteristic size of 10 m. Key words: viscosity, high-velocity loading, mesoscopic level, interferogram.     

聚烯烃弹性体的结构表征

使用高温核磁共振碳谱、高温凝胶渗透色谱和熔融指数仪等对4种聚烯烃弹性体(P O E)的微观链结构、共聚单体组成及含量、相对分子质量及其分布等进行了分析和表征.结果表明:4种POE的共聚单体均为1-辛烯,共聚单体含量为30.0％～33.2％(w),共聚单体在分子链中分布均匀;4种POE的相对分子质量为7.19×104～1...     

Structural Analysis of Metadickite

The structure of metadickite, which was a dehydration phase of a dickite from Shokozan mine, Hiroshima, Japan calcined at 600°C for 24 h, was investigated by X-ray radial distribution function (RDF) analysis and the correlation method. The RDF curve showed the coordination numbers of both Si and Al atoms to be four and the structural regularity was observed up to ∼0.8 nm. Several structural models for metadickite were examined by the correlation method and the most likely model is considered to be the arrangement built up of SiO₄ tet-rahedral sheets, similar to the original dickite, and an adjacent edge-shared AlO₄ tetrahedral chain, with a 6-4-4 type oxygen atom distribution.     

Structural study of cellophane

Fine structural aspects of cellophane have been investigated using X-ray and electron diffraction techniques as well as a kinetic study of the dissolution of cellophane in 0.5 M cupriethylene diamine solution. The X-ray diffraction pattern for cellophane shows a typical cellulose II structure while the electron diffraction pattern highlights a typical cellulose I structure with very weak reflection for a cellulose II type lattice. The kinetics study of cellophane dissolution in cupriethylene diamine confirms the presence of these polymorphic forms of cellulose in cellophane. The paper also reports studies of the X-ray and electron diffraction patterns of cellophane in relation to crystallite size and degradation under electron beam. It is shown that the observed anomaly between the X-ray and electron diffraction patterns of cellophane is a consequence of (i) the larger minimum crystallite size requirement for producing diffraction patterns with X-rays than with the electron beam (ii) the much faster degradation of cellulose II crystallites than that of cellulose I crystallites under the electron beam and (iii) the reduction in the crystallite size of cellulose II in cellophane from that in wood pulp alkali cellulose during the process of regeneration.     

孤东垦东地区储层精细构造解释及构造特征分析

在孤东垦东地区利用三维地震资料与测井资料结合,实现了地震解释剖面上层位准确标定,并在此基础上开展了构造精细解释,对研究区内断裂的构造特征、演化特征进行了深入研究,针对隐蔽小断层、低幅度构造采用多种地震综合解释技术,完成了沙一段底界、馆陶组下段底界、馆陶组上段底界及明化镇组底界约1200km^2三维地震资料精细解释工作,编制了高精度构造图,进一步落实了区内的断裂空间展布特征和构造形态,指出了有利圈闭,为下步井位部署提供了有利依据。     

孤东垦东地区储层精细构造解释及构造特征分析

在孤东垦东地区利用三维地震资料与测井资料结合,实现了地震解释剖面上层位准确标定,并在此基础上开展了构造精细解释,对研究区内断裂的构造特征、演化特征进行了深入研究,针对隐蔽小断层、低幅度构造采用多种地震综合解释技术,完成了沙一段底界、馆陶组下段底界、馆陶组上段底界及明化镇组底界约1200km2三维地震资料精细解释工作,编制了高精度构造图,进一步落实了区内的断裂空间展布特征和构造形态,指出了有利圈闭,为下步井位部署提供了有利依据。     

煤制酚醛树脂的结构特征

采用红外光谱、核磁共振、热重分析、分子量测定等现代分析方法，对煤制酚醛树脂进行了全面分析，初步 煤制酚醛树脂的结构特征，认为煤制酚醛树脂与线性酚醛树脂（基本芳环骨架上有－ＯＨ、－ＣＨ２等基因在１，２，４位取代的酚醛树脂）有极为相似的红外谱图，具有相似的分子结构。煤制酚醛树脂性能好、成本低（硝化煤可部分代替昂贵的苯酚），是十分具有工业化前景的方法。     

Structural stability of carbon nanosprings

A carbon nanospring is formed by coiling a single-walled carbon nanotube (n, m) surrounding a cylinder surface with a uniform pitch length and spring rising angle. Both armchair and zigzag carbon nanosprings are studied. Due to the limitations of hexagonal carbon-atom rings and the bond length of carbon–carbon atoms, a maximum rising angle exists for each type of nanospring (n, m), and zigzag nanosprings have greater maximum rising angles than armchair nanosprings with the same spring radius. In this study, a molecular mechanics (MMs) calculation is performed to investigate the structural properties of carbon nanosprings. Flat carbon nanosprings are obtained with small spring radii and rising angles, and round carbon nanosprings are found to have a larger spring radius than flat ones. The results show that the structural stability of a nanospring mainly depends on the parameters of its tube radius, spring radius, and rising angle, whereas its chiral type has little effect.