不同水灰比下无水硫铝酸钙的水化反应

为澄清无水硫铝酸钙的水化反应机理,利用化学试剂Ca CO3、Al2O3、Ca SO4合成纯度达90%以上的无水硫铝酸钙(C4A3)单矿物,研究其在水灰比为0.3、05、0.7条件下的水化反应,包括不同水化时间的水化产物及变化规律,用X射线衍射仪、综合热分析仪和扫描电子显微镜对水化产物进行分析.结果表明:水化产物为含不同摩尔结晶水的2种单硫型水化硫铝酸钙C4AH12(AFm-12)和C4AH1 4(AFm-14)以及无定形状态的铝凝胶(AH3),整个水化过程未生成钙矾石(AFt);随着水化时间的延长,C4AH12(AFm-12)会逐渐转化为C4AH1 4(AFm-14);水化反应主要集中发生在3~12 h,后期C4AH1 4晶体不断长大.     

海砂混凝土中氯离子固化的影响因素研究

通过海砂混凝土中游离氯离子含量的测定,研究了海砂混凝土氯离子吸附和结合特征.利用X射线衍射、扫描电镜和热分析等测试方法对海砂混凝土的微结构和Friedel盐进行了表征.结果表明:海砂混凝土游离氯离子浓度与溶液的萃取温度密切相关,温度越高,游离氯离子浓度越大,萃取温度为65℃时的游离氯离子浓度约为15℃时游离氯离子浓度的2倍;同时粉煤灰砂浆中结合的物理固化离子在较低温度下溶出率低.TG/DTA曲线上没有出现海砂混凝土的Friedel盐吸热峰,而XRD与SEM图中显示海砂混凝土中存在Friedel盐,可能是因为Friedel盐含量较少,导致生成的Friedel盐不稳定.     

水化程度对水泥基材料固化氯离子的影响

由于水泥基材料中水泥的水化是经时变化的,因此测定了水化程度对硬化水泥浆体固化氯离子的影响,同时考察了pH值对固化氯离子的影响.结果表明,与用龄期表征水泥固化氯离子相比,用水化程度表征更准确.此外,随着pH值增大,固化氯离子量减少.通过回归分析发现,水泥固化氯离子的能力与氯离子浓度符合幂函数关系.     

矿渣对氯离子的固化作用

为研究矿渣本身对氯离子的固化作用,以石灰作为激发剂制备出硬化矿渣浆体,采用化学分析方法测定了矿渣固化氯离子的能力。结果表明:矿渣不但具有化学结合氯离子的能力,还具有物理吸附氯离子的能力,其固化等温线适合Freundlich关系曲线;随着pH值增大,矿渣固化氯离子的能力降低,其下降的幅度比硅酸盐水泥更大;与硅酸盐水泥不同,随着温度升高,矿渣固化氯离子的能力增强。     

硫铝酸钙-贝利特水泥熟料的低温制备及其水化性能研究

以煤矸石、脱硫石膏、石灰为主要原料,采用水热合成-低温煅烧方法制备了硫铝酸钙-贝利特水泥熟料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析了水热合成物、煅烧试样及水化产物的矿物相,利用等温量热仪测定了水泥早期水化放热随时间的变化,并测定了水泥的力学性能。结果表明:在120℃下水热合成前驱体后再经煅烧,可在1 050℃低温下制成硫铝酸钙-贝利特水泥熟料。与一步法相比,该低温水泥的早期水化放热速率较高。当水泥中的二水石膏掺量为13%(质量分数)时,水泥1d、28d的抗压强度分别为30.2 MPa和57.3 MPa,28d的水化产物主要为长纤维状的AFt。     

干湿循环作用对混凝土抗氯离子渗透侵蚀性能的影响

为了加速模拟海洋潮差区环境对混凝土耐久性能的影响,掺入矿粉和纳米改性矿物掺合料,研究了氯盐干湿循环作用对混凝土抗氯离子侵蚀性能及微观结构的影响,并将干湿循环试验与常规浸泡试验进行了对比。结果发现,干湿循环作用粗化了混凝土试件表层孔结构,增大了孔径>50 nm的孔隙含量,显著提高了自由及总氯离子浓度;掺入纳米改性矿物掺合料能降低混凝土内部孔隙率,减少有害孔含量,提高混凝土内部氯离子结合能力;干湿循环60天后混凝土表层Ca（OH）₂逐渐被消耗,生成了Friedel盐和CaCO₃。      

耦合离子与水化产物间相互作用的水泥基材料氯离子传输模型

钢筋混凝土结构为土木工程领域应用最广泛的结构形式,而氯离子诱发的钢筋锈蚀为降低混凝土结构耐久性的主要原因之一。在以往的研究中,基于Nernst-Planck方程的数值模型通常被用来模拟混凝土中离子的传输,进一步预测混凝土结构的服役寿命,然而这些数值模型并未考虑传输过程中离子与水化产物之间的热力学作用。因此,本文基于离子传输的物理化学作用的本质过程,建立了饱水状态下水泥基材料中多离子传输的数值模型。首先,采用表面络合模型和相平衡模型,建立了孔溶液中离子与水化产物间的热力学数值模型;然后,借助于算子分裂算法,求解了耦合热力学作用的Nernst-Planck方程多离子传输的有限元模型,得到了水化产物中各相成分、孔隙率及孔溶液中各自由离子浓度的演化规律。最后,通过已有文献的试验研究验证了本文建立的数值模型的准确性。     

甲酸钙对硫铝酸盐水泥早期水化过程的影响

利用维卡仪、水化放热速率、XRD、TG-DSC和SEM等测试手段,研究了甲酸钙(Ca(HCOO)2)对硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程和水化产物及微观形貌的影响。结果表明,Ca(HCOO)2可明显促进硫铝酸盐水泥的凝结,并缩短初凝和终凝时间间隔;显著缩短了硫铝酸盐水泥的水化诱导期,且使水化加速期提前,使第一水化热峰值提高32%,但对水化稳定期的水化放热速率无明显影响;Ca(HCOO)2可以提高硫铝酸盐水泥水化环境的碱度,在早期提高了水化产物钙矾石(AFt)的结晶度,水化早期生成的水化产物结构致密,但并不改变水化稳定期的水化产物和微观形貌。     

离子掺杂对W型钡铁氧体电磁特性的影响

研究了六角晶系W型铁氧体Ba(Zn1-x Cox)2Fe16O27中Co2+离子掺杂量对产物电磁参数的影响。采用溶胶—凝胶自蔓延燃烧法制备了不同Co2+离子掺杂量的铁氧体产物,利用微波网络矢量分析仪在X波段范围内选取8.2GHz、10.0GHz和12.4GHz三个典型频率对不同产物的动态电磁参数进行了测量和分析。研究表明:铁氧体在各频率下的介电损耗变化是由于随着Co2+离子含量的增加带来的电偶极子极化和界面极化造成的;铁氧体的磁损耗是由于Co2+离子含量的增加,W型铁氧体的磁矩从优方向由单轴过渡到平面,磁晶各向异性场的变化导致了其共振频率的变化,从而证明了调整Co2+离子的含量可以对铁氧体的工作频段加以控制。同时确定了在X波段,当x=0.6~0.8时,Ba(Znx Co2-x)2Fe16O27具有最佳的吸波性能。     

铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响

研究了铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥水化硬化特性的影响及其在复合磷酸盐磷酸镁水泥中的稳定性。实验结果表明,复合磷酸盐磷酸镁水泥抗压强度随着铅离子掺量的增加而降低,其中硝酸铅掺量达到10%时,复合磷酸盐磷酸镁水泥的各个龄期的抗压强度发生明显下降。铅离子对复合磷酸盐磷酸镁水泥凝结时间没有明显影响。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化过程中,铅离子对水泥体系的pH值影响不大,但能够造成水泥水化放热峰出现的时间延迟,水化放热的总量减少并影响主要水化产物的结晶程度。在复合磷酸盐磷酸镁水泥水化反应后期,当硝酸铅掺量达到10%以上时,在水化产物中出现了较为明显的Pb2P2O7的衍射峰。复合磷酸盐磷酸镁水泥固化铅离子的浸出毒性试验结果(43μg/L)远低于国家标准要求(5mg/L)。     

淀粉基水化温升抑制剂对水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化的影响

本实验主要研究了淀粉基水化温升抑制剂( TRI)对水泥-25%粉煤灰、水泥-50%粉煤灰复合胶凝材料凝结时间、抗压强度、水化放热历程的影响,并与纯水泥进行比较.通过对比TRI在水泥和粉煤灰上的吸附性能和水化产物的变化,对其影响机理进行了分析.结果表明:随TRI掺量增加,凝结时间都延长,早期强度都降低,复合体系后期(60 d)强度存在损失,但不影响纯水泥后期强度,水化放热速率峰值都大幅度降低,缓解了集中放热.水泥对TRI的吸附能力更强,导致复合体系中单位水泥吸附的TRI更多,使得降峰效果更好,同时也导致凝结时间延长更多,增大早期强度损失. TRI不影响纯水泥最终水化程度,但会延缓粉煤灰的火山灰反应,因此降低了复合体系60 d强度.     

复合调凝组分对硫铝酸盐水泥性能的影响及机理

为了有效控制硫铝酸盐水泥(SAC)的凝结时间,研究了硼砂、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠单掺和复掺对硫铝酸盐水泥凝结时间和流动性能的影响。结果表明:葡萄糖酸钠与柠檬酸钠以一定质量比复合后可以有效控制水泥浆体的凝结时间,并很好地改善其工作性能和早期强度,而且葡萄糖酸钠与柠檬酸钠复合质量比为5∶1时对硫铝酸盐水泥的缓凝效果最好。水化早期浆体的XRD和SEM分析结果表明,复合调凝组分的加入减缓了钙矾石的生成,并且使得水化产物中CSH凝结的生成数量增多,从而有效抑制了硫铝酸盐水泥的水化速度,并改善了其工作性能。     

起始物对Li^＋、Ca^2＋混合型低硅X型分子筛（LSX）制备及吸附性能的影响

采用Li-LSX,Ca-LSX为起始物进行离子交换分别制备了Li 、Ca2 混合型LSX,通过ICP-AES,7Li MAS NMR,23Na MAS NMR及静态吸附等检测方法,考察了起始物不同对离子交换限度,离子定位与产品吸附性能的影响.实验结果表明,以Ca-LSX为起始物进行Li交换得到的Li-Ca-LSX最大交换率为31.5%,此时吸附性能最优,氮氧吸附量分别为36.4和5.0mL/g,选择性系数为12.4,且节约了Li的用量.借助NMR结果发现,对吸附性能有直接影响的Li ,除公认SIII位置外,尚有少量SI'亦有较显著作用.     

自组装单分子膜的末端基团对化学气相沉积铜薄膜的影响

利用化学气相沉积(CVD)的方法在自组装单分子膜(SAMs)修饰的SiO2表面沉积铜薄膜,并对得到的铜薄膜的性质进行表征与分析.通过比较研究发现:在沉积过程中,SAMs的末端基团作为铜沉积的反应位点,末端基团与铜之间的相互作用力越强,则铜在基材表面的沉积与附着能力越强,而且SAMs阻挡铜原子扩散进入硅内部的效果越好.而SAMs的生长取向也会对铜沉积时的晶型产生影响.     

起始物对Li+、Ca2+混合型低硅X型分子筛(LSX)制备及吸附性能的影响

采用Li-LSX, Ca-LSX为起始物进行离子交换分别制备了Li⁺、Ca²⁺混合型LSX, 通过ICP-AES, ⁷Li MAS NMR, ²³Na MAS NMR及静态吸附等检测方法, 考察了起始物不同对离子交换限度, 离子定位与产品吸附性能的影响. 实验结果表明, 以Ca-LSX为起始物进行Li交换得到的Li-Ca-LSX最大交换率为31.5%, 此时吸附性能最优, 氮氧吸附量分别为36.4和5.0mL/g, 选择性系数为12.4, 且节约了Li的用量. 借助NMR结果发现, 对吸附性能有直接影响的Li⁺, 除公认SIII位置外, 尚有少量SI’亦有较显著作用.