掺杂β-C_2S的晶粒尺寸和微观应力及其与水化活性的关系

本文用X射线衍射峰形方差法测定了掺杂β-C_2S的晶粒尺寸和微观应力,用测定结合水量法测定了掺杂β-C_2S的水化速度。结果表明,掺杂物质不同,β-C_2S晶粒尺寸、微观应力也不同。晶粒尺寸小、微观应力大的β-C_2S有较大的水化活性。实验表明,亚微观的晶粒尺寸(几百埃至几千埃)对β-C_2S的水化活性有很大影响。X射线衍射峰形方差法是测定β-C_2S亚微观晶粒尺寸的一种有效方法。     

水化硅酸钙的碳化作用

本文研究水化硅酸钙的碳化作用。研究了低温合成β-C_2S和C_3S在的完全水化物及部分水化物的碳化性能,发现β-C_2S水化物比C_3S 水化物的碳化速率为高,说明碱度较低的水化硅酸钙比碱度较高的水化硅酸钙容易碳化。实验证实了碳化能够促进硅酸钙的水化,从而较好地解释了β-C_2S试体经碳化后强度迅速增长的现象。从β-C_2S碳化试体的长期强度低于正常养护的试件这一事实,提出这主要是因水化硅酸钙经碳化后体积减小,从而使碳化试体密实度低于正常养护试体而引起的。文章探讨了水化硅酸钙碳化过程中C-S-H凝胶化学组成的变化,得出 C-S-H 凝胶经碳化后,其C/S比逐渐下降直至完全分解为碳酸钙和硅胶。文章还探讨了水化硅酸钙的碳化动力学。以红外光谱分析和X射线衍射分析相结合研究了碳化生成的碳酸钙和硅胶的形态和性质,并采用透射电子显微镜对水化硅酸钙及其碳化产物的形貌进行了观察。     

Ba~(2+)离子掺杂对C_2S结构稳定性的影响

为了避免镁钙质耐火材料表面的C_2S保护层发生晶型转变导致的剥落,从而延长镁钙材料的使用寿命,以分析纯Ca(OH)_2、Si O_2、Ba CO_3为原料,在按n(Ca O):n(Si O_2)=2 1配料的纯C_2S试样中掺入不同量的Ba CO_3(其掺入量以Ba O质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%和6%计算),于1 450℃保温3 h烧结制备了掺杂不同量Ba~(2+)离子的C_2S试样。通过观察烧后试样的粉化程度,并利用XRD和TEM分析物相组成和晶体结构,研究了引入Ba~(2+)离子对C_2S晶体结构稳定性的影响,同时探讨了Ba~(2+)离子稳定C_2S晶体结构的机制。结果表明:未掺杂Ba~(2+)离子的试样已完全粉化,只有γ-C_2S纯相;而掺杂Ba~(2+)离子的试样烧后粉化情况均有所减轻,其中引入4%(w)Ba O的试样没有出现粉化及明显的裂纹,仍保持β-C_2S的晶体结构。其稳定机制是:在C_2S中引入适量Ba~(2+)离子后,Ba~(2+)离子取代部分Ca~(2+)离子,降低了缺陷自由能,从而稳定了β-C_2S。     

β-C_2S和C_3S 水化物的碳化作用

本文研究β-C_2S 和 C_3S 水化物的碳化作用。探讨了相对湿度、CO_2分压、水灰比等因素对低温合成β-C_2S 试体碳化速率和性能的影响。从试验结果认为 CO_2先溶解于水成为碳酸是碳化反应的第一步。发现β-C_2S 和 C_3S 水化物的碳化性能是有区别的。并得出当水化过程中生成的 CH 尚未完全碳化以前,C-S-H 凝胶已开始因碳化而分解,从而 C/S 比逐渐降低直至完全分解为碳酸钙和硅胶。文章还探讨了碳化机理和碳化动力学。从碳化试体强度的迅速增长,提出在水化早期,因碳化促进了硅酸钙的水化而导致强度发展加快。以红外光谱分析和 X 射线衍射分析研究了碳化生成的碳酸钙和硅胶的形态。     

高活性β—C2S的正电子湮没研究

用正电子湮没技术(PAT)研究了不同热处理温度下合成的高活性β-C_2S的正电子湮没寿命谱。分析了高活性β-C_2S中对正电子捕获态寿命产生影响的主要因素,并按照正电子捕获理论,从实验所得寿命谱参数对高活性β-C_2S的结构缺陷特征进行了讨论。结果表明,寿命谱中的τ_2成分主要来自晶粒边界和高活性β-C_2S内部本身的结构缺陷。τ_2的强度I_2随热处理温度的提高而减小,说明温度升高,晶界和结构缺陷均减少。实验表明,正电子湮没技术亦可用于一些超细多晶材料。     

矿物粉磨过程对其微观性能的影响

对水泥矿物之一β-C_2S的粉磨过程进行了微观性能研究,用X射线微观应力测定法和正电子湮没技术(PAT)测定了粉磨过程中β-C_2S晶格畸变和结构缺陷的变化,从形变的微观机制对测试结果进行了探讨。测定了不同粉磨时间样品的比表面积、粒径分布和水化放热速率,解释了不同大小颗粒水化活性差异的原因。     

硅酸钙稀悬浮液的水化过程

C_3S及β-C_2S稀悬浮液中的水化过程包括硅酸钙在水中开始进行溶解,逐步形成其水化产物的过饱和溶液,然后其水化产物逐步从此过饱和溶液中析出。C_3S及β-C_2S的水化过程均经过形成水化硅酸钙及Ca(OH)_2这两个过饱和溶液的阶段。C_3S和β-C_2S所形成的水化硅酸钙过饱和溶液具有相同的过饱和值,此值约为4～4.5。而它们所形成的Ca(OH)_2过饱和溶液则具有甚低的过饱和值,且此过饱和值的持续时间亦很短暂。     

活性β-C_2S的研究

将CaO与气相沉积SiO_2按CaO/SiO_2=2的比例混合,混合料先经100℃常压水热处理,再在低于850℃下煅烧可制得C_2S,经X射线衍射、红外吸收光谱、反光显微镜观察均可证明它是β型硅酸二钙。同时用碳酸钙(C.P.)与气相沉积SiO_2按相同比例混合,用通常的方法在1340℃烧成的β-C_2S与之作对比试验。 采用此种新技术制得的β-C_2S水化活性是很高的。尽管它的浆体水/灰比值较高(0.55),但水化3d就具有一定的强度,水化14d的强度是普通β-C_2S同期令强度的10倍。由结合水量和水化释出的Ca(OH)_2量,均可证明它是一种活性很高的β-C_2S。     

不同钙硅比C-S-H对多种重金属离子的俘获及其稳定性

通过溶液法人工合成不同C/S的C-S-H,分析比较了C-S-H对多种重金属离子俘获能力及其稳定性.研究结果表明,多种重金属离子共存下,低钙硅比C-S-H对重金属离子俘获主要以物理吸附为主,高钙硅比C-S-H对重金属离子的俘获则以化学结合主,其对重金属离子固化作用较前者稳定.无论钙硅比高低,多种离子共存下,C-S-H对Cu2+、Cd2+离子均有很强的固化能力,但对Pb2+离子的固化及稳定性较差.重金属离子价态不同,C-S-H俘获固化作用存大巨大差异,C-S-H对Cr3+俘获作用较强,但对Cr6+固化不起主要作用且稳定性较差.水化液相中Cr6+离子的存在,对pb2+离子在C-S-H中固化有极大影响.     

硫铝酸盐早强水泥热稳定性的研究

一、前言近年来,国内外对C_4A_3S为基础的早强水泥的研究和生产有了很大进展。以C_4A_3S、β-C_2S及二水石膏为主要矿物组成的硫铝酸盐早强水泥,是我国新近研制成功的一种新     

活性β-C_2S的形成机理

前文报道了对CaO-SiO_2混合物经水热处理和低温烧成制备活性β-C_2S,本文则对其形成机理作进一步探讨。本文用化学分析法测定了经不同时间蒸养的物料中的fCaO和未结合的SiO_2。对形成的水化硅酸钙经三甲基硅烷化(TMs)反应,并用气相色谱(GLC)及凝胶渗透色谱(GPC)分离和测定TMS衍生物.发现在蒸养物枓中除有单硅酸和二硅酸化合物外,还有相当数量的多聚硅酸阴离子,其中主要的相是四聚硅酸(包括坏状和链状)阴离子团。GPC检测到的最大分子量为11000。蒸养料经823K、1023K和1223K煅烧后,单硅酸化合物增多,多聚硅酸化合物量相应减少,且明显出现三硅酸化合物。作者据上述结果初步认为,经水热合成处理后再煅烧得到的活性β-C_2S是经多聚硅酸化合物或至少有部分C_2S是经多聚硅酸化合物过渡而形成,这与通常公认的C_2S直接形成机理有所不同。     

利用β-C_2S晶型转化能量生产节能快硬水泥的研究

我们在研究中发现,在C_2S-C_(11)A_7·CaF_2C_2S-C_(12)A_7和C_2S-CA体系内,当β-C_2S向Υ-C_2S转化时能产生巨大的能量,随之熟料迅速自动粉碎。但采用工业原料所配制的C_2S-C_(11)A_7·CaF_2体系的水泥,其晶型的稳定时间较长,有时其转化时间延长到一周或更长时间。 本研究主要利用含有一定热值的高铝煤矸石,探索在C_2S-C_(11)A_7·CaF_2体系内通过配     

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。     

通过加速碳化激发γ-C_2S矿物的活性

在1 350℃的煅烧温度下,制备了纯的γ-Ca_2SiO_4(γ-C_2S)矿物,研究了加速碳化后该矿物的物理力学性能。结合X射线衍射、高分辨29Si固体核磁共振和扫描电子显微镜分析其硬化机理,探讨了加速碳化技术激发γ-C_2S矿物活性的可行性。结果表明:加速碳化能显著激发γ-C_2S矿物的活性,8 h抗压强度达71.3 MPa;γ-C_2S碳化形成了形状不规则的碳酸钙和高度聚合的硅凝胶,类似于水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的作用,是强度增加的主要来源。     

用于井温95～120℃的油井水泥

由于C_3A具有高度的活性以及直接与水化合的可能性,从而对水泥的凝结速度起着特别重要的作用。C_3S和C_4F虽不及C_3A水化得快,但在温度升高的情况下对水泥凝结所起的加快作用也是不可忽视的。C_2S则不然,由于它与水的化合能力较C_3A、C_3s和C_4AF弱得多,所以,由贝利特熟料制成的水泥比由阿利特熟料制成的水泥,其凝结硬化的速度缓慢得多,早期强度也较低。当温度提高时,β-C_2S的水化活性虽有增加,但与其他熟料矿物相比,其水化速度仍是缓慢的。因此,我们认为选     

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。     

离子液体界面极化及其调控氢键性质的分子机理

离子液体在电极界面处的结构及行为对其在超级电容器、固载催化剂等实际化工应用中有重要的影响。采用第一性原理计算结合理论分析研究了7种咪唑类离子液体在常见二维固体石墨烯、氮化硼、二硫化钼表面极化的分子机理及其对离子液体氢键的微观作用机制。结果表明，当离子液体在这三种二维表面吸附时会发生电荷转移和轨道相互作用，导致了显著的表面极化作用，且吸附能和电荷转移数值越大，表面极化作用越强。进一步分析了二维表面离子液体氢键的键长、键角、键序和键能，发现表面极化作用会显著削弱离子液体氢键。对于不同离子液体红外光谱的计算结果也验证了氢键被削弱的趋势。最后，通过SPSS软件对表面极化作用和离子液体氢键强度间的关系进行了定量解析，发现表面极化作用与氢键强度呈负相关关系。本文关于离子液体氢键的定量分析不仅有助于理解离子液体-固体表面作用的分子机理，而且可为离子液体在实际化工过程的应用提供理论支撑。     

钾、钠对硫铝酸盐水泥水化的影响

本文通过水化放热速率、DSC分析、XRD分析、SEM观测、孔径分布以及强度等测定,研究了NaOH、KOH对硫铝酸盐水泥水化作用的影响。在ROH的作用下,C_4A_3S水化加速,石膏的溶解加快,接着也使β-C_2S的水化得到促进,因此水泥的早期强度提高。但7d后强度就开始呈现下降趋势,所用的ROH浓度越大,强度下降越严重。所以对于硅铝酸盐水泥,碱的作用似应比硅酸盐水泥更为重视。     

高炉矿渣细粉对Cr(Ⅵ)的还原能力及测试方法

研究了Blaine比表面积分别为426m^2／kg和836m^2／kg的2种高炉矿渣细粉S4和S8对铬(Ⅵ)离子的还原固化作用。结果表明：在含铬(Ⅵ)水溶液和粉煤灰硬化体中掺加高炉矿渣细粉后,可以降低水溶液中铬(Ⅵ)离子的含量和抑制粉煤灰硬化体中铬(Ⅵ)离子的溶出;高炉矿渣细粉的比表面积越大,对铬(Ⅵ)离子的还原能力越强。采用硫酸高铈-硫酸亚铁溶液氧化还原滴定法可以快速评定高炉矿渣细粉的还原能力,其结果与实际溶出试验结果有很好的对应性。     

胶原／明胶的结构（构象）与性能研究V．铜离子与明胶中不同构象组分络合形态的研究

利用ＣＭ－５２离子交换层析和无火焰原子吸收光谱法对明胶中铜离子与不同构象组分络合形态进行了研究。其研究结果表明：明胶中的铜离子是与明胶大分子中的不同构象（α、β和γ）组分中的游离基因以络合的形式稳定地存在着，铜离子与不同构象的络合能力大小可以排列成以下的顺序：（γ＞β＞α）。金属铜与不同构象络合的能力是如此之强，以致明胶中微量的铜离子可以认为是明胶大分子结构中的一部分。