玻镁外墙挂板的抗水性、水化产物和微观结构

试验测定了普通玻镁外墙挂板、掺加复合抗水外加剂和矿物掺合料的高性能玻镁外墙挂板在自然和浸水状态下的弯曲力学性能和变形性能,并运用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了水化产物的组成和微观结构特征.结果表明:在浸水条件下,普通玻镁外墙挂板的主要水化产物5 ·1·8相发生了分解,破坏了微观结构,导致其抗弯强度降低;而掺加复合抗水外加剂和矿物掺合料的高性能玻镁外墙挂板的水化产物5·1·8相保持稳定,微观结构未发生变化,显示出较高的抗水性.因此,玻镁外墙挂板的水化产物组成和微观结构的稳定性是确保其抗水性的重要前提.     

玻璃纤维增强氯氧镁水泥的抗冻性及其机理

利用冻融试验方法,测定了冻融循环对普通和高性能玻璃纤维增强氯氧镁水泥(glass fiber reinforced magnesium oxychloride cement,GRMC)弯曲性能的影响,并运用XRD和SEM-EDS分析了冻融前后GRMC水化产物的组成和微观结构的差异。结果表明,普通GRMC试件冻融前后的主要物相均为5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O(5·1·8),浸水48 h后部分5·1·8分解为Mg(OH)2;冻融循环25次后Mg(OH)2被碳化为MgCO3,在孔隙中大量存在叶片状MgCO3。双掺15%复合抗水外加剂和20%矿渣的高性能GRMC试件,在浸水48 h、冻融25次条件下物相都未发生明显变化,水泥基体仍由5·1·8凝胶体和2MgO·SiO2·aq凝胶相互连生而成,5·1·8针棒状晶体在孔隙中大量存在,冻融循环对GRMC试件的水化产物的组成和微观结构没有影响,具有较好的抗冻性。     

茶多酚及其氧化产物清除不同体系产生的活性氧自由基的分光光度法研究

用分光光度法测定了茶多酚及其氧化产物对不同体系产生的活性氧自由基O2· - 和·OH的清除作用。结果表明 :对由光照核黄素体系产生的O2· - ,在试验质量浓度范围 ( 8 3～ 1 67ug mL)内茶多酚及其氧化产物的最大清除率分别为 96 6%和 92 1 %。对由 2 脱氧 D 核糖体系产生的·OH ,在实验质量浓度范围 ( 5～ 80 0ug mL)内茶多酚及其氧化产物的最大清除率分别为83 4%和 88 5%。茶多酚氧化产物 ,SOD粗酶液 ,茶多酚对邻苯三酚自氧化产生的O2· - 均表现出较强的抑制作用 ,抑制率分别为 66 5% ,47 6% ,45 3%。茶多酚及其氧化产物与SOD有显著的协同增效作用 ,但氧化产物的效果强于茶多酚。     

ρ-Al2O3在不同介质中的水化行为研究

通过测定ρ-Al2O3在9种介质中水化时料浆的温度与粘度变化和水化产物相组成分析与显微结构观察研究ρ-Al2O3的水化行为.研究结果表明,酸性介质阻止ρ-Al2O3的水化,碱性介质促进ρ-Al2O3的水化;ρ-Al2O3在水中和碱性介质中的水化产物主要为粒状、结晶良好的拜耳石,酸性介质中为结晶不完整、呈无定形的勃姆石.     

蒸养粉煤灰硅酸盐混凝土的水化产物、强度和碳化稳定性

本文通过化学分析、X-射线、差热分析及岩相观察,初步鉴定出蒸养粉煤灰硅酸盐混凝土的主要水化产物为合铝的水化硅酸钙[xCaO·(SiO_2·yAl_2O_3)·nH_2O]。 找到了水化产物,制品的密实度与制品强度的关系。在密实度大致相同的条件下,水化产物愈多强度愈高。 发现水化物的碱度与制品碳化稳定性有密切关系。当碱度达一定值后,制品碳化后强度就不再下降。     

高性能玻璃纤维增强氯氧镁水泥的加速寿命试验与微观机理

利用SIC( strand in cement)试验方法,测定了玻璃纤维增强氯氧镁水泥(glass fiber reinforced magnesium oxychloride cement,GRMC)板材在80℃热水加速老化试验条件下的弯曲强度变化,研究了其加速试验寿命,并运用XRD、DSC -TG、FT-IR和SEM分析其水化产物组成和微观结构形貌,观察了玻璃纤维在氯氧镁水泥基体中的腐蚀特征.结果表明:未添加任何改性剂的普通GRMC在80℃热水加速老化2.5d后,其主要水化产物5·1 ·8大量分解,物相以叶片状的Mg( OH)2为主,促使玻璃纤维被基体腐蚀,导致力学性能急剧下降,预期使用寿命不超过4y.掺加复合抗水外加剂和矿渣的高性能GRMC由于5·1 ·8相的稳定存在和玻璃纤维不被腐蚀,在加速老化试验条件下的强度保留率高达60％以上,预期使用寿命超过了50 y.因此,5·1 ·8的稳定存在是保证高性能GRMC的玻璃纤维稳定性和长期耐久性的重要基础.     

铝酸钙水泥水化产物对铝酸钙水泥水化的影响

在铝酸钙水泥的生产、运输、储存过程中,会有部分水泥吸水而发生水化。为了研究这部分水化产物是否会对水泥的水化速度和水化产物产生影响,将Secar 71水泥经制浆、30℃养护、冷冻干燥、粉磨制成水化产物粉,再与Secar 71水泥配制成水化产物粉含量(w)分别为3%和30%的混合粉,然后以纯Secar 71水泥和纯水化产物作为参比,在30℃环境温度下测试它们的水溶解特性(以水灰质量比5 1的稀浆体的电导率-时间曲线表征)和水化特性(以水灰质量比2 5的浆体的温度-时间曲线表征);并经制浆(水灰质量比为2 5)、养护(30℃、100%相对湿度)、冷冻干燥后,分析试样的物相组成和显微结构。结果表明:在30℃环境温度下,引入铝酸钙水泥水化产物能够促进铝酸钙水泥的溶解和水化;含水化产物的混合粉水化后试样中有AH3存在,而纯Secar 71水泥水化后试样中几乎没有AH_3;含水化产物的混合粉水化后试样中C_2AH_8板片状结晶比纯Secar 71水泥试样的更加粗大。     

0～20℃养护下硅酸盐水泥水化时钙矾石的生成及转变

采用X射线衍射仪及核磁共振仪研究了0、5、10、20℃硅酸盐水泥水化产物钙矾石的生成及转变。结果表明：硅酸盐水泥水化1d至180d,4种养护温度下钙矾石生成量皆先增大后减小,但该规律随养护温度不同而不同：在10℃和20℃养护时,钙钒石生成量在水化3 d时达到最大,0℃和5℃养护时,水化28d时才达到最大;而从水化龄期来看,钙矾石生成量在水化1d时20℃养护时最高（10.2%）,水化3d时10℃养护时最高（12.1%）,3～180 d时0℃时最高;此外,低温养护显著延迟了钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙转变。     

粉煤灰、硅灰及纳米硅与C3S水化反应产物的显微结构研究

介绍了粉煤灰，硅灰，纳米硅以及复合微粉剂对C2S水化的作用，对其产物的显微结构进行了分析。结果表明：不同粒径的微粉与C3S二次水化反应时，在Ca(OH)2的侵蚀作用下，早期生成絮状C－S－H凝胶，后期生成向外呈辐射状的纤维C－S－H。这种二次水化产物可填充不同粒径颗粒之间的孔隙，最终形成致密网络状的二级界面显微结构。     

自析粉体鞣剂的制备与应用

用双酚化合物和苯甲酸钠为反应单体,通过甲醛进行缩合,制备了一种自析粉体鞣剂。通过正交实验确定了合成这种缩合物的最佳条件:n(双酚化合物)∶n(苯甲酸钠)∶n(甲醛)=(0·5~0·8)∶(0·8~1·0)∶(0·8~1·0),缩合温度85~100℃,反应时间6~10h,用NaOH调节pH=7·5~8·0。通过红外光谱仪确定了甲醛在反应中有交联作用,用凝胶色谱法测定了产物的重均相对分子质量为480·48,通过有机元素分析推测出合成产物分子式为HO—C6H4—SO2—C6H3(OH)—CH2—C6H4—COONa。将其应用于制革,表明该合成物作为复鞣剂使用,成革的收缩温度为78℃,各项检测指标符合行业标准,有明显主鞣效果。     

硫、氯氧镁混合胶凝体系凝结硬化性能及微观结构

为了改善镁质胶凝材料的性能,结合硫氧镁水泥和氯氧镁水泥两个体系的特性,制备了硫、氯氧镁混合胶凝体系.通过测试凝结时间、抗压和抗折强度对混合体系的凝结硬化性能及耐水性进行了研究,利用XRD、SEM和EDS分析表征手段对混合体系水化产物的物相组成、元素分布及微观形貌进行了分析.结果表明:溶液中氯化镁质量分数增加,浆体的凝结时间延长,当氯化镁质量分数大于70％,凝结时间缩短.与硫氧镁水泥和氯氧镁水泥相比,混合体系的抗压强度降低、抗折强度稍有增加,浸泡28d后表现出了良好的耐水性.XRD和SEM数据表明:晶体之间没有形成连结力强的连续结构,使混合体系的力学性能降低.浸水后水化产物微观形貌的改变是混合体系耐水性增加的主要原因.     

Cementing mechanism of potassium phosphate based magnesium phosphate cement

Magnesium phosphate cements (MPCs) are materials that belong to chemically bonded ceramic materials. They have a wide range of potential applications, due to their superior performance. In this paper, the reaction products and cementing mechanism of magnesium phosphate bonded cement based on the dead burned magnesia and the mono-potassium phosphate (MPP) are investigated. Fine powder and grains of dead burned magnesia were used to prepare pure cement paste and bonding cluster samples, respectively. The cement reaction products and their micro-morphology in the both different samples are examined. The microstructure of specimens is analyzed by SEM, TEM, XDR, and optical microscopy. Struvite of potassium (MgKPO₄·6H₂O) is observed in the reaction products. According to the analysis, it is found that struvite exists in both crystalline and amorphous form. There is also residual magnesia in the hardened cement paste. By means of microscopy observation, it can be seen that reaction products form around the unreacted magnesia and can develop into a continuum structure, which further produces the hardened paste. Struvite can grow up to form the more perfect crystal in a long term curing age, if large enough space is available during the hydration process.     

快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料水化机理研究

研究了一种新型快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的水化性能,并利用微量热仪、XRD、TGA、SEM等方法进行了水泥水化过程,水化产物和微观形貌结构的表征.实验结果表明:新型高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的早期水化放热迅速并集中,早期强度发展迅速;该水泥的早期水化产物主要为AFt和铝胶相,未发现CH相;在水化后期,生成的AFt会发生转化生成AFm相,同样没有发现CH相.随着水化的进行,水化产物不断增多,针棒状的AFt穿插,交错在凝胶之间,形成了较为致密的结构,从而提高了水泥的强度.     

碱对硅酸盐水泥水化硬化性能的影响

系统地研究了以碱含量不同、存在形式各异的熟料所制水泥的水化液相成分、水化程度、水化产物和硬化浆体微观结构,揭示了碱对硅酸盐水泥水化硬化性能影响的机理。水泥水化时,熟料中的碱迅速溶入水化液相,使液相中[OH-]升高、[Ca~(2+)]降低。由此促进水泥早期水化,并阻滞了后期水化的发展。所以,高碱水泥凝结快,1～3d硬化浆体的孔隙少、强度高;7～28d硬化浆体的孔隙多、强度低。     

高掺量混合材复合水泥的水化性能

通过水化微量热、化学结合水测定和X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜等测试方法研究了3种高掺量矿渣、粉煤灰、石灰石复合水泥的水化性能,并与硅酸盐水泥的水化进行了对比。结果表明：高掺混合材复合水泥的水化放热特征与硅酸盐水泥有明显不同,早期水化反应速度低于硅酸盐水泥,但后期由于矿渣、粉煤灰的二次水化反应使其水化速度增长较快。主要的水化产物亦为水化硅酸钙凝胶、钙钒石和Ca(OH)2晶体,但Ca(OH)2含量明显低于硅酸盐水泥浆体中的Ca(OH)2含量。     

Hydration of calcium sulfoaluminate cements — Experimental findings and thermodynamic modelling

Calcium sulfoaluminate cements (CSA) are a promising low-CO₂ alternative to ordinary Portland cements and are as well of interest concerning their use as binder for waste encapsulation. In this study, the hydration of two CSA cements has been investigated experimentally and by thermodynamic modelling between 1 h and 28 days at w/c ratios of 0.72 and 0.80, respectively.The main hydration product of CSA is ettringite, which precipitates together with amorphous Al(OH)₃ until the calcium sulfate is consumed after around 1-2 days of hydration. Afterwards, monosulfate is formed. In the presence of belite, strätlingite occurs as an additional hydration product. The pore solution analysis reveals that strätlingite can bind a part of the potassium ions, which are released by the clinker minerals. The microstructure of both cements is quite dense even after 16 h of hydration, with not much pore space available at a sample age of 28 days.The pore solution of both cements is dominated during the first hours of hydration by potassium, sodium, calcium, aluminium and sulfate; the pH is around 10-11. When the calcium sulfate is depleted, the sulfate concentration drops by a factor of 10. This increases pH to around 12.5-12.8.Based on the experimental data, a thermodynamic hydration model for CSA cements based on cement composition, hydration kinetics of clinker phases and calculations of thermodynamic equilibria by geochemical speciation has been established. The modelled phase development with ongoing hydration agrees well with the experimental findings.     

超硫酸盐水泥净浆的酸性侵蚀劣化机制

本文对比研究了超硫酸盐水泥(SSC)与硅酸盐水泥在盐酸侵蚀条件下的力学性能变化规律,探讨了SSC的酸性侵蚀劣化机制。测试了SSC净浆试件正常养护后在盐酸溶液以及清水中抗压强度的变化,并计算了抗压强度保持率;采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TG-DTG)等微观测试方法分析了SSC在盐酸侵蚀下水化产物种类和数量的变化,并探究了其微观结构的演化过程,分析了劣化机理。结果表明：不同于硅酸盐体系,SSC体系主要水化产物为钙矾石和水化硅酸钙;与硅酸盐水泥相比,SSC在酸中具有较高的抗压强度保持率和更好的抗酸性侵蚀性能;盐酸侵蚀SSC后,SSC主要水化产物均被分解,体系中存在二水石膏和大量的二氧化硅胶体,而硅酸盐水泥体系中则存在大量的二氧化硅胶体。     

硅灰改性压实水泥材料的组成和微观结构

用ＤＴＡ、ＸＲＤ及ＳＥＭ分析了不同养护条件下硅灰改性前后压实水泥的组成和微观结构，并探讨了结构与耐久性的关系。结果表明：在常温水养护条件下，除Ｃａ（ＯＨ）２外，硅灰改性前后压实水泥的组成无明显差异；压蒸条件下，随压蒸时间延长伴有产物的转化和晶化，掺入硅灰后，产物向低ＣａＯ／ＳｉＯ２方向转化和晶化；材料结构中未水化水泥颗粒进一步水化以及产物的转化和晶化对材料的结构和性能产生不利影响，甚至会导致结构破坏     

High intakes of Cr, Ni, and Zn in clinker: Part II. Influence on the hydration properties

This work presents the results of the hydration of cements with high intakes of Cr, Ni, and Zn. The cements were produced from clinkers that were doped with 200 to 25,000 ppm of heavy metal. Investigations on the clinkers were presented in Part I. In this paper the rate of heat generation of the cements in the first 2 days was analysed by differential scanning calorimetry. The hydration products were investigated by scanning electron microscopy combined with energy-dispersive X-ray spectrometer and also by X-ray powder diffraction. The initial setting of some samples was tested, as well as the strength. The results show that heavy metals only have an influence on the hydration properties of the cements if the dosage is much higher than in ordinary Portland cement.     

新型磷酸镁水泥固化挥发型重金属锌的研究

利用新型磷酸镁水泥对挥发型重金属锌做固化研究。通过测定磷酸镁水泥的抗压强度、Zn ²⁺的浸出毒性、水化产物的组成,观察固化后水泥表面微观结构,分析了锌在磷酸镁水泥中的赋存状态及化学态,以此来探究新型磷酸镁水泥对重金属锌的固化效果及机理。结果表明：Zn ²⁺的掺量由0增至4%（质量分数,下同）时,56 d龄期的抗压强度降低了21.9%。当Zn ²⁺掺量为4%时,1 d龄期的浸出质量浓度达最大值6.6 mg/L。Zn ²⁺抑制磷酸镁水泥的水化过程,磷酸镁水泥对锌的固化作用包括物理包覆和化学结合。锌主要以Zn₂（PO₄）（OH）沉淀物质形态被固化在水泥中,Zn ²⁺经磷酸镁水泥固化后+2价态并未改变。