水化硅酸钙纳米尺度微结构的AFM研究

用原子力显微镜的轻敲模式对采用特殊复型技术制备的平滑水泥基材料试样中水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,C-S-H)的纳米尺度结构进行了研究.研究发现:水泥水化产物C-S-H形态呈凝胶状,是由一种基本的结构单元--粒径约为5nm的纳米颗粒组成,这些纳米颗粒相互之间会凝聚和自组装成不同的微米构造,微米构造的特征与生长空间有关.纳米微粒表面吸附水后在微粒之间产生一种聚凝连结,随着龄期的增长,纳米微粒的粒径逐渐增大,聚羧酸减水剂的掺入也促进了纳米微粒的长大,这主要是由于纳米微粒之间形成更多较强的结构连结所致.经过溶蚀处理后的C-S-H凝胶样品表面的纳米颗粒粒径明显减小并接近了基本结构单元的尺寸,其主要原因是NH4NO3使C-S-H凝胶体系中的一些未与[SiO4]四面体结合的Ca(OH)2溶解,因此,可以认为纳米颗粒之间主要的结构连结是Ca-O假六方体的共晶连结.     

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.     

新型无熟料矿渣水泥的试验研究

以高炉矿渣为主要原料,添加Ca(OH)2、CaCO3、可溶性钙盐等辅助材料可在pH值较低的条件下制备出一种不需煅烧的无熟料水泥,该水泥中矿渣掺量可达80％,强度可达国标42.5级水泥要求.Ca(OH)2、CaCO3可以激发矿渣的活性,可溶性钙盐的加入降低了水泥的pH值,进一步激发了矿渣的活性.其主要水化产物为C-S-H凝胶和水化碳铝酸钙.     

多重响应壳聚糖微凝胶的制备及溶胀性

采用无皂乳液聚合法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺)/壳聚糖微凝胶(PNIPAM/CS),透射电镜和动态光散射研究了微凝胶外貌形态及刺激响应性。结果显示,微凝胶颗粒呈球形,具有核、壳结构形态。加入壳聚糖对PNIPAM的体积相转变温度(VPTT)有影响,微凝胶VPTT随壳聚糖用量的增加向高温迁移,此结果与示差量热法(DSC)测定一致。不同pH条件下微凝胶粒径变化表明,颗粒直径随pH增大逐渐减小,至碱性又增大,显示明显的pH敏感性;相应颗粒Zeta电位逐渐减小,接近中性达到等电点,至碱性反转为负值,这一变化能对微凝胶pH敏感性进行合理解释。     

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;...     

合成条件对电解锰渣制备水化硅酸钙的溶解性能与溶解动力学的影响

系统研究了由电解锰渣制备水化硅酸钙(C-S-H)材料过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素对合成C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学的影响。结果表明,C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学与反应制备过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素紧密相关,在反应pH值为12.0、反应温度为100℃、晶化时间为10 h的条件下制备所得的C-S-H材料溶钙能力最强,溶出钙离子浓度为11.52 mg/L,溶钙速率常数为0.076 54,C-S-H材料在水溶液中的钙溶出过程符合Avrami型溶出动力学模型。     

合成条件对电解锰渣制备水化硅酸钙的溶解性能与溶解动力学的影响

系统研究了由电解锰渣制备水化硅酸钙(C-S-H)材料过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素对合成C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学的影响。结果表明,C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学与反应制备过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素紧密相关,在反应pH值为12.0、反应温度为100℃、晶化时间为10 h的条件下制备所得的C-S-H材料溶钙能力最强,溶出钙离子浓度为11.52 mg/L,溶钙速率常数为0.076 54,C-S-H材料在水溶液中的钙溶出过程符合Avrami型溶出动力学模型。     

溶胶-凝胶法制备Na1/2La1/2Cu3Ti4O12粉体及陶瓷的结构与巨介电性研究

采用溶胶-凝胶法制备Na1/2La1/2Cu3Ti4O12 (NLCTO)粉体和陶瓷样品,探讨不同Ti4+浓度、pH值和水含量对NLCTO粉体和陶瓷结构的影响.结果表明在Ti4+浓度为0.75~1.0 mol/L,pH=0.3~1.3,[H2O]/[Ti4+]=11∶1的条件下制备的干凝胶在800 ℃预烧后,粉体分散程度较好,颗粒均匀.在获得优越NLCTO粉体基础上制备的陶瓷材料介电常数约可达到1.9×104以上,介电损耗降低到0.039.     

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.     

N-异丙基丙烯酰胺pH敏感型水凝胶的制备及对甲基紫吸附性能研究

以N-异丙基丙烯酰胺和海藻酸钠(SA)为主要原料,制备了具有pH敏感型的智能水凝胶。探究了不同海藻酸钠、引发剂、交联剂等配比的凝胶在不同pH值环境下的溶胀性能,并对制备的凝胶进行甲基紫的吸附性能测试。结果表明:碱性条件下,凝胶溶胀度随SA用量的增加而增大,酸性条件下则相反;凝胶的溶胀度随交联剂用量的增加而减小;引发剂用量为3%时凝胶的溶胀度较高;凝胶在适宜条件下对甲基紫溶液有良好的吸附性能。