碱性和无碱液体速凝剂促凝早强作用机理对比研究

碱性和无碱速凝剂掺入水泥后的水化机理不同,导致应用性能存在明显差异。本文通过测试凝结时间和砂浆抗压强度等宏观性能对比了两种速凝剂的应用性能,并通过水化放热分析、XRD定量分析、热重分析和SEM微观形貌观察等微观方法综合分析了两者的早期水化历程。结果表明:碱性速凝剂加入水泥后,[Al(OH)₄]^-加快了水泥中石膏的消耗速度,水化初期生成大量钙矾石(AFt),促进了硅酸三钙(C₃S)矿物的水化,缩短了水泥浆体的凝结时间并提高了砂浆的早期抗压强度,但石膏的加速消耗也使得单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和水化铝酸钙(C-A-H)等水化产物提前生成,影响了水泥基材料的后期抗压强度发展;无碱速凝剂加入水泥后,[Al(OH)₄]^-和SO^2-₄在液相中生成了大量AFt,促进了铝酸三钙(C₃A)和C₃S矿物的水化,影响了氢氧化钙(CH)的结晶析出。值得注意的是,SO^2-₄不仅促进了C₃A生成AFt的过程,也延缓了水泥中石膏的消耗及AFm和C-A-H等产物的生成,因此无碱速凝剂的加入除了明显提高早期抗压强度外,后期28 d抗压强度也不受影响。     

水化硫铝酸钙和水化铝酸钙对内掺、外渗氯离子的固结机理及能力（英文）

为研究单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和水化铝酸钙(C₃AH₆)的Cl^–固结能力和机理，通过人工合成的方法采用C₃A制备了高纯AFm与C₃AH₆，并研究了内掺、外渗Cl^–条件下2种物质固结Cl^–后的产物类型、微观形貌、Cl^–固结量和固结率。结果表明：C₃AH₆对内掺Cl^–的固结能力(最高可达75%)远高于AFm(稳定约为17%)，该差异在内掺Cl^–含量相对较低的情况下尤为显著；对比AFm,Cl^-与C₃AH₆的反应更迅速且更为彻底；C₃AH₆的固氯产物一致为Friedel盐，AFm则根据Cl^-浓度及其不同引入方式分为Hc、Kuzel盐、Friedel盐以及高硫型水化硫铝酸钙(Aft...     

不同有效碱含量下纳米氧化铝对水泥石固、液相组成的影响EI北大核心CSCD

研究了水泥中有效碱含量为0.58%、1.25%条件下纳米氧化铝（取代3%的水泥）对水泥石固相、液相组成的影响。有效碱含量为0.58%条件下,纳米氧化铝溶解所释放的Al进入孔溶液,参与形成单硫型水化硫铝酸钙,同时降低孔溶液中S（硫）元素浓度。形成的单硫型水化硫铝酸钙可以向水化碳铝酸钙和半碳型水化碳铝酸钙等更加稳定的AFm相转化。AFm相溶解度是孔溶液Al浓度的控制因素,3%的纳米氧化铝并不能提高Al浓度。部分溶解的Al进入C-S-H中,也限制了孔溶液Al浓度的提高和AFm相数量的增加。有效碱含量为1.25%时,液相碱度的提高导致AFm相溶解度增大,使水化后期孔溶液中Al、S浓度同时提高,但Al浓度不超过0.3 mmol/L,AFm相仍然是孔溶液Al浓度的控制因素。     

不同有效碱含量下纳米氧化铝对水泥石固、液相组成的影响

研究了水泥中有效碱含量为0.58%、1.25%条件下纳米氧化铝(取代3%的水泥)对水泥石固相、液相组成的影响。有效碱含量为0.58%条件下,纳米氧化铝溶解所释放的Al进入孔溶液,参与形成单硫型水化硫铝酸钙,同时降低孔溶液中S(硫)元素浓度。形成的单硫型水化硫铝酸钙可以向水化碳铝酸钙和半碳型水化碳铝酸钙等更加稳定的AFm相转化。AFm相溶解度是孔溶液Al浓度的控制因素,3%的纳米氧化铝并不能提高Al浓度。部分溶解的Al进入C-S-H中,也限制了孔溶液Al浓度的提高和AFm相数量的增加。有效碱含量为1.25%时,液相碱度的提高导致AFm相溶解度增大,使水化后期孔溶液中Al、S浓度同时提高,但Al浓度不超过0.3 mmol/L,AFm相仍然是孔溶液Al浓度的控制因素。     

硫铝酸盐水泥基复合体系的胶凝膨胀性能

研究了硫铝酸盐水泥熟料、二水石膏和氢氧化钙的不同复合胶凝体系水化产物与其膨胀性能及抗压强度的关系,利用XRD及Rietveld全谱拟合法和TG/DTG技术,对水化产物进行定性定量分析,得出硫铝酸盐水泥熟料-二水石膏体系（简称CG体系）和硫铝酸盐水泥熟料-二水石膏-氢氧化钙体系（简称CGL体系）水化产物中钙矾石（AFt）、单硫型水化硫铝酸钙（AFm）、铝凝胶（AH3）等物相含量的变化规律,并进行比较。结果表明,CGL体系水化产物中AH3和AFm生成量多于CG体系,而AFt生成量在二水石膏与硫铝酸钙摩尔比为0.5和1.0时少于CG体系,达到1.5摩尔比时两个体系相差不大;CGL体系中,掺加氢氧化钙会降低试件早期抗压强度,后期其抗压强度赶上甚至超过未掺加氢氧化钙的试件;随着二水石膏掺量增加,CG体系中AFt早期生成速率和试件膨胀率均呈增大趋势,而CGL体系中AFt早期生成速率和试件膨胀率均呈减小趋势。     

海水对高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程和力学性能的影响

研究了海水拌和与海水养护条件下高贝利特硫铝酸盐水泥(HB-CSA)和普通硅酸盐水泥(OPC)胶砂的抗压强度和抗折强度,采用等温量热法、X射线衍射分析法和热重分析法表征了两种水泥的水化过程和水化产物,分析了海水对HB-CSA水化过程和力学性能的影响。结果表明:海水拌和未明显影响HB-CSA的早期水化过程,海水拌和与海水养护未改变其主要水化产物类型;海水拌和显著加快了OPC的早期水化,海水中的氯盐与OPC的水化产物反应,导致水化氯铝酸钙(Friedel盐)的生成。海水拌和与海水养护对HB-CSA的抗压强度影响较小,但降低了OPC的后期抗压强度。海水养护对HB-CSA和OPC抗折强度的提高较为明显,钙矾石(AFt)含量的增加是抗折强度提高的主要原因。HB-CSA的水化产物中未见Ca(OH)₂和单硫型水化硫铝酸钙(AFm),避免了海水侵入后过量CaSO₄·2H₂O和AFt生成造成的混凝土膨胀开裂和强度下降的危害。     

铝酸盐水泥-半水石膏二元体系饰面砂浆泛白原因分析

采用碱浸出率法测试了铝酸盐水泥及两种铝酸盐水泥-半水石膏二元体系饰面砂浆浸水后水中物相的质量,并用XRD分析了水化产物及浸水后水中物相成分,得出(1)引起铝酸盐水泥饰面砂浆泛白的主要物相为CaCO3和Al(OH)3,而CaCO3和Al(OH)3是由铝酸盐水泥的水化产物水化铝酸钙碳化分解而生成;(2)铝酸盐水泥-半水石膏二元体系在石膏量为5％时水化产物主要为CAH10和AFm,在石膏量为25％时水化产物主要为AFt,铝酸盐水泥-半水石膏二元体系出现泛白的原因是AFm的碳化,推测主要水化产物为AFt时砂浆未出现泛白的原因是生成AFt的同时有足够的AH3生成并包裹AFt,保护其不被碳化.     

液相环境对硫硅酸钙–硅酸二钙复合矿物水化活性的影响

研究了硫硅酸钙–硅酸二钙复合矿物在去离子水、NaAlO₂、Li₂CO₃、MgSO₄ 4种不同液相中的水化活性。结果表明：在液相环境中1 mol/L[Al(OH)₄]^–能够显著提高硫硅酸钙的水化活性,加速硫硅酸钙–硅酸二钙复合矿物的水化,并生成钙矾石,同时提高了硬化浆体强度,硬化浆体强度较去离子水中提升44%以上。0.1 mol/LLi₂CO₃则会抑制其水化,硬化浆体强度仅为去离子水中26%。1 mol/L Mg²⁺在28 d至56 d能提高硫硅酸钙–硅酸二钙水化活性,但会降低其56 d后水化活性。     

硫铝酸盐基促强减缩剂与硫铝酸盐水泥对比分析

将硫铝酸盐基促强减缩剂(SP-SRA)掺入到基准水泥中,并且按一定的比例设计了硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥的配合比,对宏观性能、水化过程、微观产物进行了对比分析.结果表明:掺SP-SRA的水泥各个龄期抗压抗折强度均高于硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥三元体系;掺SP-SRA的水泥早期水化放热速率大于硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥三元体系;XRD结果表明,掺SP-SRA的水泥水化生成的AFt(三硫型水化硫铝酸钙即钙矾石)含量多于三元体系生成的AFt,钙矾石的微膨胀性使得水泥石结构更加致密,有利于提高水泥石的强度,硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥体系有明显的AFm(单硫型水化硫铝酸钙)生成,即部分AFt转化成AFm.     

Cu2(NO3)(OH)3催化过硫酸盐降解苯酚

基于过硫酸盐的高级氧化工艺在高浓度含酚废水处理中引起了越来越多的关注。我们研究了Cu₂（NO₃）（OH）₃和过硫酸盐对于废水中苯酚的降解效果和机理。结果表明,Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系在较广泛的pH条件下（pH值为5.0~10.0）对苯酚的降解效率均较高。溶液中的总有机碳（TOC）分析表明,在pH值为8.0,1 g·L^-1过硫酸盐和1 g·L^-1 Cu₂（NO₃）（OH）₃条件下,该体系可在4 h内将初始浓度为100 mg·L^-1的苯酚完全矿化而没有产生二次污染。猝灭剂实验和电子顺磁共振（EPR）分析进一步证实Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系中的主要氧化物种是O₂^·-、SO₄^·-和¹O₂。