粉煤灰水泥石碳化性能的化学分析

开发了一种自制测量装置。利用该装置,沿碳化深度方向,分层测定了碳化粉煤灰水泥石中CaCO3的含量。绘制了＂CaCO3含量–深度＂曲线。根据曲线特点,定义了完全碳化区、部分碳化区、未碳化区等概念和碳化程度、碳化速度等特征指标。研究了粉煤灰掺量、水胶比、龄期、养护条件、碳化前烘干处理、碳化时间、碳化湿度等对粉煤灰水泥石碳化性能的影响。结果表明：粉煤灰掺量越大,水胶比越高,龄期越短,养护环境越干燥,碳化前试件越干燥,粉煤灰水泥石的抗碳化性能越差;碳化时间越长,碳化湿度越低,粉煤灰水泥石的碳化程度越高;但碳化速度随碳化时间的增长而减慢。这些结论与文献报道的用其他方法得到的公认的结论一致。本方法还得到了更加深入的研究结果,即：粉煤灰掺量越大、粉煤灰水泥石中可碳化物质的相对含量越低;水胶比、龄期、养护条件、碳化时间、碳化湿度基本不改变粉煤灰水泥石中可碳化物质的相对含量;龄期、养护条件可改变未碳化粉煤灰水泥石中碳酸盐的相对含量。     

混凝土碳化反应理论模型的研究现状及展望

碳化反应会加速混凝土中钢筋的锈蚀,缩短钢筋混凝土的服役寿命,已经引起了土木工程材料领域的特别重视。本文首先对已有的碳化模型进行分类,然后根据国内外近几年报道成果重点分析了碳化理论模型的最新研究进展。同时,分析了碳化理论模型中的二氧化碳的扩散系数、孔隙率、饱和度、碳化反应项、pH值和碳化深度等热点问题,最后归纳了碳化反应理论模型常用的求解方法,并对今后碳化反应模型的研究重点进行了展望。     

碳化气浓度渐降模式对纳米碳酸钙碳化过程的影响研究

设计了碳化活化一体化装置,具有碳化和活化温度可调、CO_2浓度可控、CO_2分布均匀、碳化无死角、搅拌速度可调、晶体形状可控、可简化生产流程,减少设备数量等特点,可避免浆液的静置、陈化、冷却、增浓等工艺环节,提高了工艺的连续性,有利于节能降耗和提高产品质量稳定性。在碳化起始浆液质量分数、起始温度、制冷机功率、碳化气流量或压力等因素都相同的前提下,当碳化气体积分数分别采用35%、99%,以及从99%渐降到20%等3种模式时,探讨了碳化过程中氢氧化钙浆液浓度变化规律与碳化气体积分数、碳化时间和碳化温度的关系,其中碳化气浓度渐降模式最为理想。     

碳化活化一体化纳米碳酸钙生产新工艺

碳化活化一体化装置具有碳化和活化温度可调、二氧化碳浓度可控、二氧化碳分布均匀、碳化无死角、搅拌速度可调、产品粒径大小和晶体形状可控等特点。该装置明显简化了纳米碳酸钙的生产流程,减少了设备数量,省略了浆液的静置、陈化、冷却、增浓等环节,提高了工艺的连续性,有利于节能降耗和提高产品质量的稳定性。在碳化起始浆液浓度、起始温度、制冷机功率、碳化气流量或压力等因素都相同的前提下,探讨了碳化气分别采用体积分数为38%、95%以及从95%渐降到20%模式时,碳化过程中氢氧化钙质量分数与碳化时间和碳化温度的关系,其中碳化气体积分数以渐降方式最为理想。     

混凝土碳化研究综述

混凝土碳化作用研究是混凝土耐久性研究的重要部分。碳化会降低混凝土的碱性,破坏钢筋表面的钝化膜,从而使混凝土对钢筋的保护作用减弱。本文从碳化机理、影响碳化的因素、碳化区的划分以及碳化对钢筋混凝土性能的影响几方面介绍了碳化对混凝土的影响。     

碳化环境混凝土结构的耐久性定量分析模型

为了准确分析混凝土的碳化深度,研究建立了碳化环境下混凝土结构的耐久性定量分析模型.首先根据水泥水化和混凝土碳化的物理化学反应过程,结合混凝土中二氧化碳、氢氧化钙和水化硅酸钙的物质的量守恒定律,研究建立了混凝土碳化多场耦合数值分析模型的控制方程及其初始条件和边界条件;然后基于混凝土的碳化机理,结合混凝土碳化反应与水泥水化反应的化学物质平衡关系,确定了混凝土中氢氧化钙和水化硅酸钙的初始浓度、氢氧化钙和水化硅酸钙的碳化反应速率系数、二氧化碳扩散系数等模型参数;最后结合64组标准碳化环境下的混凝土碳化试验数据,定量分析了时间步长、空间步长、矿物掺合料二次水化反应程度系数的取值对碳化分析模型的计算精度和计算效率的影响规律.     

弯拉荷载作用下UHTCC抗碳化性能研究

为探究超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Tough-ness Cementitious Composites,简称UHTCC)受弯拉荷载作用下的抗碳化性能,通过快速碳化试验研究了UHTCC试件在不同碳化龄期下、不同水灰比条件(0.26、0.30)下、不同荷载率(30％和60％)下及不同弯矩位置的抗碳化性能.试验结果表明,随着碳化龄期的增长试件碳化深度逐渐增大;水灰比越大UHTCC的抗碳化性能越弱,水灰比为0.26、0.30的试件在30％荷载率下碳化28 d的深度分别为3.95 mm、7.43 mm.弯拉荷载加速了UHTCC试件的碳化进程,碳化深度随着荷载率的增大而增大,当荷载率由0增加至30％时的碳化深度增值小于荷载率由30％增加至60％时的碳化深度增值.碳化对受弯构件各弯矩位置产生不同的影响,碳化深度随着弯矩的增大呈对数形式不断增大.     

钢渣碳化工艺对混凝土抗压强度的影响

本文分别采用反应釜静态碳化实验台和流化床动态碳化实验台上分别进行了钢渣碳化试验,考察了钢渣掺混量等工艺参数对钢渣混凝土抗压性能的影响。结果表明,碳化后的钢渣混凝土比未碳化的钢渣混凝土抗压强度大,采用流化床动态碳化比静态碳化提高碳化程度,缩短碳化时间,解决了前期试验存在的碳化时间长,含水量高的不足,有利于实际生产的实施。     

湿热-碳化下环氧树脂混凝土的抗碳化性能试验研究

为制备高性能耐久性混凝土,通过室内试验分析了环氧树脂掺量、湿热循环次数、碳化循环次数及湿热-碳化循环次数对环氧树脂混凝土抗碳化性能的影响,结果表明：环氧树脂的掺入能够提高混凝土的抗碳化性能。但过量的环氧树脂掺量并不能显著的提高混凝土的抗碳化性能,对于该类混凝土试件的环氧树脂最佳掺量为1.5%;随着湿热循环次数、碳化循环次数和湿热-碳化循环次数的增加,混凝土的碳化深度也逐渐增加,即抗碳化能力下降,对混凝土抗碳化性能影响排序为：湿热-碳化>碳化>湿热。该研究结论能够为今后高性能混凝土配制提供数据支持。     

硅酸盐水泥混凝土的碳化分析

介绍了硅酸盐水泥混凝土的碳化反应和碳化过程,分析了Ca(OH)_2与水化硅酸钙(C-S-H)的碳化作用.Ca(OH)_2发生碳化反应的同时,C-S-H也会发生碳化反应;Ca(OH)_2的碳化产物是方解石,而C-S-H碳化后会转变成无定形硅胶,可能形成稳定性差、结晶度差的球霰石、文石,其分解温度低于方解石的分解温度;C/S低、结晶度差的C-S-H凝胶易于碳化;水泥浆体孔隙溶液中的碱含量越高,碳化速度越快,深度越大.     

铝酸盐水化物碳化性能的研究

本文研究了水化铝酸钙、水化硫铝酸钙的碳化性能。实验结果表明,高硫型水化硫铝酸钙(钙矾石)比低硫型水化硫铝酸钙容易碳化,两者碳化后均分解成碳酸钙、二水石膏、铝胶。与水化铝酸钙相比,水化硫铝酸钙更容易碳化。C_3AH_6是这些水化物中最稳定的。水化铝酸钙碳化分解成碳酸钙和铝胶,碳铝酸盐可作为过渡产物存在。提出这些水化物的碳化反应受扩散控制。通过碳化过程中的物相变化探讨了反应机理,提出了碳化反应方程。     

聚丙烯腈基碳纤维高温碳化过程研究进展

简要介绍了高温碳化炉设备的基本结构和碳化机理,归纳了高温碳化过程中温度梯度、升温速率、纤维停留时间和保护气体流动状态等因素对碳纤维性能的影响。针对目前高温碳化炉设计过程中理论依据匮乏的问题,提出使用仿真软件对高温碳化炉的温度场进行模拟,增强计算机仿真在高温碳化炉设计中的应用与拓展,为后期高温碳化炉的温区设置提供借鉴。     

碳化对镁渣砂浆强度和微观结构的影响

采用CO2养护加速碳化镁渣砂浆,制备了低碳胶凝材料。研究了水灰比和碳化龄期对碳化镁渣砂浆的力学性能及微观结构的影响。结果表明：在CO2浓度为99．9％、压力为0．1 MPa、温度为23℃的碳化养护条件下,水灰比为0．4的镁渣砂浆碳化14 d后,抗压强度是其碳化前强度值的9．9倍,延长碳化时间有利于强度的提高。水灰比对碳化砂浆强度影响显著,低水灰比试件碳化后强度提高更多。通过微观分析发现,碳化养护提高镁渣砂浆强度的原因是,碳化后生成大量的CaCO3,使试件更加致密,孔隙率降低。     

高温碳化温度对碳纤维性能的影响

对经过相同预氧化、低温碳化和不同高温碳化处理的碳纤维样品进行了拉伸强度、拉伸模量、密度的分析,找出了2种原丝在经过碳化工艺处理后拉伸强度、拉伸模量、密度与高温碳化温度的相关性,并对其影响机理进行了研究。研究结果表明:在一定的温度范围内碳纤维拉伸强度随着高温碳化温度的提高而增加,在高温碳化温度达到一定值时,碳纤维拉伸强度将下降;碳纤维拉伸模量均随着高温碳化温度的提高而增加;碳纤维密度均随着高温碳化温度的提高而降低。     

纳米碳酸钙的制备技术与表面改性方法

简述了我国纳米碳酸钙技术发展现状。介绍了纳米碳酸钙的生产技术路线,探讨了其中的碳化工艺和表面改性方法。目前我国有鼓泡碳化、喷雾碳化和超重力碳化等的碳化工艺,可采用钛酸酯、铝酸酯等偶联剂和脂肪酸、磷酸酯等表面活性剂对纳米碳酸钙进行表面改性。     

再生混凝土抗碳化性能试验研究

通过9种不同再生粗骨料、再生细骨料取代率下再生混凝土快速碳化试验,系统研究了再生骨料类型及其取代率对再生混凝土抗碳化性能的影响规律.基于试验,分析了分别经受3d、7d、14d和28d碳化试验后再生混凝土碳化深度和立方体抗压强度变化率;提出了再生混凝土28 d碳化深度预测模型;研究了28 d碳化作用后不同取代率下钢筋再生混凝土抗压承载力.试验结果表明,碳化作用导致混凝土立方体抗压强度升高,且提高幅度随再生骨料取代率的增加而增大;再生混凝土抗碳化性能与普通混凝土相比有所降低,各阶段碳化深度较大,且发展较快;再生骨料的掺入对混凝土碳化后抗压承载力具有不利影响;基于本文提出的再生混凝土碳化深度预测值与试验结果符合较好.     

粉煤灰混凝土的碳化-冻融特性研究

为了分析粉煤灰混凝土的碳化-冻融特性,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,利用室内试验方法对混凝土样品迚行冻融循环和碳化,分析混凝土样品的质量损失率、相对动弹性模量和碳化面积随粉煤灰掺量和冻融-碳化周期的变化觃律。研究结果表明:在冻融-碳化条件下,粉煤灰混凝土的质量损失率、弹模损失率以及碳化面积率均随粉煤灰掺量的增大出现了先增大后减小再增大的现象;对比分析结果表明,粉煤灰混凝土的碳化能够在一定程度上提高其抗冻能力;粉煤灰混凝土的碳化面积率随着冻融-碳化循环次数的增加而增大,且当冻融-碳化循环大于一定周期后,碳化面积趋于稳定。     

混凝土碳化与氯离子侵蚀共同作用研究

处于除冰盐环境和海洋大气环境中的混凝土结构将受到碳化和氯离子侵蚀的共同作用。通过盐溶液浸泡与碳化交替方式,研究了碳化作用对混凝土中氯离子扩散的影响。结果表明：碳化作用加快了混凝土中氯离子扩散速度,提高了混凝土中的氯离子含量,相对于混凝土碳化对结合氯离子的释放作用,碳化导致的混凝土微观结构重分布对氯离子扩散的加速作用占主导地位。分析了碳化混凝土中的碳化钙分布和碳化深度,结果表明,用化学试剂法测试混凝土碳化深度时,碳化与未碳化交界处位于混凝土部分碳化区,交界处碳酸钙含量变化范围为5.4%～10.8%。     

纳米级碳酸钙的生产、应用和开发前景

介绍了纳米级碳酸钙的4种生产方法:多段喷雾碳化法、一步碳化法、二步碳化法和旋转填充床碳化器碳化法。阐述了纳米级碳酸钙在橡胶、塑料制品、造纸、涂料、油墨等方面的应用情况及其开发前景。     

钙镁摩尔比对氢氧化钙碳化性能的影响

为提高矿物周碳效率,采用固体法碳化,在CO2质量分数为99.9％、压力为0.3 MPa、液固比为0.10、碳化时间为2.0h条件下,探讨了不同Ca与Mg摩尔比(Mr)对氢氧化钙和氢氧化镁混合物碳化质量增加率的影响.结果表明:当Mr为5时,碳化质量增加率达到最大值23.75％;加入氢氧化镁,可使碳化产物结构疏松、细化氢氧化钙的碳化产物,碳化程度提高；同条件下,氢氧化镁碳化程度远低于氢氧化钙的.