耐高温硅酸钙保温材料中的水化硅酸二钙

通过对我国几个硬硅钙石型硅酸钙保温材料进行Ｘ－射线衍射分析，均发现谱线中有ｄ＝３３．０３Ａ衍射峰的存在，该峰不属于硬硅钙石衍射峰。本文用系列实验对比的方法确定该衍射峰是由水化硅酸二钙所引起，而不是由碳酸盐所引起。系列实验采用化学纯ＣａＯ和高纯度石英的原料。对反应过程中的物相变化进行了研究，并讨论了减少制品中水化硅酸二钙的方法。     

粉煤灰对水泥水化浆体微结构的影响

为探讨粉煤灰对水泥水化浆体微结构的影响,通过原子力显微镜以及能谱分析,对纳米尺度下基准及掺有粉煤灰水泥浆体中水化产物的形状、大小以及堆聚结构的形成机制进行了研究.试验结果显示,在基准水泥浆体中的水化产物大部分是粒级大约40～80 nm的圆球形颗粒,而且试验还观察到在它们中还镶嵌着一些尺寸大于1μm的板状和薄片状水化产物...     

偏高岭土对硅酸盐水泥水化产物的影响

通过热重-差式扫描量热仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜-能谱分析研究了偏高岭土对硅酸盐水泥水化产物Ca(OH)2的含量,C-S-H凝胶的形貌特征、化学组成和堆聚结构的影响,讨论了水化产物性质随偏高岭土掺量变化的规律。结果表明:偏高岭土的掺入,水化产物Ca(OH)2的含量相应降低,在偏高岭土掺量15%时,水化28d龄期试样中Ca(OH)2的质量分数由18.68%降低到13.66%;同时C-S-H凝胶颗粒尺寸随着偏高岭土掺量的增加而逐渐减小,堆聚更加紧密,偏高岭土与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成结构致密稳定性更好的低Ca/Si值的C-S-H凝胶,改善了C-S-H凝胶的结构和化学组成。     

拉曼光谱用于水化硅酸钙聚合状态的探索性研究

水泥的主要水化产物水化硅酸钙凝胶(C-S-H)组成与结构的研究,对于理解、调节与控制水泥基复合材料的力学性能与化学稳定性具有重要意义。讨论了拉曼光谱在C-S-H结构研究中的应用;通过拉曼光谱技术对溶液反应法合成的水化硅酸钙(钙硅比为1.5)的聚合状态进行了探索性研究,结果与红外光谱的进行了对比。结果表明,该种水化硅酸钙的硅氧四面体结构主要以Q1、Q2两种形式存在。     

水化硅酸钙材料的特殊用途

本文着重介绍了日本在蒸压水化硅酸钙材料方面的特殊用途,如加气混凝土作为水处理过滤材料、微生物载体、以及在红潮对策中的应用,高技术的硬硅钙石保温材料等材料的应用。     

脱钙对水泥浆体中C S H凝胶结构的影响

采用X射线荧光分析、X射线衍射、Fourier红外光谱、29Si固体核磁共振谱结合去卷积技术研究了脱钙对水泥（ASTMⅠ型）浆体中CSH凝胶结构的影响.结果表明：对于水化3,28d的水泥浆体,其脱钙过程均为2个阶段,即：当水泥浆体的钙硅比(摩尔比)由2.78左右降至2.00左右时,几乎全部游离的CH被脱去,CSH凝胶部分脱钙,浆体的脱钙主要在这个阶段完成,CSH平均链长分别由2.4,2.9增加至4.4,5.8,且I(Q2)/I(Q1)增加;当水泥浆体的钙硅比降至1.83左右时,CSH凝胶脱钙,并产生了更显著的聚合,CSH平均链长进一步分别增加至6.2,9.9,且I(Q2)/I(Q1)继续增加;Alite和Belite在整个脱钙过程中的变化并不明显.脱钙过程中CSH二聚体向更高聚合态转变,但是Al掺杂会影响CSH结构的稳定性.从分子尺度理解,脱钙如能使桥硅氧四面体结构稳定,对于CSH结构的优化是有利的     

脱钙对水泥浆体中C-S-H凝胶结构的影响

采用X射线荧光分析、X射线衍射、Fourier红外光谱、~(29)Si固体核磁共振谱结合去卷积技术研究了脱钙对水泥(ASTMⅠ型)浆体中C-S-H凝胶结构的影响.结果表明:对于水化3,28d的水泥浆体,其脱钙过程均为2个阶段,即:当水泥浆体的钙硅比(摩尔比)由2.78左右降至2.00左右时,几乎全部游离的CH被脱去,C-S-H凝胶部分脱钙,浆体的脱钙主要在这个阶段完成,C-S-H平均链长分别由2.4,2.9增加至4.4,5.8,且I(Q~2)/I(Q~1)增加;当水泥浆体的钙硅比降至1.83左右时,C-S-H凝胶脱钙,并产生了更显著的聚合,C-S-H平均链长进一步分别增加至6.2,9.9,且I(Q~2)/I(Q~1)继续增加;Alite和Belite在整个脱钙过程中的变化并不明显.脱钙过程中C-S-H二聚体向更高聚合态转变,但是Al掺杂会影响C-S-H结构的稳定性.从分子尺度理解,脱钙如能使桥硅氧四面体结构稳定,对于C-S-H结构的优化是有利的.     

水化硅酸钙早强剂的制备及其混凝土性能研究

水化硅酸钙(C-S-H)是水泥水化的最主要产物,也是混凝土最主要的强度来源。采用溶胶-凝胶法合成了水化硅酸钙早强剂,并进行了测试分析。结果表明,在25℃时,通过高速搅拌,以及在特定的分散剂溶液作用下,制备的水化硅酸钙早强剂的粒径最小,分散性最好,将其掺入水泥后,可大大降低其成核能垒,促进水泥水化,显著缩短水泥凝结时间,提高其早期强度。     

乳化沥青对水化硅酸钙孔结构及微观形貌的影响

针对未掺乳化沥青的纯水化硅酸钙和用Na_2SiO_3·9H_2O,Ca(NO_3)_2·4H_2O,NaOH,去离子水及阴离子乳化沥青合成的水化硅酸钙,采用氮吸附-脱附试验、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试方法对比研究了乳化沥青对水化硅酸钙孔结构及微观形貌的影响,并运用FHH模型分析了其表面分形特征.结果表明:纯水化硅酸钙和掺杂乳化沥青的水化硅酸钙比表面积相差较小,且微孔分布几乎一致,说明掺杂乳化沥青后插层作用和"开孔"效应并未发生;乳化沥青可促进水化硅酸钙形成孔径较大的中孔,减少孔径较小的中孔,而对大孔及微孔的孔结构几乎没有影响;纯水化硅酸钙和掺杂乳化沥青的水化硅酸钙表面分形特征存在差异;沥青表面乳化剂中的—COOM基团与Ca键合可使水化硅酸钙胶束包裹在乳化沥青颗粒表面.     

C-(A)-S-H对氯离子的吸附性能研究

通过化学沉淀法合成了不同钙硅比(n_(Ca)/n_(Si)=0.8～2.0)和不同铝硅比(n_(Al)/n_(Si)=0～0.6)的水化硅酸钙(C-S-H)和水化硅铝酸钙(C-A-S-H),并以氯盐溶液浸泡结合离子色谱仪(IC)研究了这2种水化产物对氯离子的吸附特性;同时结合傅里叶红外光谱法(FTIR)和扫描电镜(SEM)研究了钙硅比、铝硅比对C-(A)-S-H结构及其微观形貌的影响.结果表明:随着浸泡液浓度的增大,C-S-H和C-A-S-H对氯离子的吸附量均逐渐增大,吸附曲线符合Freundlich吸附模型;钙硅比和铝硅比影响着C-(A)-S-H的聚合度和结构,C-(A)-S-H的氯离子吸附能力随钙硅比有先升高后降低的趋势;随着铝硅比的增大,尤其是铝硅比超过0.2之后,C-A-S-H吸附氯离子的能力明显降低.     

水化硅酸钙强化穗状狐尾藻对底泥磷吸收能力的研究

通过在底泥中添加聚磷材料--水化硅酸钙来强化穗状狐尾藻对底泥中磷的吸收能力.比较了在不同的水化硅酸钙投加量以及底泥含磷量下,植物的生长情况以及上覆水的SRP、pH.结果表明,水化硅酸钙对于植物生长有明显的促进作用,投加量为20 g时穗状狐尾藻的总质量增加了20%,而未投加水化硅酸钙时,穗状狐尾藻的总质量反而减少了4.79%;投加水化硅酸钙能够促进底泥中磷的释放,并且该作用随水化硅酸钙投量的增加而变大;投加水化硅酸钙会提高水体的pH值,使水体的碱性增强,而植物的缓冲作用会削弱pH的变化,将pH值维持在8.5左右.     

水化硅酸钙对氯离子的吸附

通过化学分析法测定了水化硅酸钙(C-S-H)吸附氯离子的能力;通过核磁共振法和拉曼光谱法测定了水化硅酸钙的结构.结果表明:水化硅酸钙吸附氯离子的能力与其结构密切相关,水化硅酸钙平均链长约为4时,其吸附氯离子的能力最强;氯盐阳离子促进了水化硅酸钙链长的增加,使其吸附氯离子的能力增强;与钠离子相比,钙离子更能促进水化硅酸钙链长的增加,从而使其吸附更多的氯离子.     

水化硅酸钙强化空心菜浮岛除磷能力的研究

为了提高生态浮岛对水体中低浓度磷的去除效果,引入水化硅酸钙作为生态浮岛的基质,在人工气候室环境条件下,研究了水化硅酸钙对空心菜浮岛除磷能力的强化作用。在确定了适用于浮岛的水化硅酸钙投加量和粒径之后,通过比较不同数量空心菜的除磷效果,确定了较佳的植株数量。在此基础上,将水化硅酸钙和植物相结合,研究其对不同浓度磷的去除效果,并和普通空心菜浮岛进行比较。结果表明：水化硅酸钙强化的空心菜浮岛的除磷效果明显好于普通空心菜浮岛,前者的植株质量平均增长倍数为2．9,后者的为2．0;单独采用水化硅酸钙会导致水体的pH值从7．95上升到9．0左右,而水化硅酸钙强化的空心菜浮岛则维持水体的pH值在8．0左右。     

饮用水钙硬度去除中C/Ca值对CaCO3结晶的影响

饮用水中钙硬度去除效能主要受CaCO3结晶过程影响。通过改变C/Ca值模拟饮用水钙硬度去除,考察不同C/Ca值条件下,溶液体系pH值和Ca^2+浓度变化、上清液浊度变化以及结晶产物颗粒粒径分布、晶型和形态,以阐明钙硬度去除过程中CaCO3结晶行为。结果表明:试验条件下结晶产物均为方解石;溶液体系中加入的CO3^2-首先发生质子化,提高体系pH值,然后与Ca^2+结晶反应降低体系pH值;C/Ca值的增大提高了pH值,有助于Ca^2+的去除,但同时也会提高结晶产物颗粒数量、密度和减小结晶产物颗粒粒径,导致上清液浊度增大。饮用水钙硬度去除中要综合考虑残余Ca^2+浓度、出水pH值和浊度以及混凝剂用量等来优化确定C/Ca值。     

PCE结构对硅酸三钙结构和形貌的影响

为了进一步了解减水剂与水泥矿物相的相互作用,分别采用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了聚醚型聚羧酸减水剂(PCE)结构对硅酸三钙(C_3S)水化产物表面电子状态和形貌的影响.结果表明:在吸附了PCE的样品中,C—H的C1s谱峰明显增强,并出现C—O的C1s谱峰,而Si2p谱峰明显减弱,PCE在C_3S表面的吸附膜厚度为0.94~1.40nm;由于Ca元素填充于PCE吸附膜中,导致C_3S表面的Ca2p谱峰强度变化较小;PCE结构对Si2p,Ca2p谱峰的化学位移影响显著,即PCE的羧酸根密度越大,样品的化学位移越明显;PCE结构不同,抑制C_3S水化的程度也不同,并且PCE还可阻止C_3S的水化产物相互黏结.     

MnO2对硅酸三钙晶粒尺寸及晶型的影响

以Ca(OH)2,SiO2化学纯为原料,分别掺入不同质量分数的MnO2,制备了不同晶型的硅酸三钙(C3S),运用相图,XRD(X射线衍射),IR(红外光谱)及MDI jade5.0软件研究MnO2对GS晶粒尺寸和晶型转变过程的影响.结果表明:MnO2的掺杂降低了C2S及液相的形成温度,进而促使C3S生成.经MnO2掺杂后,C3S晶型转变和晶粒成长均受到影响.随着MnO2掺量的增大,CaO-SiO2二元体系中C3S成核速率大于长大速率,导致C3S晶粒尺寸依次减小.同时,由晶面指数和IR分析发现,C3S晶型逐步由TⅢ型向R型转换,当w(MnO2)＜3.0％时,易稳定M型C3S存在,当w(MnO2)≥3.0％时,可稳定R型C3S存在.