基于Krstulovic-Dabic模型的复合胶凝体系水化特性研究

将粉煤灰、矿粉、膨胀剂、纳米硅、粘改剂等掺合料按一定比例加入基准水泥中,采用等温量热仪测试了复合胶凝体系在5℃、20℃和30℃下的水化放热速率曲线.同时基于Krstulovic-Dabic模型,计算了相应的水化动力学参数,讨论了温度和掺合料对水化动力学参数的影响,探讨了复合胶凝体系复杂的水化机理.结果表明,复合胶凝体系的水化放热速率峰值随温度升高呈指数增加,而峰值到达时间则随温度升高呈指数减小,水化动力学参数随温度升高显著增大.掺合料的加入降低了复合胶凝体系的水化动力学参数和水化放热速率峰值,并使放热峰值提前出现,特别是膨胀剂和纳米二氧化硅作用显著.计算得到的反应速率曲线与测试得到的实际速率曲线的拟合精度受到温度和掺合料的影响.     

温度对补偿收缩复合胶凝材料水化放热特性的影响

采用等温量热法,测定了在低水胶比条件下,不同组成的补偿收缩复合胶凝材料在不同水化温度时的水化放热曲线,探讨了在接近实际结构内部环境时补偿收缩复合胶凝材料的水化特性.在25℃,水胶质量比为0.3的条件下,硫铝酸盐型膨胀剂会抑制复合胶凝材料的正常水化,使其水化放热速率迅速降低,总放热量大幅度减小.提高水化温度消除了膨胀剂对于复合胶凝材料水化反应的抑制作用.在45℃时,掺加膨胀剂的复合胶凝材料的最大水化放热速率和96 h总放热量与纯硅酸盐水泥相当或更高.适当提高水化温度促进了矿物掺和料的水化反应,使得补偿收缩复合胶凝材料的水化硬化过程与膨胀剂效能发挥时间更好地匹配.     

石灰石粉-粉煤灰细度变化对水泥基胶凝材料体系水化动力学的影响

为研究混磨不同细度石灰石粉-粉煤灰对水泥基胶凝材料水化进程和早期力学性能的影响规律,本文采用等温量热法测定了不同细度复合胶凝体系在水化温度为20 ℃时的水化放热速率和放热量,根据Krstulovic-Dabic提出的水化动力学模型计算了复合胶凝体系水化反应各阶段的动力学参数。结果表明:增加石灰石粉和粉煤灰的细度可促进复合胶凝体系水化产物的结晶成核与晶体生长,缩短水化诱导期结束时间和达到最大放热速率时间,加速水泥的水化反应速率。石灰石粉和粉煤灰细化会缩短相边界反应过程时间,使复合胶凝体系在水化程度更高时发生反应控制机制转变。抗压强度试验表明增加细度可明显提高胶砂试件的早期强度,其后期强度保持稳定。     

矿渣-水泥复合胶凝体系低温水化动力学研究

研究了低温下矿渣-水泥复合胶凝体系的水化反应特性和水化反应动力学.研究表明:低温下,复合胶凝体系的水化放热速率随着矿渣掺量的增加和环境温度的降低而下降;非蒸发水含量随着矿渣掺量的增加呈现降低的趋势;对已有水泥水化动力学方程进行计算,得到了低温条件下复合胶凝体系的动力学参数以及不同阶段反应速率和水化度间的关系,通过计算获得的动力学参数,可以对低温条件下复合胶凝体系不同反应阶段水化反应程度进行预测;在水化早期,复合胶凝体系中矿渣水化程度较低,消耗少量Ca(OH)2,使生成C-S-H凝胶的Ca/Si降低较少.在水化后期,复合胶凝体系中矿渣水化消耗较多的Ca(OH)2,使生成C-S-H凝胶的Ca/Si降低较多.矿渣掺量为50％时,硬化浆体C-S-H凝胶的Ca/Si远小于纯水泥体系.     

化学驱动与热力学驱动下复合胶凝体系的水化特性研究

为了解复合胶凝材料体系水化放热特性,以及化学驱动与热力学驱动对复合胶凝材料体系的水化放热影响,研究了不同掺量的粉煤灰/矿粉-水泥二元复合胶凝体系的水化热发展,同时探究了不同早强剂掺量以及不同温度对粉煤灰-水泥二元复合胶凝体系水化放热的影响.结果表明:粉煤灰、矿粉均会降低二元复合胶凝体系水化放热速率,但矿粉活性比粉煤灰高...     

高炉镍铁渣粉在水泥基复合胶凝材料中的水化特性研究

通过对不同高炉镍铁渣掺量的水泥-高炉镍铁渣粉复合胶凝材料水化放热速率、高炉镍铁渣粉的反应程度、硬化浆体化学结合水含量以及水化产物中C-S-H凝胶Ca/Si的测定,分别研究了水泥-高炉镍铁渣粉复合胶凝材料的早期、中长期水化进程、浆体微观形貌以及水化产物特点等水化特性.研究结果表明:高炉镍铁渣的掺入会降低水化放热速率,并推迟水化加速期放热峰的出现时间;在复合胶凝体系中,随着高炉镍铁渣粉掺量的增大,其反应程度和硬化浆体中化学结合水含量将降低.复合胶凝材料水化生成的C-S-H凝胶的Ca/Si低于水泥,且随着水化的进行呈降低趋势;高炉镍铁渣粉中的Al,在水化过程中会取代部分Si进入C-S-H凝胶中,形成C-A-S-H凝胶.     

水化热抑制剂对复合胶凝材料体系早期水化动力学的影响

本文研究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝材料早期水化过程。通过改变矿物掺合料在胶凝材料中的质量占比以及TRI的掺量,研究了胶凝材料的水化特性,并基于Krstulovic-Dabic水化动力学模型计算了反应速率常数、几何晶体生长指数等动力学参数。结果表明,矿物掺合料和TRI复合使用会延缓胶凝材料水化并降低最大放热速率;复合胶凝材料的水化过程均有结晶成核与晶体生长、相边界反应以及扩散3个阶段,Krstulovic-Dabic水化动力学模型能较好地模拟各复合胶凝材料的水化过程;矿物掺合料和TRI会影响复合胶凝材料水化产物的结晶成核以及晶体生长,并降低复合胶凝材料各阶段的水化速率。     

水胶比和组成对补偿收缩胶凝材料的水化反应的影响

在不同水胶比条件下，利用等温量热法测量了不同组成的补偿收缩胶凝材料的水化放热速率和放热量曲线，以评价其水化特性及其对强度和膨胀性能的影响。随着水胶比逐渐降低，水化受到抑制。在水胶比为0．3时，补偿收缩胶凝材料的总放热量和水化放热速率有明显降低。由矿物掺和料、膨胀剂和硅酸盐水泥组成的复合胶凝材料的总放热量和水化放热速率较低，但后期水化放热增加量较大。水胶比大于0．4后，水胶比的变化对复合胶凝材料的水化过程影响很小。     

活化煤矸石在水泥基材料中的早期水化动力学研究

采用活化煤矸石(CCG)部分取代波特兰水泥的方式,对比研究了CCG对CCG-水泥复合胶凝材料的凝结时间、力学性能和水化热反应等的影响.利用水化热法研究了CCG-水泥复合胶凝体系的水化特性;并基于Krstulovic-Dabic模型,分析了CCG-水泥复合胶凝体系的水化反应机理.试验结果表明,活化煤矸石取代硅酸盐水泥熟料的最佳掺量为30％,此掺量下,能保证良好的力学性能与工作性能;CCG对CCG-水泥复合胶凝材料的早期水化无明显影响,后期活化煤矸石中的铝相、硅相会与氢氧化钙反应发生火山灰效应;活化煤矸石能增大水泥水化结晶成核与晶体生长(NG)、相边界反应(Ⅰ)过程的反应程度并降低扩散(D)阶段的反应程度;同时能降低NG、I过程的反应速率,并在不高于30％的掺量下,对D过程的反应速率有一定的增强作用.     

水泥基材料的水化动力学模型

介绍了水泥基材料的水化动力学模型.根据实验测定的水化放热数据,采用模型给出的积分和微分方程,对水泥基材料的水化反应中的3个基本过程即结晶成核与晶体生长(NG)、相边界反应(I)和扩散(D)进行了表征,得到反应速率常数K、反应级数n和表观活化能Ea等动力学参数以及各反应阶段的反应速率与反应度的关系.计算得到的各阶段的反应速率曲线能较好地分段模拟由量热实验得到的胶凝材料实际水化速率dα/dt曲线.观察3个阶段的相互关系,可对水泥基材料复杂的水化机理进行解释.水泥基材料的水化反应存在两种不同的历程:NG-I-D或NG-D.在水化初期NG是控制因素,随着水化程度提高,逐渐转由I或D控制反应.     

MgO-MgSO4-H2O胶凝体系水化动力学的研究

采用微量热法测定了ＭｇＯ－ＭｇＳＯ－Ｈ２Ｏ三元胶凝体系的水化放热速率;研究了该体系水化各阶段的动力学过程;求出相应的动力学反应参数,并据此提出了合理的水化历程和机理。该体系水化过程中的不同阶段受不同的过程控制,它们所适用的动力学公式及对应的动力学参数也各异,在不同的水化阶段所作的ＸＲＤ和ＳＥＭ检测初步证实了上述研究结果。     

钢渣水化产物的特性(英文)

用X射线衍射分析、水化热的测量、化学结合水量的测定、孔结构的测定、扫描电镜观察及强度测试研究了钢渣的水化产物的特性。结果表明:钢渣硬化浆体中主要含有水化硅酸钙(C–S–H)凝胶、Ca(OH)2、惰性组分[RO相、铁酸二钙(C2F)和Fe3O4]和未水化的胶凝相[硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)];总体而言,钢渣的水化过程与水泥的水化过程相似;钢渣早期的水化速率远低于水泥,但钢渣后期,尤其是90d之后的水化速率高于水泥的。钢渣水化产生的C–S–H凝胶不具有良好的胶凝性能,凝胶之间的相互黏结也不牢固,因此钢渣砂浆的强度很低。     

复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化历程的影响

用直接测温法及X射线衍射技术,系统研究了萘系、氨基磺酸盐系及聚羧酸盐系3种高效减水剂,三聚磷酸钠及糖钙2种缓凝剂及复合使用高效减水剂与缓凝剂对水泥水化热、水化温峰、温峰出现时间及不同水化龄期Ca(OH)2和钙矾石(ettringaite,AFt)生成量等方面的影响.结果表明:单掺高效减水剂使水化温峰升高,温峰出现时间延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量增加.单掺缓凝剂使水化温峰降低,温峰出现时间大幅度延迟,水化热及温峰时的Ca(OH)2生成量明显减少.复合使用高效减水剂与缓凝剂时,由于协同效应,使高效减水剂的分散作用及缓凝剂的缓凝作用同时得到加强.与单掺缓凝剂相比,复掺后水泥水化温峰出现的时间进一步延迟,水化温峰进一步降低,水化热及水化温峰时Ca(OH)2生成量进一步减少;但是,外加剂对AFt生成量影响不大.     

粉煤灰的微观形态及其在水泥水化中的特性

研究粉煤灰的形貌、微观结构、形成机理及水化界面特性。水化后期,粉煤灰颗粒表面层已完全与水泥水化产物发生二次反应,填充水泥石的孔隙空洞,使孔结构高度细化,强度逐渐提高。     

二氢月桂烯水合工艺的研究进展

二氢月桂烯醇（DHMOH）是当前国际上最常用的大宗香料之一,其主要生产方法是通过二氢月桂烯（DHM）水合而成。本文介绍了由DHM生成DHMOH的两种方法：间接水合法和直接水合法近年来的研究情况,对其各自的优缺点和相关研究进展进行了综述。直接水合法以其对环境危害小、设备投资小、易连续生产等优点,是近年来的研究重点。针对直接水合法研究中主要存在的溶剂用量大、分离能耗高等问题,介绍了一些在新溶剂、新工艺方向的研究进展。其中,离子液体、超临界CO2等新型溶剂以其溶解度好、易分离等优点,在烯烃水合方面具有很好的应用前景。莰烯、α-蒎烯等与DHM结构类似的烯烃,其参与水合过程的反应机理与DHM相似,因此这些烯烃水合方面的研究常常可以互相借鉴。     

水冷熟料的微观特征及其早强特性的研究

利用扫描电子显微镜研究了水冷熟料的微观特征及水化物微晶的形态,指出了水泥熟料微水化形成的极少量水化产物微晶对水泥的质量和性能无不良影响;相反,这些片状、粒状、针状微晶可以加速水泥的水化,提高水泥的早强强度.     

水泥水化计算机仿真模型的建立

本文主要介绍了基于数字图象的水泥水化及微观结构模型的建立过程,利用了水泥粉体的颗粒尺寸分布、相体积率、相表面积因子等重要参数,并考虑了扩散能力,可以获得水泥浆体的渗透、力学和传递性能等,并可模拟水化过程,预测其强度特性,同时提出了一些该领域的有关研究构想。     

异戊烯醇的合成工艺研究

以异戊二烯为原料直接水合法制备异戊烯醇的工艺,考查了不同溶剂、原料配比、催化剂用量及反应时间对反应的影响。     

仲丁醇生产工艺路线的技术经济分析

通过对以正丁烯为原料生产仲丁醇的两种不同工艺路线的技术经济比较,论述了直接水合法工艺路线的合理性;与硫酸水合法工艺比较,投资可降低22%—33%;生产过程中没有连续的酸性污水,没有腐蚀和废气处理问题,副产物也少;生产1t仲丁醇所需的原料消耗为1.24t(硫酸水合法工艺为1.56t)。     

粒化高炉矿渣的水化机理探讨

以上海梅山钢铁公司的矿渣为研究对象,探讨粒化高炉矿渣在无激发剂存在的条件下的水化机理,并建立矿渣水化反应过程的化学模型。为矿渣的大规模、无害化、资源化和高附加值利用奠定理论基础。研究表明:在没有化学激发剂存在的条件下,梅山矿渣的水化产物是水化硅酸钙C2SH(C)、水化硅酸钙2CaO·SiO·(2￣4)HO和钙铝黄长石22Ca2Al(Al,Si)2O7。初期的水化过程是矿渣中的Ca2 等网络改变体阳离子与水中的H之间的置换,随着这种置换反应的进 行,溶液中的pH值不断升高,当pH高到一定程度时,矿渣颗粒表面上的HSiO4的溶解度将提高,溶解了的各种形态4的硅酸离子和溶液中的Ca2 、OH反应生成水化硅酸钙凝胶。