溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅及性能研究

以绿色环保和有效利用为出发点,采用溶胶凝胶法以正硅酸乙酯为原料、氨水为碱性催化剂,不断调整优化原料配比及反应条件等多个影响因素,得到了粒径大小可控的超疏水纳米溶胶。实验结果表明,当TEOS用量为3 mL、EtOH用量为80 mL、NH_(3)·H_(2)O用量为2 mL,温度为60℃,反应时间为1.5 h,它的官能团、形貌特征和粒径大小通过红外光谱、扫描电镜(SEM)、纳米粒度仪等方法表征,结果表明已经获得平均直径在200 nm以内的纳米SiO_(2)粒子。

PVA纤维掺比对地聚合物复材力学性能影响研究

为了进一步降低地聚合物复合材料的脆性,改善其力学性能,考察了PVA纤维掺量对地聚合物复合材料力学性能的影响。试验结果表明,PVA纤维的掺入能够有效提高地聚合物复合材料试件的抗压强度和抗折强度,并能有效改善其弯曲性能和拉伸性能。并且随着PVA纤维掺量的逐渐增大,地聚合物复合材料试件的抗压强度、抗折强度、极限弯曲挠度、极限弯曲强度、极限拉伸强度以及极限拉伸应变均呈现出“先升高后减低”的趋势,当PVA纤维的掺量为1.5%时,试件的各项力学性能参数均能达到最大,使试件具有最佳的力学性能。

基于改性剂调控517相改善碱式硫酸镁水泥耐水性能

现有研究表明不同改性剂对碱式硫酸镁水泥(BMSC)中517相的生长有影响。本工作使用六种不同羟基含量的改性剂,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和压汞仪研究了改性剂相同质量掺量下BMSC的力学强度、物相组成和微观结构。实验结果表明,添加富羟基的磷酸二氢钠和磷酸二氢钾试样中517相含量最高,长径比最大,抗压强度较对照组提升近一倍,软化系数接近1.00;BMSC中孔隙主要为晶间孔,长径比大的517相使孔径分布更集中、总孔隙率更低。BMSC耐水性能与517相含量、形貌有关,使用富羟基的改性剂能促进517相的结晶生成,从而提高517相含量及其长径比,改善其耐水性能。

改性剂和矿物掺合料对硫氧镁水泥耐水性的影响研究进展

【目的】硫氧镁(简称MOS)水泥是由硫酸镁(MgSO_(4))溶液和轻烧氧化镁(MgO)混合制得的镁质胶凝材料,具有轻质、耐高温、易制备、绿色环保等特点,但是MOS水泥耐水性差的特性限制了其工程应用场景。为梳理MOS水泥耐水性的改善措施和改性后的效果,【方法】根据国内外学者的研究成果,概述了柠檬酸(CA)、水玻璃(SS)、磷酸(PA)、酒石酸(TA)等改性剂和粉煤灰(FA)、硅灰(FS)、矿渣等掺合料对MOS水泥耐水性的作用效果,总结了改性剂和矿物掺合料对MOS水泥软化系数、微观结构和物相组成的影响,分析了改性剂和掺合料的改善机理。【结果】发现改性后MOS水泥软化系数能够保持在0.8以上,有害孔减少,总孔隙率降低,结构更加密实,有更多5·1·7相生成。【结论】适宜的改性剂和适当的掺合料会显著提升硫氧镁水泥的耐水性能。最后,对MOS水泥目前存在的问题和未来发展进行分析与展望,为继续研究MOS水泥耐水性提供思路。

活性MgO含量对改性硫氧镁水泥强度的影响及机理分析

研究了不同活性MgO含量(60.4%、46.7%、45.9%)对改性硫氧镁水泥强度的影响规律,并结合XRD、SEM等方法分析了其影响机理。结果表明:改性硫氧镁水泥试件的抗压强度均随n(MgO)∶n(MgSO4)的增大而增大;用活性含量为45.9%的MgO制备的水泥试件各龄期抗压强度均高于活性含量为46.7%和60.4%的MgO;改性硫氧镁水泥样品的主要成分为MgO、Mg(OH)2和5Mg(OH)_(2)·MgSO_(4)·7H_(2)O相(5·1·7相),随着养护时间的延长,5·1·7相的衍射峰增强;样品内生成大量针棒状晶体,存在较多空隙。

氯氧镁胶凝材料吸潮返卤泛霜的研究进展

氯氧镁胶凝材料(MOC)是一种具有广泛应用潜力的无机材料,而吸潮、返卤和泛霜等缺点阻碍其推广应用。本文在分析MOC制品表面潮湿、挂水珠和出现白霜原因的基础上,阐明了"吸潮"、"返卤"和"泛霜"等概念的内涵及其相互关系;重点分析了MOC中游离MgCl2产生的原因;对当前防治吸潮、返卤和泛霜的方法和措施进行了综合评述;介绍了国内外吸潮、返卤和泛霜的检测方法和成果;最后指出了MOC吸潮、返卤和泛霜的未来研究方向。

磷酸镁水泥耐水性的研究

研究了不同养护条件对磷酸镁水泥(MPC)力学、收缩性能的影响,以及不同原料配比对MPC耐水性的影响,并对不同养护条件下MPC水化产物的成分和微观结构进行了分析.结果表明:水养条件下MPC的28 d强度发生较大倒缩,耐水性较差;原料配比对MPC耐水性的影响较大,磷酸盐含量对MPC耐水性影响显著.MPC耐水性差的主要原因是水养条件下基体中少量未反应的磷酸盐溶出,改变了水溶液的pH值环境,导致主要水化产物MgKPO4.6H2O在酸性环境下水解,使体系孔隙率增大,强度倒缩.

新型早强磷酸镁水泥的制备和性能研究

磷酸镁水泥（MPC）是一种新型的早强快硬胶凝材料,可以作为修补材料应用于工程修补中。本文采用死烧MgO和磷酸二氢钾为主要原料,按照一定配比制备出新型早强快凝磷酸镁水泥,并掺加一定量的粉煤灰,进行了力学性能测试,并采用X射线衍射分析、扫描电镜、孔结构分析等分析方法对水化产物进行了分析。研究结果表明,粉煤灰可以有效提高后期强度,掺加30～40%的粉煤灰效果最好。该体系水化产物主要是一水磷酸镁钾晶体以及一些无定形物质。

预处理方法对氯氧镁水泥中自由氯离子溶出的影响

以MOC中醇溶性Cl质量分数作为衡量自由Cl-质量分数的指标,通过测定经不同预处理方法得到的MOC样品中的水溶性或醇溶性Cl质量分数,分析干燥温度、粉碎方式和萃取溶剂对MOC中自由Cl溶出的影响。研究结果表明:当干燥温度高于80℃时,因MOC的主要水化产物5Mg(OH)2.MgCl2.8H2O(P5)发生部分热分解使结构破坏,导致水溶性和醇溶性Cl-大幅度增加;粉碎过程中的机械力化学效应使P5在球磨过程中发生非晶化转变,非晶化的P5更易溶于水而难溶于乙醇,用无水乙醇或水作助磨剂能阻止P5的非晶化转变;用水作溶剂时P5被水分解释放出的Cl-质量分数约为MOC中醇溶性Cl-质量分数的5倍。

橄榄石类钢渣的蒸压胶凝性及产物研究

研究了高温高压条件下纯橄榄石类钢渣与石英砂橄榄石类钢渣的蒸压胶凝性及其水热反应产物。结果表明，水热蒸压反应使纯橄榄石类钢渣显示出胶凝性；石英砂橄榄石类钢渣的蒸压强度可达５０ＭＰａ以上。同时，蒸压反应产物分别以水化钙铁石榴子石或Ｆｅ－ｔｏｂｅｒｍｏｒｉｔｅ为主。

柠檬酸掺量对硫氧镁水泥耐水性的影响

为了研究柠檬酸掺量对硫氧镁水泥耐水性能的影响,对不同柠檬酸掺量的硫氧镁水泥浸水不同龄期前后的抗压强度、水化产物组成及显微结构进行了测试,讨论了柠檬酸掺量对硫氧镁水泥耐水性能的影响规律。结果表明,掺入0.1%~1.5%的柠檬酸,对硫氧镁水泥耐水性具有明显的影响,以龄期28 d为评价基点,柠檬酸掺量为1.0%时,软化系数为0.84,相对不掺柠檬酸时,软化系数提高320%;XRD、SEM分析表明：掺入1.0%柠檬酸后更有利于5Mg（OH）2·Mg SO4·7H2O（5·1·7相）的生成,胶凝能力较差的Mg（OH）2相相对生成较少,结构较密实,因而耐水性较好。

MgO-(NH_4)_2HPO_4-K_2HPO_4-H_2O新型磷酸镁水泥

用低酸度磷酸盐(NH42)HPO4和K2HPO4制备了凝结时间可控、强度高的新型磷酸镁水泥(MPC).结果表明:由低酸度磷酸盐制备的MPC,在水料比和缓凝剂用量一定的情况下,随着n((NH4)2HPO4)/n(K2HPO4)的降低,其浆体的流动性增强,凝结时间延长;添加K2HPO4后,MPC的早期抗压强度略有降低,但其28d抗压强度高达70 MPa以上;MPC的水化产物为NH4MgPO4·6H2O和KMgPO4·6H2O.

氯氧镁水泥的研究进展

综述了氯氧镁水泥的一些研究应用情况。重点介绍了其水化机理、改性剂的研究现状。对其制品在国内外的应用现状进行了简要总结,并对以后的发展趋势进行了初步探讨。

磷酸镁水泥抗压强度及影响因素研究

研究了镁磷质量比、硼砂掺量、镁砂细度、水胶比及粉煤灰掺量等因素对磷酸镁水泥抗压强度的影响规律。结果表明,镁磷质量比对抗压强度的影响比较大,存在一个最佳的比值;硼砂掺量对早期抗压强度的影响非常明显,4 h和1 d抗压强度最大降低幅度分别达79.7%和73.1%;重烧镁砂比表面积的增大有利于各龄期抗压强度的提高,水胶比的增大则不利于抗压强度的发展;少量的粉煤灰掺入对抗压强度影响较小,粉煤灰掺量过大则极大地降低了各龄期的抗压强度。

改性硫氧镁水泥物相组成及性能研究

研究了有机酸CA改性的硫氧镁水泥物相组成、抗压强度及耐水性能。改性后的硫氧镁水泥出现了大量新相,且Mg(OH)2的生成量明显减少。利用化学元素分析方法确定了该新相的组成为5Mg(OH)2.MgSO4.5H2O(515相)。采用SEM确定515相是一种针状晶体。利用TG-DSC方法研究了其分解规律。利用XRD跟踪试验确定了515相的生成过程并结合改性剂对氧化镁水化后pH值的影响,探讨了改性剂对硫氧镁水泥的改性机理。改性后水泥相的抗压强度和耐水性能明显提高。

高性能玻璃纤维增强氯氧镁水泥的加速寿命试验与微观机理

利用SIC(strand in cement)试验方法,测定了玻璃纤维增强氯氧镁水泥(glass fiber reinforced magnesiumoxychloride cement,GRMC)板材在80℃热水加速老化试验条件下的弯曲强度变化,研究了其加速试验寿命,并运用XRD、DSC-TG、FT-IR和SEM分析其水化产物组成和微观结构形貌,观察了玻璃纤维在氯氧镁水泥基体中的腐蚀特征。结果表明:未添加任何改性剂的普通GRMC在80℃热水加速老化2.5 d后,其主要水化产物5.1.8大量分解,物相以叶片状的Mg(OH)2为主,促使玻璃纤维被基体腐蚀,导致力学性能急剧下降,预期使用寿命不超过4 y。掺加复合抗水外加剂和矿渣的高性能GRMC由于5.1.8相的稳定存在和玻璃纤维不被腐蚀,在加速老化试验条件下的强度保留率高达60%以上,预期使用寿命超过了50 y。因此,5.1.8的稳定存在是保证高性能GRMC的玻璃纤维稳定性和长期耐久性的重要基础。

化学发泡氯氧镁水泥防火材料的研究

使用氧化镁和老卤块为主要原材料及适当的添加剂,采用化学发泡工艺制备多孔氯氧镁轻质防火材料。讨论了氯氧镁浆料的配比、 氧化镁活性、添加剂对材料结构及性能的影响,结果表明,使用高活性氧化镁及少量添加剂、发泡剂可制得多孔、低密度、适当强度、隔火、隔 音等优良性能的轻质材料,用扫描电镜观察了产品的显微结构,这种多孔的氯氧镁水泥可广泛用于防火工程及建筑、装饰工程。

活性MgO含量对碱式硫酸镁水泥强度及水化产物的影响

为了研究活性MgO含量对碱式硫酸镁水泥强度及水化产物的影响,采用不同活性MgO含量的轻烧氧化镁制备水泥试样,进行抗压强度和抗折强度试验,并对水泥水化产物进行X射线衍射分析。结果表明,当改性剂掺量为活性MgO质量的1%时,活性MgO含量为60%的轻烧氧化镁制备的水泥试样在室温条件下养护28 d的抗压强度最高,水化产物的主要物相为5·1·7相和少量Mg(OH)_2相;活性MgO含量为70%的轻烧氧化镁配制的水泥试样在同等条件下的抗压强度仅为活性MgO含量为60%时的60%,水化产物的主要物相为Mg(OH)_2相和少量5·1·7相;活性MgO含量为43.2%的轻烧氧化镁制备的水泥试样强度最低,水化产物中以Mg(OH)_2相为主,5·1·7相含量较少,以及剩余MgO相和未分解的Mg CO_3相。采用活性MgO含量为70%的轻烧氧化镁制备水泥试样时,增加改性剂掺量为活性MgO质量的2%时,试样各龄期强度有较大提高。

混凝土外加剂与碱式硫酸镁水泥适应性

研究了普通混凝土减水剂与碱式硫酸镁水泥(MOSC)的适应性,通过消泡剂复配改善M OSC体系的力学性能.采用X射线衍射、扫描电子显微镜分析混凝土外加剂对M OSC力学性能、水化产物和微观结构的影响.实验结果表明,三聚氰胺(SM)、萘系(FDN)、氨基磺酸盐(ASP)和脂肪酸磺酸盐(SAF)均对MOSC产生减水效果,减水率分别为8. 02%,12. 35%,16. 12%和11. 77%.但减水剂会降低M OSC力学性能,FDN-M OSC体系1,28 d抗压强度分别为基准试样的64. 5%和80. 5%.消泡剂能够有效提高MOSC及减水剂-MOSC体系的早期强度,减少减水剂-MOSC体系的后期强度损失.单掺消泡剂A10-MOSC体系1,28 d抗压强度分别为基准试样的132. 7%和95. 7%,减水剂和消泡剂复合FDN-NXZ-MOSC体系1,28 d抗压强度分别为基准试样的120. 8%和90. 3%.普通混凝土外加剂没有改变MOSC水化产物组成,消泡剂能够有效提高MOSC和减水剂-MOSC体系的力学性能.

硫酸盐渍土水泥加固盐胀抑制剂研究

硫酸盐渍土具有遇水溶陷、强度降低、盐胀-冻胀的特性,而传统加固材料如水泥、石灰等,由于SO4-（2-）与水泥反应生成Aft·32H2O,造成加固体膨胀、强度损失及耐久性降低。针对上述问题,利用自主研发的抗盐胀固化剂与水泥复配对盐渍土进行改良,探讨含盐量和固化剂对固化土膨胀性与力学性能的影响。试验结果表明,固化剂SD抑制膨胀、维持强度的能力优于纯水泥,在2%含盐量时,膨胀率降低65.2%-83.4%,抗压和抗折强度分别提高2-6倍;含盐量为5%时,膨胀率降低88.5%以上,抗压和抗折强度提高1.6-4.7倍。试验表明,在中盐渍土加固中,低掺量抑制膨胀性强;强盐渍土中,高掺量抑制膨胀率强。通过盐溶液稳定性试验和冻融试验对膨胀性进行了探讨,固化剂能够有效提高加固土的抗膨胀性,降低强度的损失率;在抗冻稳定性上,对冻胀有一定抑制作用,而对强度的稳定作用一般,表现为温度相应“迟滞”。