氢氧化铝干凝胶改性无碱速凝剂的制备与性能研究

将氢氧化铝干凝胶作为改性剂加入到无碱速凝剂中,研究了改性无碱速凝剂对水泥凝结时间、抗压强度和水泥适应性的影响。结果表明,氢氧化铝干凝胶可以有效促进水泥的水化进程,当其掺量为8%时,可使基准水泥的初凝时间缩短到2 min,终凝时间3 min35 s;砂浆28 d抗压强度比达108.2%;改性后的无碱速凝剂具有良好的水泥适应性,更有利于无碱速凝剂的推广应用。

无机盐和有机醇盐制备Al_2O_3干凝胶

分别以廉价的硝酸铝无机盐常压干燥法和异丙醇铝有机醇盐作为铝源,采用溶胶-凝胶法制备了结构完整的SiO2-Al2O3干凝胶和纯Al2O3干凝胶。利用热重-差热分析、Fourier转换红外吸收谱、氮气吸附和电子显微镜等实验手段,对比研究了两种制备方法对材料性能的影响。结果表明:由无机盐制备的SiO2-Al2O3干凝胶是以SiO2构成网络骨架,形成一定数量的Si—O—Al键,并保持了干凝胶纳米多孔的特点;而有机醇盐制备的Al2O3干凝胶孔隙分布更为均匀。采用两种不同铝源制备的干凝胶,均是纳米颗粒组成的多孔结构,并均具有较高的比表面积和较窄的孔径分布。

氮气吸附法研究SiO_2-Al_2O_3干凝胶的孔结构特性

利用溶胶-凝胶酸碱二步催化法和常压干燥法制备了低密度多孔xSiO2-(10-x)Al2O3(其中x分别取9,8,7和6)干凝胶。实验采用正硅酸乙酯/水/无水乙醇/盐酸/氨水的摩尔比为1:4:7:7.5×10-4:0.0375,制备了作为二元复合氧化物网络骨架的SiO2凝胶;Al2O3由廉价的无机铝盐Al(NO3)3.9H2O与氨水反应制得。采用氮气吸附-脱附实验,比较研究了不同铝含量SiO2-Al2O3干凝胶以及6SiO2-4Al2O3干凝胶经不同温度处理后的孔径分布和比表面积等孔结构参数的变化,并根据deBoer理论判断了孔隙的形状。结果表明:最可几孔径、孔体积和平均孔径在铝含量为30%(摩尔分数,下同)时最大;铝含量为40%的样品的比表面积随着温度的升高而减小,孔分布随着温度的升高由宽变窄;由经典Frenkel-Halsey-Hill(FHH)方程计算得到SiO2-Al2O3干凝胶的表面分形维数为2.5～2.7。

SAXS法研究SiO_2-Al_2O_3干凝胶的分形特性

利用溶胶-凝胶酸碱二步催化法和常压干燥法制备了低密度多孔xSiO2-（10-x）Al2O3干凝胶，其中x分别取9、8、7和6.SiO2凝胶按照摩尔比为正硅酸乙酯（TEOS）：水：无水乙醇：盐酸：氨水=1：4：7：7．5×10^-4：0．0375制备，作为二元复合氧化物的网络骨架；Al2O3由廉价的无机铝盐Al（NO3）3·9H2O与氨水反应制得．采用小角X射线散射（SAXS）实验，比较研究了不同铝含量SiO2-Al2O3干凝胶以及6SiO2-4Al2O3干凝胶不同热处理温度下的分形特性．结果表明。随着铝含量的增多。分形特性的范围逐渐增加，构成干凝胶的胶体颗粒尺度相应减小．胶体颗粒的尺度为14—16nm；对于铝质量分数为40％的干凝胶，满足分形特性的颗粒范围随着热处理温度的升高而增大．