用量子化学 SCC-DV-X_α 方法研究 C_3AH_6 和 C_3(A,F)H_6 的结构稳定性

用量子化学的ＳＣＣＤＶＸα方法对水化物Ｃ３ＡＨ６和Ｃ３（Ａ，Ｆ）Ｈ６结构中的两个模型Ａｌ２Ｃａ９Ｏ１２和Ｆｅ２Ｃａ９Ｏ１２的化学键强度分别进行了计算．Ｃ３ＡＨ６结构中Ｃａ—Ｏ，Ａｌ—Ｏ键较强而不易断裂，是它具有长期稳定性的本质原因．键级大小、ＨＯＭＯ能级、ＬＵＭＯ与ＨＯＭＯ能级差等计算结果证明由Ｆｅ置换Ｃ３ＡＨ６中的Ａｌ所形成的Ｃ３（Ａ，Ｆ）Ｈ６固溶体其结构稳定性将下降．

六水铝酸三钙(C_3AH_6)与CO_2反应的研究

为了阐述C3AH6与CO2反应的机理,应用X线衍射和pH酸度分析等方法,对C3AH6与CO2反应的影响因素、反应过程及其产物进行研究;结合C3AH6和CO2在水体系中反应时溶液pH的变化规律,提出C3AH6与CO2在水中的反应机理。研究结果表明:在空气和乙醇介质中,C3AH6与CO2的反应十分缓慢;但以水作为反应介质时,C3AH6与CO2的反应显著加快,其产物为CaCO3,Al(OH)3和H2O,且随着反应温度和CO2体积分数的增加以及反应时间的延长,反应率增加;在温度为75℃,CO2体积分数为100%的条件下反应80 min,反应率可达到97.76%;C3AH6与CO2在反应初期主要取决于C3AH6的水化作用,而在反应后期主要取决于H2CO3的电离作用;在水介质中,通入CO2回收C3AH6中的氧化铝是可行的。

水溶液系中聚羧酸超塑化剂在C_3AH_6上的吸附过程研究

采用紫外分光光度法测试水溶液体系中聚羧酸超塑化剂(polycarboxylate superplasticizer,简称PCE)在铝酸三钙(C3A)水化产物(C3AH6)上的吸附量,研究了聚羧酸初始浓度、分散时间、环境温度以及SO24-对吸附量的影响。采用准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒内扩散模型进行动力学模拟,结果表明,C3AH6对PCE的吸附过程符合准二级动力学模型。利用Langmiur、Freundlich和Temkin等温吸附模型进行拟合,发现C3AH6对PCE的吸附规律符合Freundlich方程。红外光谱分析表明PCE在C3AH6上的吸附为化学吸附。

AH_3及水化程度对硫铝酸盐水泥强度的影响

将实验室烧成的硫铝酸钙矿物(C_4A_3S)与石膏(CSH2)、石灰(CH)复配制成硫铝酸盐水泥,研究其水化产物中铝凝胶相(AH3)及水化程度对水泥石强度的影响.用Rietveld全谱拟合方法对烧成的C_4A_3S进行了定量分析,用XRD和TG-DTG对其水化产物进行了定性、定量分析.结果表明:当AH3含量较高、钙矾石(AFt)含量较低时,AH3会填充在硫铝酸盐水泥浆体的空隙中,从而使其抗压强度升高;CSH2能促进C_4A_3S的水化,并且随着CSH2掺量的增加,硫铝酸盐水泥石抗压强度先升后降,当n(C_4A_3S)/n(CSH2)为3/4,即CSH2掺量为27.32%(质量分数)时,其抗压强度最大;另外,C_4A_3S水化程度与AH3含量的提高均有利于硫铝酸盐水泥石抗压强度的增大,当二者对抗压强度的影响达到平衡时,其抗压强度最大.

C_3S-C_(12)A_7-H_2O和C_3S-C_(12)A_7-CaSO_4·2H_2O-H_2O系统的水化及其性能研究

试验用结合水法、化学减缩法、XRD定量等物理、化学分析方法 ,研究了C1 2 A7和石膏同时存在时C3S在不同系统中的水化动力学及水化机理。结果表明C1 2 A7能够促进C3S的水化 ,尤其是对C3S早期水化有显著的促进作用 ;当有石膏存在时 ,这种促进作用更为显著。其机理是由于C1 2 A7水解放出的Al(OH) - 4 与C3S水解放出的Ca2 +反应生成C3AH6 ,当有石膏存在时 ,生成钙钒石 ,从而加快了C3S的水化。

C_3A-CaCO_3-H_2O三元体系水化性能的研究(英文)

研究了C3A-CaCO3-H2O三元体系的水化性能。采用量热分析进行C3A-CaCO3-H2O三元体系水化历程的研究;运用X射线衍射分析(XRD)进行物相检测。结果表明:CaCO3的掺入使C3A的水化历程发生了改变,导致其水化放热出现了有别于纯C3A水化放热规律的"双峰"现象,第一放热峰是由C3A初始水解以及生成碳铝酸钙水化物而产生的,与纯C3A的放热峰相比,峰值增高且峰值出现时间提前。第二放热峰是形成了大量的碳铝酸钙水化物而产生的。CaCO3与C3A反应形成了新相单碳铝酸钙水化物,水化1 h时有半碳铝酸钙和单碳铝酸钙水化物形成,水化1 d后产物中未发现半碳铝酸钙,只有单碳铝酸钙水化物存在直至28 d,说明半碳铝酸钙是不稳定的,而单碳铝酸钙是稳定的水化产物。

CaCO_3在铝酸钠溶液中的反苛化作用

在热力学计算的基础上,研究CaCO3在铝酸钠溶液体系中发生反苛化反应的规律。热力学计算表明,低温条件下,CaCO3与游离苛性碱形成Ca(OH)2的反苛化程度较小,而其与Al(OH)4-形成3CaO.Al2O3.6H2O(C3AH6)的反苛化反应显著。CaCO3在纯NaOH溶液中反苛化反应的反应率小于5%,而在铝酸钠溶液中其反苛化率可达50%以上,说明Al(OH)4-对CaCO3的反苛化具有显著的促进作用;CaCO3的反苛化率随温度的升高而升高,随铝酸钠溶液苛性比αk的升高呈先升高后降低的规律,当αk为3时,出现极大值;常压条件下,CaCO3在铝酸钠溶液中发生反苛化反应形成C3AH6,而造成氧化铝损失。

高性能混凝土微观结构及其高耐久性形成机理

运用X射线衍射分析(XRD)、差热-热重分析(DTA-TG)、扫描电子显微镜观察和X射线能谱分析(SEM-EDAX)及压汞法孔结构分析(M IP)研究了高性能混凝土的水化产物、显微结构和孔结构,在理论上探讨了高性能混凝土在严酷环境条件下的高耐久性机理。结果表明,高性能混凝土的水化产物是低C/S比的CSH凝胶、CH和C3AH6,其显微结构致密,孔结构以孔径小于10 nm的凝胶孔为主。合理的水化产物组成和致密的微观结构决定了高性能混凝土具有优异的耐久性。

在研究铬渣污染区时定量矿相分析的作用

对土壤和沉积物进行研究的矿物学技术已用于研究铬渣污染区发现的固体物质。结果表明存在着多种矿物，其中有许多是高温合成体系（如水泥及其熟料）的产物，以及它们的低温水化产物。铬渣中的矿物可分为三大类：未反应的原料矿物（铬铁矿），高温焙烧生成的物相（铁铝酸钙、方镁石、硅酸二钙），在填埋区野外气候条件下生成的矿物（水镁石、方解石、霰石、钙矾石、水铝钙石、水榴石）。除铬铁矿外，铬还以铁铝酸钙、钙矾石、水铝钙石、水榴石形式出现。对含铬相的详尽化学与组成结合物相丰度的研究，提供了在这些矿物中和在整个铬渣中Cr^3＋、Cr^3＋固相形态的定量描述。样品总铬中约60～70％是以铬铁矿形式存在的Cr^3＋，铁铝酸钙亦含有相当量的Cr^3＋，约占总铬的15％。其余的铬即20～25％以Cr^6＋形式存在，主要存在于水榴石中，少量存在于水铝钙石中（多以可交换阴离子存在）：Cr^6＋也存在于钙矾石中，但以钙矾石存在的Cr^6＋量很少，1个样品中含Cr^6＋钙矾石量约占总铬的3％，另2个样品中则〈1％。此项研究对铬渣污染区控制Cr^6＋的固定技术或溶解技术提供了认识依据。这些信息对于系统化学模拟、风险评估和开发有效的治理方法均有特殊意义。

铝酸三钙对盐溶液中氯离子的固化研究

研究了铝酸三钙(C3A)在不同浓度的氯化钠溶液中对氯离子的固化行为。结果表明:同一龄期下,当溶液中的氯离子浓度从0 mol/L增大到1.0 mol/L时,C3A固化氯离子的含量随之增大;同一浓度下,随着水化龄期的延长,C3A固化氯离子的含量先随之增大后趋于稳定,且1 g C3A最大固化氯离子的质量为0.1657 g。X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)和综合热分析(TG-DSC)的结果显示:C3A结合氯离子生成六方片状的水化氯铝酸钙(F盐及其固溶体)是固化氯离子的主要原因。

不同细度的铝酸三钙对氯离子固化能力的影响

水泥中C_3A的含量被广泛认为是影响氯离子固化能力的重要参数。研究了不同细度的铝酸三钙(C_3A)在一定浓度的氯化钠溶液(0.8mol/L)中对氯离子固化能力的影响。X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、综合热分析(TG-DSC)和全谱直读等离子体发射光谱仪(ICP-OES)等的实验结果表明:同一龄期(1d)下,当C_3A的细度从45~80μm减小到30.8μm以下时,C_3A固化氯离子形成六方片状的水化氯铝酸钙(F盐及其固溶体)含量增大,且1gC_3A最大固化氯离子的质量为0.135 1g。