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。

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。

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。

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．

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。