高C3S水泥硬化浆体水浸取液中离子浓度的变化规律

为了研究高C3S水泥硬化浆体水浸取液中离子浓度与水化条件间的关系，本文利用水浸取法探讨了水化时间、水灰比、水化温度等因素对高硅酸三钙水泥水化硬化体系水浸取液中离子浓度的影响。试验结果表明：浸取液中的各离子浓度和pH值随水化时间的延长、水灰比的增加和养护温度的升高而降低；其中水化14d前离子浓度和pH值下降速度很快，14d下降速度趋缓；各水化条件下离子浓度的大小主要与水化程度、孔隙率和水化产物的溶解相关。该研究对于从离子浓度方面去了解高C3S水泥的水化特点具有一定的指导意义。     

缓凝剂在磷石膏水化进程中的影响

通过缓凝剂对磷石膏凝结时间、强度、水化率、水化温升与液相离子浓度测定,结合扫描电镜观察,研究了缓凝剂对磷石膏水化进程的影响。结果表明:SG-10、柠檬酸缓凝剂与磷石膏适应性较好;pH值对缓凝剂缓凝效果有很大影响,SG-10和柠檬酸在磷石膏浆体中最佳pH值分别为5.1和6.0时:柠檬酸掺量不宜超过0.1%,SG-10掺量不宜超过0.2%;SG-10、柠檬酸在水化初期使水化放热明显变缓,早期水化率显著降低,最终水化率有所降低,一定程度上改变了磷石膏水化动力学过程;缓凝剂掺入后,石膏初始液相离子浓度和过饱和度低于空白样,水化反应过程中液相离子浓度和过饱和度降低速率大幅降低;SG-10的掺加使二水石膏晶体尺度增大,但对二水石膏晶体形貌影响较小,掺柠檬酸时,硬化体晶体形貌改变较大。     

固井水泥浆水化早期阶段水状态与电导率关系

油气井固井早期气窜现象常发生于固井水泥浆液固态转变阶段，准确掌握该阶段水泥浆的组织结构是探究固井早期气窜机理的关键。电导率方法是评价水泥浆水化进程及微观结构的有效方法之一。为此，利用电感式电导率仪研究了固井水泥浆沉降稳定性、水化速率对其电导率的影响；结合质量守恒定理和低场核磁共振技术，探究了水化早期阶段水泥浆中水状态与其电导率的关系。实验发现，在新配水泥浆中，孔溶液离子浓度和孔隙结构分布决定了水泥浆的初始电导率；随着水泥浆沉降稳定性的增加，水泥浆中孔结构分布更均匀，使其初始电导率由16.8 mS/cm增加至19.4 mS/cm；随水泥浆水化进程增加，水泥颗粒表面及孔隙中水化产物的形成改变了水泥浆的固相微观结构及孔隙结构，使分布于大孔隙中的自由水转变为小孔隙中的毛细水、凝胶水。实验结果表明，在水化早期阶段水泥浆的电导率与蒸发水、自由水含量呈线性关系。     

石灰石湿法烟气脱硫中氟络合物的影响

在中试湿壁吸收塔中实验研究了氮络合物对石灰石湿法烟气脱硫特性的影响,实验结果表明,F^-离子会与从喷雾干燥脱硫副产物和石灰石溶解得到的Al^3 反应,生成氟化铝络合物（AlFx）,该络合物吸附于石灰石颗粒的表面,极大地阻碍石灰石的溶解,甚至是在AlFx浓度非常低的时候,氟化铝络合物导致石膏产物中残余CaCO3含量的增加和石膏颗粒粒径变小,吸收浆液中F^-和Al^3 离子浓度的增加会增强对脱硫特性的负面影响。化学平衡模型的计算结果表明,吸收浆液的pH控制在5.5以上能分解AlFx,从而预防其对石灰石溶解的阻碍。     

水泥早期水化液相离子浓度变化规律的研究

采用过滤法探讨了水化时间、水泥种类、水灰比、水化温度等因素对高硅酸三钙水泥水化体系早期水化液相中离子浓度的影响。试验结果表明：在开始水化后1h左右，水化液相中的各离子浓度快速上升，然后缓慢增加。水化4h左右时，Ca^2＋、SO4^2-浓度达到最大值，然后快速下降至一定水平，其余离子浓度则保持一定的稳定值；水化液相离子浓度随水泥种类的差异而变化，随水灰比的增加而降低；随水化温度的提高，K^＋、Na^＋浓度和pH值升高，而Ca^2＋、SO4^2-、SiO4^4-、Al（OH）4浓度降低。     

不同侧链密度PCE制备的C-S-H/PCE结构及其对水泥早期水化的影响

装配式建筑的发展使得在预制件生产中使用早强剂的需求越发强烈,人工合成水化硅酸钙（C-S-H）作为一种新型晶种早强剂,能够显著提高水泥基材料的早期强度,但其较差的分散性限制了其应用。文中以不同侧链密度聚羧酸减水剂（PCE）作为分散剂,通过共沉淀法合成了一系列C-S-H/PCE晶种早强剂,利用X射线衍射分析仪（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、纳米粒度仪（DLS）等探究其对C-S-H晶种结构的影响,并深入研究了C-S-H/PCE晶种早强剂对水泥水化行为、硬化体强度和组成结构的影响。结果表明：PCE的侧链密度越小,C-S-H晶种分散得越好,粒径越小,中位粒径可达339.5 nm,晶种颗粒数量增多,可提供更多的成核位点;掺入C-S-H/PCE能显著加速水泥水化,使水化加速期放热峰提前1.3 h,8 h放热量增加10.8%;掺入C-S-H/PCE后,水泥净浆8 h和1 d龄期硬化体的孔隙率降低,抗压强度分别提高13%和15%。     

用双电层理论研究不同电价阳离子对α半水石膏水化的影响

通过水化升温曲线、ζ电位、液相组成等的测定，研究了不同电价阳离子对α半水石膏水化硬化过程的影响。结果表明：在α半水石膏的水化硬化过程中，形成了双电层结构和负ζ电位，不同电价的阳离子对α半水石膏的表面双电层结构和ζ电位产生不同影响．导致α半水石膏颗粒的分散度和溶解速度不同，从而影响了α半水石膏的水化硬化。这种作用机理有别于传统的胶体体系。     

石膏对铝酸盐水泥基混合体系早期水化的影响

采用量热仪、X射线衍射仪、环境扫描电子显微镜、压汞仪分析了无水石膏及α-半水石膏对铝酸盐水泥为主的铝酸盐-硅酸盐混合水泥体系早期水化放热、浆体微结构演变等水化进程的影响.结果表明:无论何种石膏掺入后,三元体系的早期水化均有所加速,且集中于钙矾石的生成及其向单硫型水化硫铝酸钙的转变——水化30min内,浆体中均生成了一定量长度为1μm左右的短粗钙矾石晶体,并伴随首个水化放热峰的产生;而随后的8h内,另产生两个水化放热峰:掺无水石膏时,第2个水化放热峰源自无水铝酸钙和无水石膏的溶解以及少量钙矾石晶体的生成,第3个水化放热峰源自钙矾石的增长及其向单硫型水化硫铝酸钙的转变;而掺α-半水石膏时,这两个水化放热峰均与钙矾石的生成及增长有关.相比而言,α-半水石膏因溶解速度较快,与无水铝酸钙等的溶解速度相匹配,所以水化早期生成更多的钙矾石晶体,所得硬化浆体的孔隙率更低.     

羟丙基壳聚糖对表面活性剂微孔液相图的影响

在25℃条件下，测定了不同浓度的羟丙基壳聚糖（HPCHS）溶液／表面活性剂（聚氧乙烯（23）醚月桂醇（BRIJ35）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十二烷基硫酸钠（SDS）、二甲基十二烷基甜菜碱（C12BE）／正丁醇（n-C4H9OH)／正辛烷（n-C8H18)体系微乳液拟三元相图。结果表明，在所研究的浓度范围内，羟丙基壳聚糖对不同类型表面活性剂体系微乳液的形成有不同的影响：（1）除B12BE体系外羟丙基壳聚糖的加入均在一定程度上改善了原有体系微乳区的形成和稳定；（2）羟丙基壳聚糖溶液在10，10和5g/L浓度时分别使BRIJ35，CTAB和SDS体系微乳区面积达到最大；（3）羟丙基壳聚糖的加入没有明显改变C12BE体系的微乳区面积。     

石膏的形态对C2S浆体强度的影响

研究了二水石膏、600℃、800℃、1000℃煅烧石膏对C2S浆体强度的影响.结果表明:石膏的掺入,能提高C2S浆体的强度,煅烧石膏比二水石膏更能提高C2S浆体的强度.证明了石膏不仅对硅酸盐水泥中C3A的水化产生影响,同时亦对硅酸盐矿物的水化有促进作用.     

复合型缓凝剂对脱硫建筑石膏水化进程的影响及缓凝机理

研究了复合型缓凝剂P粉对脱硫建筑石膏水化进程、液相离子浓度与过饱和度及二水石膏晶体形貌的影响,结合扫描电镜对其缓凝机理进行了分析。结果表明:P粉能抑制脱硫建筑石膏的早期水化,使其水化放热减缓,早期水化率降低,凝结时间延长;P粉对二水石膏晶体形貌影响较大,并且使二水石膏晶体尺寸明显增大;P粉通过多种途径对石膏产生了缓凝作用,其中羟基羧酸钙盐钙离子的电离对早期半水石膏的溶解起到一定的阻碍作用,延缓了晶核的形成,同时羧基和羟基组成的基团的选择性吸附抑制了晶核的生长,另外蛋白质也对石膏起到了胶体包裹的作用,抑制了     

矿渣改性硬石膏基胶结材水化硬化研究

通过硬石膏水化率、水化温升、液相离子浓度测定,结合宏观性能试验,对硬石膏基胶结材水化硬化历程,硫酸盐激发剂作用机理,矿渣对硬石膏的改性作用等进行了研究.结果表明:硫酸盐促进硬石膏溶解,提高液相浓度和过饱和度,加快二水石膏晶体成核与生长速率;矿渣水化形成钙矾石与水化硅酸钙等水硬性矿物,使硬石膏硬化体强度与耐水性提高,矿渣水化与硬石膏水化相互促进;采用硫酸盐激发、矿渣改性的硬石膏基胶结材具有强度较高、耐水性较好、干缩率较小的特点,其水化硬化经历了快速溶解反应期、水化潜伏期、加速水化期、稳定水化期和缓慢水化期等5个阶段.胶结材凝结时间取决于潜伏期,加速水化期和稳定水化期是硬化体结构致密和强度发展的主要阶段.     

Correlation between surface charge and hydration on mineral surfaces in aqueous solutions: A critical review

Surface charges and hydration are predominant properties of colloidal particles that govern colloidal stability in aqueous suspensions. These properties usually coexist and interact with each other. The correlation between the surface charge and hydration of minerals is summarized on the basis of innovative experimental, theoretical, and molecular dynamics simulation studies. The factors affecting the adsorption behavior of ions and water molecules, such as ion concentration, ion hydration radius and valence, and surface properties, are discussed.For example, the hydration and adsorption states completely differ between monovalent and divalent ions. For ions of the same valence, the effect of surface charge on the hydration force follows the Hofmeister adsorption series. Electrolyte concentration exerts a significant effect on the hydration force at high ion concentrations. Meanwhile, the ion correlations in high-concentration electrolyte systems become long range.The interfacial water structure largely depends on surface chemistry. The hydration layer between different surfaces shows large qualitative differences.     

Dissolution characteristics of sericite in chalcopyrite bioleaching and its effect on copper extraction

The effects of sericite particle size, rotation speed, and leaching temperature on sericite dissolution and copper extraction in a chalcopyrite bioleaching system were examined. Finer particles, appropriate temperature and rotation speed for Acidithiobacillus ferrooxidans resulted in a higher Al3+ dissolution concentration. The Al3+ dissolution concentration reached its highest concentration of 38.66 mg/L after 48-d leaching when the sericite particle size, temperature, and rotation speed were -43 μm, 30℃, and 160 r/min, respectively. Meanwhile, the sericite particle size, rotation speed, and temperature can affect copper extraction. The copper extraction rate is higher when the sericite particle size is finer. An appropriately high temperature is favorable for copper leaching. The dissolution of sericite fitted the shrinking core model, 1-(2/3)α-(1-α)2/3=k₁t, which indicates that internal diffusion is the decision step controlling the overall reaction rate in the leaching process. Scanning electron microscopy analysis showed small precipitates covered on the surface of sericite after leaching, which increased the diffusion resistance of the leaching solution and dissolved ions.     

石膏岩溶蚀与强度特性试验研究

石膏岩在工程中使用广泛,其具有特殊的物理化学性质,常引发工程问题,因此研究石膏岩的溶蚀特性以及溶蚀前后强度、塑性、脆性等性质变化显得尤为重要。通过室内溶蚀试验分析其溶蚀机理,利用电镜扫描观察其微观结构,分析强度劣化机理,并通过单轴压缩试验,研究石膏岩在不同溶液条件下的软化性质。结果表明,不同溶液对石膏岩的影响不同。以石膏岩浸泡在纯水中为参照,NaCl溶液促进石膏岩的溶蚀量,使试样的强度降低,为纯水溶蚀后试样强度的40%,塑性变强,脆性减弱;冰醋酸溶液减少石膏岩的溶蚀量,强度少许增加,塑性变弱,脆性变强;氢氧化钠溶液可与石膏岩发生反应生成氢氧化钙,因此在前期可促进石膏岩的溶蚀,后期生成较多的氢氧化钙络合物附着在岩样表面阻止石膏岩继续溶蚀并使其强度变大、塑性变强。微观电镜图片显示,不同溶液对石膏岩的溶蚀程度以氯化钠溶液最为严重,其次分别为纯水、冰醋酸溶液、氢氧化钠溶液。单轴压缩试验时声发射活动发生次数与溶蚀量相一致。     

高温煅烧石膏硅酸盐水泥早期水化产物的研究

利用DTA、XRD、IR、化学结合水和Ca(OH)2生成量测定等方法,研究了煅烧石膏、二水石膏对硅酸盐水泥早期水化过程的影响。结果表明：在水化龄期相同时,掺煅烧石膏水泥浆体中水化产物同掺二水石膏相比,Ca(OH)2生成量大;在一天前无心生成;结合水量在一天前前者高于后者,而一天后则相反。指出了煅烧石膏提高水泥强度的机理在于：由于煅烧石膏的溶解速度较低,在水泥水化初期(1d前),存在于水泥中的铝酸盐相不能形成心,从而减缓了AFt对水泥水化的延缓作用,加速了整个熟料矿物相的水化,提高了水泥的强度。     

石膏基陶粒吸附石蜡复合储能材料制备及性能

采用常温相变储能石蜡作为复合相变材料的储能介质,以多孔陶粒作为吸附载体,再通过海藻酸钠反应包封陶粒,复合制成热稳定性能良好、便于在建筑结构上应用、成本低廉的颗粒型相变储能材料.将该种复合的相变储热材料加入到石膏中,能明显提高石膏板的储能密度,延长储能材料的储热时间,同时明显降低石膏的水化热峰值温度并延缓其出现时间,对石膏水化过程温度峰值的控制有良好效果.     

硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附-分散性能的影响

系统研究了硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体流变性及水化性能的影响.结果表明:硫酸盐降低了聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,削弱了聚羧酸减水剂对水泥浆体的分散作用.随着硫酸盐掺量的增加,聚羧酸减水剂分散性能下降.少量硫酸盐延缓了水化加速期最大水化放热速率峰的出现,并且提高了最大水化放热速率.而大量硫酸盐则使得水泥水化诱导期缩短,最大水化速率峰显著提前.大量硫酸盐的加入促进了水泥浆体中钙矾石(AFt)的生成,削弱了水化铝酸钙(CAH)的生成.MgSO4对于水泥浆体中水化产物生成的促进作用最明显.掺加MgSO4的水泥水化产物中含有大量细丝状水化硫铝酸盐产物.MgSO4对水泥水化具有显著延缓作用,水化产物结晶成核作用较缓慢,从而使得水化产物生成及分布更加均匀,形状更加细小.     

卤化银选择电极对干扰离子的动力学响应

用活度阶梯法研究了ＡｇＩ和 ＡｇＢｒ电极对干扰离子的瞬时响应信号。对于非单一瞬时信号,所测定的平衡电位选择性系数符合相应化合物的溶度积比值,证实瞬时信号产生的机理是离子交换反应。离子交换产物的溶度积越小,离子水合焓差越小,瞬时信号负峰高度越大,水合焓差还可以解释正负峰高度比,这些都证明瞬时信号峰电位是决定于离子交换速度而不是离子扩散速度。瞬时信号是非单一型还是单一型决定于平衡时离子交换产物的摩尔分数和干扰离子浓度,也与两离子的水合焓差有关。