掺杂CuO阿利特-硫铝酸钙水泥熟料矿物的形成化学及其性能

采用化学分析、X线衍射分析等测试手段研究了掺杂CuO阿利特-硫铝酸钙熟料的形成化学,测试熟料抗压强度.研究结果表明:在生料中掺杂CuO能够改善生料的易烧性,掺杂适量(质量分数不超过0.1%)的CuO可以明显提高熟料中硫铝酸钙的含量,从而提高熟料的性能,熟料的2、7和28d净浆强度分别提高19.8、9.4和9.0MPa.掺杂CuO不改变阿利特-硫铝酸钙熟料体系中阿利特的晶型,该熟料中阿利特均为M1型.     

热处理对MgO掺杂阿利特晶型与水化性能的影响

实验研究热处理过程对MgO掺杂阿利特的晶型与水化性能的影响,采用X线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征样品晶体结构变化,并测试其水化活性.结果表明:当MgO掺量为0.5％、1.0％和2.0％时,室温下样品稳定的晶型分别为T2、T3和M3型.MgO掺量为0.5％与1.0％的阿利特,热处理对样品晶型几乎没有影响,仍为T2和T3型,而热处理使样品水化活性降低,48 h累积水化放热量下降.MgO掺量为2.0％时,当样品在1100℃下热处理3h或1200℃下热处理1、3h后,晶型均发生明显转变,由单斜型转变为三斜型.由于晶型转变,阿利特产生大量的缺陷和应力,水化活性显著提高.另外,阿利特晶型的转变是一个动力学过程,与温度和时间紧密相关.     

M1型阿利特超晶胞与伪六方亚晶胞之间的取向关系及转换矩阵

通过透射电子显微镜(TEM)对M1型阿利特进行研究.分别基于伪六方亚晶胞和M1超晶胞对选区电子衍射(SAED)花样和高分辨透射电子显微(HRTEM)像进行分析,确立伪六方亚晶胞和M1超晶胞之间的取向关系,即:(600)M1、(020) M1和(002)M2分别相当于((1)08)H、((1)20)H和((1)02)H,[100]M1∥[211]H、[010]M1//[010]H以及[001]M1∥[(8)(4)(1)]H,同时还提出了两者之间的转换矩阵.由超结构产生的衍射斑点方向平行于[2(2)7]*H/[9(2)(5)]*M1,具有一维非公度调制特征.调制结构在HRTEM像中以波状条纹衬度的形式展现并平行于(2(2)7)H/(9(25))M1,条纹间距为1.25 nm.     

C_2S-C_4A_3水泥熟料的矿物组成

通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和透射电子显微镜(TEM)等现代分析技术以及选择性萃取的方法对利用粉煤灰煅烧的硅酸二钙(C2S)-无水硫铝酸钙(C4A3)水泥熟料矿物组成和微结构进行研究。结果表明:熟料主要矿物为正交和立方晶型的C4A3以及β和α'晶型的C2S。C4A3的2种晶型均存在调制结构。此外熟料中还存在少量钛酸钙(CT)、钙铝黄长石(C2AS)以及MgO。熟料结构疏松多孔,C2S和C4A3结晶均较为细小。     

高镁水泥制备及其膨胀性能

制备MgO质量分数分别为6%、9%、12%和15%的高镁水泥,通过扫描电镜(SEM)、扫描电镜/能谱联合仪(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)等检测方法和膨胀性试验分析MgO质量分数对熟料煅烧和净浆膨胀性能的影响.结果表明:随着MgO质量分数增加,熟料煅烧时液相量增加,熟料密实度提高.当熟料中MgO质量分数为12%时,养护温度由20 ℃增加到38 ℃,试件90 d龄期膨胀率由0.120%增加到0.244%;38 ℃养护时,掺入35%粉煤灰的试件90d龄期膨胀率由0.244%降至0.070%.当MgO质量分数高于12%时,尽管存在粉煤灰的抑制作用,但高镁水泥依然能产生一定膨胀,可以有效地补偿混凝土的温降收缩.     

助烧剂对微晶Al2O3刚玉磨料结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶技术合成Al₂O₃刚玉前驱体,以SiO₂-MgO-CaO为烧结助剂,利用无压烧结技术制备微晶陶瓷刚玉磨料。研究了助烧剂成分、掺杂量对磨料微观结构和力学性能的影响。结果表明：MgO有助于片状晶的生成,CaO有助于等轴晶的生成,助烧剂成分的最佳物质的量比为n(SiO₂)∶n(MgO)∶n(CaO)=2∶1∶2。晶粒尺寸随助烧剂掺杂量的增多而增大,单颗粒抗压强度和密度则先增大后减小,在掺杂量(质量分数)为2.0%时分别达到最大值43.6 N和3.92 g/cm³。     

可见光诱导Pd-Pt/RGO-g-C3N4催化苯甲醛选择性加氢

构建了还原氧化石墨烯(RGO)掺杂的石墨相碳化氮载体(RGO-g-C_3N_4),制备了负载型双金属Pd-Pt/RGO-g-C_3N_4催化剂,通过高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、氮吸附-脱附和电感耦合等离子发射光谱(ICP)等手段对催化剂进行了系统表征,并成功将其应用于光催化苯甲醛的选择性加氢反应。考察了RGO的掺杂量、载体的掺杂类型、负载型金属种类等对该催化剂催化性能的影响。实验结果表明:当RGO掺杂量为1%(质量分数),Pd-Pt(n_(Pd)∶n_(Pt)=1∶1)合金负载量为3%(质量分数)时对反应的选择性最高,催化效果最好,苯甲醛催化加氢制备苯甲醇的收率高达81%。研究证实了负载型Pd-Pt/RGO-g-C_3N_4催化剂可以成功实现醛的光催化选择性加氢制醇,并有效克服传统的光催化反应效率低等问题。     

C_3S-C_(2.75)B_(1.25)A_3-C_2S-C_3A-B_2O_3体系熟料组成与性能的研究

设计了C_3S-C_(2.75)B_(1.25)A_3-C_2S-C_3A-B_2O_3体系组成的水泥熟料 ,实验以分析纯化学试剂为原料 ,在 135 0℃煅烧并保温 1h。结果表明 ,在该熟料体系中阿利特、硫铝酸钡钙、贝利特和铝酸三钙等矿物的最佳组成分别为 5 0 %、10 %、2 5 %和 15 % ,B2 O3 的适宜掺量为 2 %。在最佳组成和制备工艺条件下 ,所制的阿利特 -硫铝酸钡钙水泥的 1d、3d和 2 8d抗压强度分别达到 2 1.3MPa、4 8.1MPa和 80 .8MPa ,展现良好的早期力学性能。同时还研究了氟化钙对该体系水泥熟料的影响 ,并利用SEM -EDS、XRD等测试手段对熟料的组成、结构及性能进行了分析研究。     

CaF2对阿利特-硫铝酸钡钙水泥合成及性能的影响

用化学纯试剂为原料,研究了CaF2对阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料矿物形成过程及水泥性能的影响。实验设计将具有早强性能的硫铝酸钡钙矿物引入到硅酸盐水泥熟料矿物体系中,并取代其中的C3A矿相。实验表明:适量的CaF2能改善熟料的易烧性,促进f-CaO的吸收和熟料矿物的形成。CaF2质量掺量为0.5%~1%时,有利于提高水泥的早期力学性能。CaF2质量掺量超过1.5%时,生成氟铝酸盐C11A7.CaF2,且不利于C3S和硫铝酸钡钙矿物形成。XRD和SEM-EDS分析表明,在该矿物体系中,含有阿利特、贝利特和少量硫铝酸钡钙矿物。这说明硫铝酸钡钙矿物能够和硅酸盐水泥熟料矿物复合并共存。     

EDTA对脱硫石膏制备α-半水石膏晶体生长的影响

采用常压盐溶液法工艺以脱硫石膏为原料制备α-半水石膏,研究乙二胺四乙酸(EDTA)对脱水反应速率、产物晶体形貌的影响,并结合多种分析手段从微观角度对转晶机制进行探讨。结果表明:EDTA能显著降低脱硫石膏脱水反应速率,在0.2%~1.0%掺量下,脱水反应时间逐渐延长至4 h;EDTA对α-半水石膏晶体形貌改善作用明显,使之由细长的针棒状转变为短柱状,在1.0%掺量下晶体长径比约为1.5∶1;EDTA在晶体生长过程中会吸附在(111)晶面上,阻碍半水石膏晶体在c轴方向上的生长,但并未掺杂在产物石膏晶格中,不会改变晶体的晶型。