硫酸钙晶须水泥砂浆力学性能及增强机理

针对水泥砂浆使用环境的多样性要求,结合硫酸钙晶须的自身特点,为实现增强与增韧的目的,采用外掺法将硫酸钙晶须加入水泥砂浆,通过实验研究了2%,4%,6%和8%(质量百分数)掺量的硫酸钙晶须对水泥砂浆物理性能和力学性能的影响,提出了水泥砂浆工作性能最好,力学强度最优时的硫酸钙晶须掺量及水灰比,并通过微观试验分析了硫酸钙晶须水泥砂浆的强度增强机理。实验结果表明:水泥砂浆的凝结时间随硫酸钙晶须掺量的增大先延长后缩短,当硫酸钙晶须掺量为4%时,水泥砂浆的凝结时间最长;当水灰比为0.5,硫酸钙晶须掺量为6%时,水泥砂浆的抗折抗压强度增强效果最佳;硫酸钙晶须可以缓解水泥砂浆内部裂缝尖端的应力集中,阻碍裂纹发展,晶须与水泥基体界面的桥接效应,实现了整体的增强和增韧。     

复配型晶体调控剂对硫酸钙晶须生长的影响

以预处理的工业废渣磷石膏为原料,氯化亚铁与十二烷基磺酸钠(FeCl_2·4H_2O+SDS)复配物作晶体调控剂,采用水热法成功制备了硫酸钙晶须,利用SEM和XRD分别对硫酸钙晶须的表面形貌、物相特征进行了表征,研究了复配晶体调控剂掺量对硫酸钙晶须性能的影响,并对复配型晶体调控剂的作用机理进行了分析。研究结果表明,晶体调控剂能够显著增大硫酸钙晶须的长度和长径比,改善晶须的形貌,随着其掺量的增加,晶须长度、长径比均呈现先增加后减小的趋势,其最佳掺量(质量分数)为1.0%,此时晶须的平均长径比为139.50。     

室温条件下纳米硫酸钙晶须的大规模制备

文章采用常温酸化法,以氯化钙和浓硫酸为原料,乙醇-水为混合溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为晶型控制剂,室温条件下大规模制备了纳米硫酸钙晶须。用X-射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscopy,FESEM)和高分辨透射电子显微镜(high resolution transmission electron microscopy,HRTEM)等对所制备的样品进行表征。实验结果表明:反应温度、氯化钙初始浓度、醇水比(体积比)及反应时间等合成条件的变化对CaSO_4·2H_2O晶须的形貌和尺寸有重要的影响;所确定的优化合成工艺为:反应温度25℃、氯化钙初始浓度0.045mol/L、醇水比2∶1、反应时间30min;在该优化条件下所制备的硫酸钙晶须尺寸均匀、直径约为200nm、长径比约为30。     

硫酸钙晶须的表面改性研究

采用硼酸酯表面活性剂SBW-181对硫酸钙晶须进行了单因素条件改性试验,分别考察了改性剂用量、改性温度、改性时间和搅拌速率等工艺因素对硫酸钙晶须表面改性的影响.试验结果表明:硼酸酯表面活性剂SBW-181对硫酸钙晶须的改性效果较好,在最佳工艺条件下,改性产品的活化指数为0.996,接触角为103.4°.建立了硼酸酯表面活性剂SBW-181与硫酸钙晶须的作用模型.得出的结论对硫酸钙晶须表面改性的工业化生产具有重要的指导意义,并为硫酸钙晶须的应用研究奠定了理论基础.     

表面处理剂对硫酸钙晶须/聚丙烯复合材料的增韧(Ⅰ)

用两种表面处理剂对硫酸钙晶须进行改性,并将其添加到聚丙烯(PP)中制备出了硫酸钙晶须/PP复合材料,对该复合材料的力学性能进行了测试.结果发现:将硫酸钙晶须引入聚丙烯体系后,聚丙烯的冲击强度有显著提高;采用钛酸酯NDZ-401对硫酸钙晶须进行改性时,当晶须的质量分数为10%时,体系的冲击强度能提高85%以上.用扫描电镜(SEM)对复合材料的冲击断面形貌和硫酸钙晶须在基体中的分散性进行了观察.结果表明:表面处理能够促进硫酸钙晶须在基体中的均匀分散,很大程度上提高复合材料的冲击强度,改善材料的韧性.表面处理剂对PP/硫酸钙晶须复合体系起到了一定的增韧作用.     

煅烧对半水硫酸钙晶须稳定化的影响

以二水硫酸钙(DH)为原料通过水热法合成半水硫酸钙(HH),再进行煅烧得到稳定的硫酸钙晶须。采用SEM、TG、XRD等分析方法,系统地研究了煅烧温度和煅烧时间对硫酸钙晶须稳定化的影响。结果表明,在200～600℃下,提高煅烧温度和延长煅烧时间,能有效促进硫酸钙晶须的稳定化;当煅烧温度为650℃、煅烧时间为1 h时,所得产物均为无水死烧硫酸钙晶须。无水死烧硫酸钙结构致密,水分子难进入晶体内部,不易水化,可以实现硫酸钙晶须的稳定化。     

半水硫酸钙晶须水化过程

对半水硫酸钙晶须水化产物进行了形貌的实时、非实时观测和XRD分析.结果表明半水硫酸钙晶须水化过程的显著特点在于其晶型和形貌的改变及由此引起的长径比减小;半水硫酸钙晶须的水化过程包括3个阶段:半水硫酸钙晶须水化初始期,二水硫酸钙晶须生成期,二水硫酸钙晶须的粗化溶解及新的二水硫酸钙晶体生成期.半水硫酸钙晶须的水化过程与半水石膏的水化过程略有不同.     

硫酸盐渍土盐胀的抑制措施

为了降低硫酸盐渍土的盐胀性,分别采用氯化钠和氯化钙对硫酸盐渍土进行改良试验.配制硫酸钠含量为2％、4％、6％的土样,分别掺入一定量的氯化钠和氯化钙(使C1-/SO42-为2、4、6、8),进行盐胀试验,并对试验结果进行了对比分析.通过分析相同氯化钠和氯化钙掺量对不同硫酸钠含量的盐胀率的影响,进一步验证了氯化钠和氯化钙对硫酸盐渍土盐胀性的作用机理.结果表明:氯离子对硫酸盐渍土的盐胀性有较好的抑制效果,并当C1 /SO42-为4～6时,效果最为明显;当氯化钙掺量较低时,氯化钙对硫酸盐渍土的盐胀具有双重抑制效果,但当氯化钙掺量较高时,由于氯化钙和硫酸钙的吸水膨胀,抑制效果会有一定程度的减弱;该试验结果可为实际工程中硫酸盐渍土地基的处理提供一定的参考.     

半水硫酸钙晶须制备稳定一体化

使用优选稳定剂对半水硫酸钙晶须进行制备稳定一体化处理,研究了稳定剂用量对半水硫酸钙晶须形貌及稳定性的影响.通过SEM和XRD等检测手段对晶须产品进行了表征,结果表明:在制备过程中加入稳定剂油酸钠,当用量为0.025%时,半水硫酸钙晶须可保持形状稳定,但制备后静置72h后,晶型已全部转化为二水硫酸钙;采用分段加药的方式,即制备时加入0.025%硬脂酸钠,制备后加入0.15%油酸钠,半水硫酸钙晶须形貌与晶型可保持不变,实现了半水硫酸钙晶须的制备稳定一体化.     

水热法合成超细硫酸钙晶须

以CaSO4.2H2O为原料,采用水热法合成了超细硫酸钙晶须.以扫描电镜作为分析超细硫酸钙晶须直径的手段,得出制备超细硫酸钙晶须的最优工艺条件为反应温度120℃、料浆初始pH值9.8~10.1、料浆质量分数5%、原料粒度18.1μm.在此条件下,制备出了平均直径为0.19μm,长径比为98的超细硫酸钙晶须产品.得出的结论对超细硫酸钙晶须的工业化生产具有重要的指导意义.     

钙离子与钠离子对浆料Zeta电位的影响

用氯化钙和氯化钠调节添加了不同化学助剂的去金属离子浆料电导率,用德国mütek 公司SZP-04型Zeta电位仪检测对比浆料Zeta电位的变化情况,探讨了Na+和Ca2+对浆料Zeta电位的不同影响,并应用Minitab软件对实验测得的结果进行量化分析。结果表明：无机盐离子使浆料Zeta电位绝对值下降,Ca2+对浆料Zeta电位绝对值的降低作用高于Na+。浆料Zeta电位（ζ）随浆料电导率（σ）以及浆料初始Zeta电位值（ζ0）的变化符合数学模型：ζ=-0.388+0988ζ0+0.202lnσ-ζ00.091lnσ（氯化钙调节电导率时）, ζ=-0.806+ 0.960ζ0-0.316lnσ-ζ00.102lnσ（氯化钠调节电导率时）。浆料Zeta电位在等电点附近时,CPAM的助留助滤性能最佳。与Na+相比,Ca2+更容易使造纸系统的Zeta电位值过高甚至达到正值,从而影响浆料的性能。     

联合生产盐酸、氯化钙及硫酸铵的实验

文章确定了联合生产盐酸、氯化钙及硫酸铵的方法,并就制盐酸进行了小试,制氯化钙进行了中试,制硫酸铵进行了生产性试验,为大生产获得了必要的基础数据和经验。     

石膏制备硫酸钙晶须工艺研究

以石膏为原料,采用水热法制备硫酸钙晶须。研究了料浆浓度、反应温度、反应时间、pH值等工艺条件对产品长径比的影响。通过显微镜观察测定了硫酸钙晶须的长径比,得出制备硫酸钙晶须的最优工艺条件为:反应温度130℃、料浆初始pH值10、料浆质量分数3%、反应时间为9 h。在此条件下,硫酸钙晶须产品长径比为75。     

碳酸钙和硼酸铝晶须的表面处理研究

采用硬脂酸钠为处理剂对碳酸钙晶须和硼酸铝晶须进行了表面处理,通过测定活化指数、红外谱图及偏光显微观察对晶须的处理效果进行了表征,研究了处理剂的用量、处理温度和处理时间等工艺因素对表面处理的影响。结果表明:硬脂酸钠对两种晶须的处理效果均较好,活化指数分别可达到96.5%和97.3%。其中,碳酸钙晶须的最佳处理条件:处理剂用量为45%,处理时间为50 min,处理温度为40℃;硼酸铝晶须的最佳处理条件:处理剂用量为30%,处理时间为40 min,处理温度为40℃。     

盐泥制备硫酸钙晶须工艺研究

以盐泥和硫酸为原料,采用常压酸化法制备硫酸钙晶须。考察反应温度、反应时间、搅拌速度、原料配比等因素对硫酸钙晶须的影响。通过实验得出优化工艺条件为:反应温度80℃,反应时间30min,搅拌速度150 r/min,原料配比(盐泥、硫酸、水的质量比)1∶1.84∶2。在该条件下,晶须产率为33.28%,晶须平均长径比为85,白度为68.4%,硫酸钙纯度达到92.75%。     

电渗-氯化钙对硫酸钠盐渍土变形的影响

过多的水盐含量是季冻区盐渍土产生变形的根本原因,而电渗可以通过驱动盐离子加速土体的排水固结,同时也会导致阴极土体含水率过大,进而产生严重冻胀变形。本文采用自制装置进行电渗联合氯化钙的室内试验,研究不同氯化钙含量（质量分数为0、5%、10%、15%的氯化钙溶液）对硫酸钠盐渍土变形的影响,结果表明：电渗联合氯化钙可以增大硫酸钠盐渍土的电导率,进而加速土中水的排出,相较于仅电渗处理,土体最终电渗排水量增加35%以上;硫酸钠盐渍土中过量的Na+和SO42-在电场力的驱动下分别向阴阳两极迁移,大部分随电渗水流排出,从而降低土体中含盐量,减小低温下土体冻胀盐胀变形;在电场力作用下,Ca2+迁移到阴极并与水解产生的OH-结合形成Ca(OH)2胶结物,大大增强土颗粒间的粘结力,而多余的Ca2+与可溶性硅酸盐发生反应形成水合硅酸钙（C-S-H）,并沉积在土颗粒表面,增加土颗粒间的摩擦力,有效降低阴极土体的冻胀变形;经电渗-氯化钙处理后的硫酸钠盐渍土,微观结构更加密实,抵抗冻胀盐胀变形能力显著增强,其中以质量分数10%的氯化钙溶液的加固效果为最佳,相较于仅作电渗处理土体,最终排水量提高了近70%,阴极土体...