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甲酸钙对硫铝酸盐水泥早期水化过程的影响

马保国 , 朱艳超 , 胡迪 , 李海南

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.12.020

利用维卡仪、水化放热速率、XRD、TG-DSC和SEM等测试手段,研究了甲酸钙(Ca(HCOO)2)对硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程和水化产物及微观形貌的影响.结果表明,Ca(HCOO)2可明显促进硫铝酸盐水泥的凝结,并缩短初凝和终凝时间间隔;显著缩短了硫铝酸盐水泥的水化诱导期,且使水化加速期提前,使第一水化热峰值提高32%,但对水化稳定期的水化放热速率无明显影响;Ca(HCOO)2可以提高硫铝酸盐水泥水化环境的碱度,在早期提高了水化产物钙矾石(AFt)的结晶度,水化早期生成的水化产物结构致密,但并不改变水化稳定期的水化产物和微观形貌.

关键词: 硫铝酸盐水泥 , 甲酸钙 , 水化过程 , 水化产物 , 钙矾石

磷酸镁水泥固化Pb2+、Zn2+、Cu2+及其水化产物研究

王景然 , 马保国 , 李相国 , 李海南 , 田振

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.05.014

利用磷酸镁水泥对Pb2+、Zn2+、Cu2+重金属硝酸盐进行固化,研究其浸出率变化规律,并对不同种类重金属对磷酸镁水泥水化产物种类、形貌及其微区元素进行了探讨.研究表明,磷酸镁水泥对重金属进行固化效果Pb2+>Cu2+>Zn2+,浸出毒性数值远低于国家标准要求.Pb2+促进了水化产物的生成,Cu2+和Zn2+抑制水化.采用 EDS 能谱分别检测水化产物中Pb、Zn和Cu,分析磷酸镁水泥对重金属硝酸盐稳定/固化效果.

关键词: 重金属 , 固化 , 磷酸镁水泥

三乙醇胺对水泥流变性能和水化的影响

王景然 , 马保国 , 何超 , 田振 , 李海南

硅酸盐通报

采用标准稠度用水量、凝结时间、流变性能、力学强度、XRD、SEM等手段,研究不同掺量的三乙醇胺对水泥流变性能和水化的影响.掺0.15% TEA后,水泥10 min和30 min的塑性粘度、屈服应力均降低,增加了水泥浆体的流动性,延长了水泥的凝结时间.掺0.20% TEA对水泥具有促凝作用,促进了水泥的水化,10 min和30 min的塑性粘度、屈服应力均增大,降低了水泥浆体的流动性.随TEA掺量增加,减少了水泥标准稠度用水量,促进了水化产物AFt的生成,提高了水泥净浆强度.

关键词: 三乙醇胺 , 流变性能 , 水化产物 , 微观结构

纳米TiO2对水泥基材料的增韧效果及作用机制?

马保国 , 李海南 , 梅军鹏 , 韩磊 , 陈方颉

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.12.013

通过力学强度、SEM、XRD 和 MIP 测试手段,研究了NT对水泥砂浆机械性能与微观结构的影响.结果表明,3% NT可显著提高水泥砂浆的抗拉和抗折强度,28 d 时相比空白样分别提高了68.2%和63.2%;促进AFt的结晶析出,其含量较空白样提高了62.6%,并与水泥砂浆的抗拉和抗折强度呈现明显的正向关系;使28 d 时硬化浆体内部孔隙率降低了37.0%,无害孔增加了41.0%,有害孔降低了37.9%,即孔结构明显细化并向无害孔转移.研究结果说明了3%NT 可明显改善水泥砂浆韧性与密实度,并提出了NT对水泥水化晶体的形成具有模板成核作用和调控晶体生长效应.

关键词: 砂浆 , 纳米TiO2 , 抗拉强度 , 抗折强度 , 韧性

硫铝酸盐水泥基胶凝材料的改性研究?

马保国 , 韩磊 , 李海南 , 谭洪波 , 王允栋

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.05.012

根据结晶诱导、超细粉体、化学激发等效应,通过抗压强度测试、XRD、热重、SEM等分析手段对大掺量粉煤灰的硫铝酸盐水泥进行了研究。实验结果表明,引入增强组分M后,试块2 h、3,7,28 d 最高抗压强度分别提高了140%,116%,80%和60%;钙矾石及铝胶生成量增多,体系变的更致密,2h 就能达很高强度;M的引入,可能使钙矾石初始结晶度变差;随养护龄期的延长,钙矾石结晶度逐渐变好,M促使粉煤灰参与后续水化反应,使粉煤灰颗粒被水化物紧密包裹,体系变得更致密,试块后期强度变大。

关键词: 硫铝酸盐水泥 , 粉煤灰 , 改性 , 抗压强度

纳米TiO2对粉煤灰水泥体系物理力学性能的影响?

马保国 , 梅军鹏 , 谭洪波 , 李海南 , 欧阳沛

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.032

研究了纳米TiO2(NT)对粉煤灰(FA)水泥基材料(粉煤灰20%,40%等量取代水泥)物理力学性能的影响.首先测试了不同NT含量的FA水泥砂浆的流动度和净浆的凝结时间,然后测试了3,7,28和90 d水泥砂浆的抗压强度.研究结果显示,NT的掺入可以加速初凝和终凝,降低流动度,FA 具有相反的作用.NT 可显著提高砂浆的早期抗压强度而对后期强度发展不利.然而,FA对后期强度发展的积极作用可以弥补 NT的不利影响,最佳NT和FA掺量分别为3%和20%.接着通过XRD和SEM研究了NT对FA水泥基材料性能改善的机理.结果表明,掺入NT有助于水化产物的生成和沉淀.此外,在强度发展的过程中,NT可加速CH 的消耗并提高FA的火山灰反应程度,形成更多的C-S-H,并且NT还可改善FA水泥砂浆的界面过渡区(ITZ).

关键词: 纳米TiO2 , 粉煤灰水泥 , 抗压强度 , 火山灰反应 , 界面过渡区

纳米SiO2对硫铝酸盐水泥水化硬化的影响

马保国 , 梅军鹏 , 李海南 , 刘凤利

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.02.003

研究了不同掺量纳米SiO2对硫铝酸盐水泥抗压/抗折强度的影响,即掺入纳米SiO2使水泥砂浆早期抗压/抗折强度显著提高,后期抗折强度未出现倒缩现象且具有较大的上升空间,掺3%纳米SiO2水泥砂浆2,8h,1,3,28和56 d抗折强度相比空白样分别提高了44.84%,41.80%,37.85%,37.78%,42.32%和65.03%.并通过XRD、SEM-EDS及水化热揭示了强度发展的影响机理.即水化早期的微集料填充作用、结晶成核作用使硬化浆体微观结构均匀密实,并促进了硫铝酸盐水泥8h前的水化;水化后期纳米SiO2的火山灰效应进一步提高了水泥的水化程度.

关键词: 硫铝酸盐水泥 , 纳米SiO2 , 钙矾石 , 抗压/抗折强度 , 水化历程

纳米TiO2对硫铝酸盐水泥早期水化的影响

马保国 , 刘晓海 , 梅军鹏 , 李海南 , 姜文斌

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.02.035

通过维卡仪、等温量热仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等测试手段,研究了纳米TiO2对硫铝酸盐水泥凝结时间、早期水化过程和水化产物的影响.结果表明,加入纳米TiO2可以显著改善硫铝酸盐水泥早期凝结硬化过程,缩短水化诱导期,提前进入加速期和减速期,但是对稳定期的水化速率无明显影响.加入纳米TiO2影响了晶体的形成速率和结晶度,但是不改变水化过程的类型,加入纳米TiO2使水化产物结构密实,并导致其含量和微观结构发生一定程度的变化.

关键词: 硫铝酸盐水泥 , 纳米TiO2 , 水化过程 , 水化产物

纳米SiO2对硫铝酸盐水泥基材料物理力学性能的影响

马保国 , 姜文斌 , 梅军鹏 , 李海南

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.03.022

研究了不同掺量的纳米SiO2(NS)对硫铝酸盐水泥基材料力学性能和流动性的影响.结果表明:随着NS掺量的提高,新拌砂浆流动性逐渐降低.与未掺NS的砂浆相比,掺3.0%NS的砂浆在90d的抗折/抗拉强度分别提高了104.2%和90.2%,间接反映出硬化砂浆的韧性得到了改善.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和微分热重分析(DTG)揭示了强度产生机理,即NS早期的微集料填充效应、结晶成核效应以及后期微弱的火山灰效应,使得硬化浆体的微观结构更加致密,从而显著提高了硫铝酸盐水泥砂浆的强度.

关键词: 硫铝酸盐水泥 , 纳米SiO2 , 钙矾石 , 强度 , 水化历程

Li2CO3-B2O3-V2O5掺杂ZnO-TiO2陶瓷低温烧结的研究

喻佑华 , 李海南 , 夏萌

材料导报

以Li2CO3、B2O3和V2O5 3种常见的低熔点氧化物为烧结助剂,用传统固相法制备了Li2CQ-B2O3-V2O5掺杂的ZnO-TiO2微波介质陶瓷,并利用XRD、SEM等研究了ZnO-TiO2陶瓷的烧结行为、物相组成、显微结构特征及微波介电性能等.结果表明,当掺入3%(质量分数)Li2CO3-B2O3-V2O5时,在840℃烧结2h可制备出体积密度为4.99g/cm3的ZnO-TiO2陶瓷,达到理论密度的96.5%以上,εr、Q·f、τf分别约为24、22900GHz、-4×10-6/℃.

关键词: ZnO-TiO2 , Li2CO3-B2O3-V2O5 , 掺杂 , 微波介电性能

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