本文關(guān)鍵詞：水化硫鋁酸鈣材料的可控制備研究

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【摘要】：鈣礬石作為水泥基復(fù)合材料最主要的膨脹來源,是水泥重要的水化產(chǎn)物之一。但以往對于鈣礬石的研究大多通過固相反應(yīng)法生成鈣礬石,以提高水泥的相關(guān)性能為主要目的,而較少專注鈣礬石自身的性質(zhì)。本文采用水熱法制備純凈的鈣礬石,按照控制變量法設(shè)計實(shí)驗,研究鈣礬石的水化條件對其晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌和熱穩(wěn)定性的影響,補(bǔ)充了相關(guān)研究的不足之處,具有重要意義。本文以硫酸鋁和氫氧化鈣為原料,采用水熱法制備鈣礬石樣品,制備過程嚴(yán)格按照控制變量法要求的實(shí)驗流程進(jìn)行。利用X射線衍射儀、傅里葉變換紅外光譜儀、掃描電子顯微鏡和差示掃描量熱儀對實(shí)驗樣品進(jìn)行表征,觀察鈣礬石樣品在不同反應(yīng)條件下,其晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌和熱穩(wěn)定性產(chǎn)生的變化,以研究水化反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和反應(yīng)液p H值等外部條件對產(chǎn)生的鈣礬石的影響。研究發(fā)現(xiàn),鈣礬石水化反應(yīng)的外部條件不會對其晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,但對其微觀形貌影響很大。鈣礬石的水化反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間的提高均有利于鈣礬石晶體的粗化,而在一定程度上,反應(yīng)液p H值變小則會使鈣礬石晶體細(xì)化。反應(yīng)物濃度的高低對鈣礬石的晶體結(jié)構(gòu)和微觀形貌的影響都很小,說明鈣礬石可以進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。在實(shí)驗中,觀察到的鈣礬石晶體具有細(xì)長的針狀、短棒狀和長桿狀等多種不同形貌,尤其在反應(yīng)液p H值較低時,觀察到細(xì)長的針狀鈣礬石發(fā)生了扭曲的現(xiàn)象。此外,本文提出了水熱法制備鈣礬石晶體的最佳工藝參數(shù),同時還發(fā)現(xiàn)鈣礬石對空氣中的二氧化碳十分敏感,碳化是鈣礬石的主要污染失效形式。對鈣礬石晶體的熱穩(wěn)定性實(shí)驗則證明:鈣礬石在外部環(huán)境為50℃以下時,可以保持良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;外部熱處理溫度為90℃時,會發(fā)生大量失水現(xiàn)象,其晶體結(jié)構(gòu)受到破壞,晶格類型開始向無定型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。但是這種破壞是可逆的,重新加水后,其結(jié)構(gòu)可以恢復(fù)。
【關(guān)鍵詞】：鈣礬石 水熱法 晶體結(jié)構(gòu) 微觀形貌 熱穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.32
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究目的和意義9-10
• 1.2 鈣礬石的形成機(jī)理10-11
• 1.3 鈣礬石的晶體結(jié)構(gòu)11-13
• 1.3.1 鈣礬石晶體的構(gòu)成11-12
• 1.3.2 鈣礬石晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性12-13
• 1.4 鈣礬石晶體的形貌13-15
• 1.5 鈣礬石的熱穩(wěn)定性15
• 1.6 鈣礬石制備方法的研究15-16
• 1.7 本文研究內(nèi)容16-18
• 第2章 實(shí)驗儀器藥品及表征方法18-24
• 2.1 實(shí)驗藥品儀器18-19
• 2.2 實(shí)驗方案19-20
• 2.3 表征分析方法20-24
• 2.3.1 X射線衍射法20-21
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡21-22
• 2.3.3 差熱分析22
• 2.3.4 傅里葉變換紅外光譜分析22-24
• 第3章 鈣礬石晶體結(jié)構(gòu)的研究24-38
• 3.1 引言24-25
• 3.2 鈣礬石的XRD表征25-35
• 3.2.1 合成溫度對鈣礬石結(jié)構(gòu)的影響26-29
• 3.2.2 合成時間對鈣礬石結(jié)構(gòu)的影響29-32
• 3.2.3 反應(yīng)物濃度對鈣磯石結(jié)構(gòu)的影響32-33
• 3.2.4 反應(yīng)液p H值對鈣磯石結(jié)構(gòu)的影響33-35
• 3.3 鈣礬石晶體結(jié)構(gòu)的紅外表征35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第4章 鈣礬石的形貌研究38-51
• 4.1 引言38
• 4.2 反應(yīng)溫度對鈣礬石形貌的影響38-42
• 4.3 反應(yīng)時間對鈣礬石形貌的影響42-46
• 4.4 反應(yīng)物濃度對鈣礬石形貌的影響46-47
• 4.5 表面活性劑對鈣礬石形貌的影響47-48
• 4.6 反應(yīng)液p H值對鈣礬石形貌的影響48-50
• 4.7 本章小結(jié)50-51
• 第5章 鈣礬石熱穩(wěn)定性的研究51-60
• 5.1 引言51
• 5.2 鈣礬石結(jié)構(gòu)水的分類51-52
• 5.3 鈣礬石晶體的量熱法分析52-55
• 5.4 鈣礬石失水的定量分析55-56
• 5.5 鈣礬石熱穩(wěn)定性的表征56-59
• 5.5.1 鈣礬石熱穩(wěn)定性的XRD表征57
• 5.5.2 鈣礬石熱穩(wěn)定性的紅外光譜表征57-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66

【相似文獻(xiàn)】

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1 王露;劉數(shù)華;;鈣礬石相的研究綜述[J];混凝土;2013年08期

2 彭家惠,樓宗漢;鈣礬石形成機(jī)理的研究[J];硅酸鹽學(xué)報;2000年06期

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7 薛君s，

本文編號：581137