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《中南大学》 2013年
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水泥基胶凝材料中Thaumasite的形成及影响因素研究

陈嘉奇  
【摘要】:本文依托国家自然科学基金新型岩石基矿物掺合料体系的理论基础与工程应用研究(E080511),主要通过化学热力学和化学动力学理论,分析了Thaumasite形成反应条件及影响因素。研究了不同外加剂对Thaumasite形成反应影响。通过在胶凝材料体系加入外加剂探索抑制Thaumasite型硫酸盐侵蚀的方法。研究表明: 1.通过热力学计算说明,在0℃到20℃钙矾石转变机理可自发进行,而溶液转变机理在20℃不可自发进行;相同温度下钙矾石转变机理反应趋势大于溶液转变机理。通过与实验数据对比说明Thaumasite形成反应是两种机理叠加。 2.含铝的速凝剂加入大大加快了Thaumasite形成反应的速率,当铝相为Al3+,其反应活性最高,反应速率最快。铝相加入使Thaumasite形成按钙矾石转变机理进行。 3.醚类和脂类聚羧酸减水剂都减缓了Thaumasite形成。聚羧酸减水剂的加入,改变了溶液中的Zeta电位,使得溶液中反应颗粒得到了很好分散 4.早强剂三乙醇胺和三异丙醇胺加入减缓了Thaumasite形成,增加了反应溶液的粘度,降低了反应物质传递和扩散速率,因而降低了反应速率,三乙醇胺和三异丙醇胺能络合一部分钙离子,使钙离子浓度降低,减缓的Thaumasite形成反应。 5.石灰石粉基胶凝材料中掺入草酸钾一定程度的延缓Thaumasite形成,但不能抑制Thaumasite形成,随着草酸钾的掺量增加,延缓Thaumasite形成效果越显著。 6.石灰石粉基胶凝材料中掺入氢氧化钡能有效抑制Thaumasite形成,氢氧化钡的加入,抑制了Thaumasite以直接反应机理形成,同时抑制Thaumasite以钙矾石转变机理形成。 7.石灰石粉基胶凝材料中掺入多聚磷酸钠能有效抑制Thaumasite形成,能有效抑制钙矾石与Thaumasite晶体结晶成核,抑制了Thaumasite以直接反应机理形成,同时抑制Thaumasite以钙矾石转变机理形成。 8.石灰石粉基胶凝材料中掺入酒石酸钠能抑制Thaumasite形成,酒石酸钠是一种螯合剂,能在离子反应阶段络合一部分钙离子和铝离子,同时在形成的晶体和晶核表面附着,阻止钙矾石晶体和Thaumasite进一步生成。 9.石灰石粉基胶凝材料中掺入硼砂延缓Thaumasite形成,但不能抑制Thaumasite形成,随着硼砂的掺量增加,延缓Thaumasite形成效果越显著。 10.石灰石粉基胶凝材料中掺入氨基酸NH化合物能一定程度抑制Thaumasite形成,化合物吸附到晶核表面后,形成一个带统一带负电的基团,基团间由于电性相互排斥,能抑制钙矾石和Thaumasite结晶和富集积聚。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU528

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【参考文献】
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