以不同组成和结构的高炉矿渣作为研究对象,借助XRD、ICP-MS以及29Si MAS NMR等微观测试手段,探究了高炉矿渣在碱性环境中的离子溶出特性、硅氧四面体聚合状态随水化龄期变化的影响规律。研究表明:高炉矿渣中玻璃体的活性受其化学组成和...以不同组成和结构的高炉矿渣作为研究对象,借助XRD、ICP-MS以及29Si MAS NMR等微观测试手段,探究了高炉矿渣在碱性环境中的离子溶出特性、硅氧四面体聚合状态随水化龄期变化的影响规律。研究表明:高炉矿渣中玻璃体的活性受其化学组成和结晶相含量影响,结晶相及铝氧结构单元的存在和增多降低了玻璃体结构的聚合度;网络改性剂在玻璃体结构中表现为不均匀分布,不同网络形成体结构单元的水解会伴随不同的水化特性;在碱性环境下,高炉矿渣玻璃体结构中硅氧四面体含量较大时,其硅氧结构更易被破坏,溶液中硅离子的浓度较高,溶液pH值维持在较低水平,生成的水化产物中高聚态硅氧四面体较多;高炉矿渣玻璃体结构中铝氧四面体含量较大时,其铝氧结构更易被破坏,溶液中铝离子及钙离子的浓度较高,液相pH值维持在较高水平,生成的水化产物中高聚态硅氧四面体较少。展开更多
混凝土原材料附带的粘土具有劣化作用,给高性能混凝土的推广与应用带来了新的难题。本研究首次报道了基于粘土和聚羧酸分子尺寸计算自主设计合成的聚羧酸减水剂(PCE)对粘土负作用的改善效果,并结合吸附量、热重(TG)分析和X射线衍射(XRD...混凝土原材料附带的粘土具有劣化作用,给高性能混凝土的推广与应用带来了新的难题。本研究首次报道了基于粘土和聚羧酸分子尺寸计算自主设计合成的聚羧酸减水剂(PCE)对粘土负作用的改善效果,并结合吸附量、热重(TG)分析和X射线衍射(XRD)分析揭示了其对粘土负作用的抑制机理。计算结果表明,粘土层间吸附的不是整个PCE分子而是其功能性的聚醚侧链。因此针对性地合成了一种立体大尺寸分子结构的PCE,并由核磁氢谱(1 H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)证明了预期结构的存在及其分子量特性。性能评价结果表明,该PCE可在含粘土条件下提高22.2%—35.7%的水泥净浆流动度,并且在高粘土掺量下对混凝土1h坍落度也有明显改善。这归因于其大尺寸的立体结构能够产生显著的空间位阻效应,避免大分子上的聚醚侧链被全部吸入粘土层间,从而保障优良的减水分散功效,表现出抑制粘土负作用的效果。展开更多
为了解决水泥混凝土普遍存在的收缩开裂问题,研究了硅酸盐-硫铝酸盐(Portland cement and calcium sulfoaluminate cement,PC-CSA)复合水泥化学收缩、自收缩和干燥收缩的机理及影响因素,通过微观形貌扫描电子显微镜(scanning electron m...为了解决水泥混凝土普遍存在的收缩开裂问题,研究了硅酸盐-硫铝酸盐(Portland cement and calcium sulfoaluminate cement,PC-CSA)复合水泥化学收缩、自收缩和干燥收缩的机理及影响因素,通过微观形貌扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、孔结构分析等手段对复合水泥浆体微观结构进行表征,对比普通硅酸盐水泥与PC-CSA复合水泥,揭示了不同矿物组成的水泥基材料的收缩特性与水泥基材料微观结构的对应关系.结果表明:化学收缩直接由水泥矿物组成决定,相比于自收缩,膨胀组分的加入对干燥收缩的影响最小.自收缩特性同时受到水泥内部相对湿度和水化产物组成及结构的影响.运用SEM图像定量分析水泥的孔隙率,通过此研究得到了一个图像选取区域的最佳范围:矿物30%~45%,该范围与水泥水化程度密切相关.分析了水化过程中水泥浆体孔结构的变化规律,发现膨胀组分的加入会改变水泥初期孔结构,同时验证了水化1d时复合水泥表现出明显的微膨胀现象,与实际测量的体积变化规律吻合.展开更多
Urea formaldehyde/epoxy resin microcapsules were prepared by an in situ polymerization method and the effect of emulsifier on the syntheses process of the microcapsules was discussed. The surface morphology of the mic...Urea formaldehyde/epoxy resin microcapsules were prepared by an in situ polymerization method and the effect of emulsifier on the syntheses process of the microcapsules was discussed. The surface morphology of the microcapsules was observed by optical microscopy and scanning electron microscopy（SEM）. Chemical structure was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR）. Thermal stability was obtained using simultaneous thermal analysis（STA）. The microcapsules were composed of urea-formaldehyde resin shell and epoxy resin core. Emulsifier played an important role in the polymerization process when the core material was packed by pre-polymer, so the effects of different emulsifiers（OP-10, SDS and SDBS） were discussed respectively. Results showed that the particle size of the microcapsules was uniform when SDBS as an emulsifier. Microcapsules showed good thermal stability below 240 ℃ and the initial decomposition temperature of the microcapsules was 265 ℃. The core materials released after microcapsules rupturing, which could be proven by the images of SEM. When implanted in cementitious composites, complete shape of microcapsules and good interface between microcapsules and cement specimen substrate could also be observed.展开更多
文摘以不同组成和结构的高炉矿渣作为研究对象,借助XRD、ICP-MS以及29Si MAS NMR等微观测试手段,探究了高炉矿渣在碱性环境中的离子溶出特性、硅氧四面体聚合状态随水化龄期变化的影响规律。研究表明:高炉矿渣中玻璃体的活性受其化学组成和结晶相含量影响,结晶相及铝氧结构单元的存在和增多降低了玻璃体结构的聚合度;网络改性剂在玻璃体结构中表现为不均匀分布,不同网络形成体结构单元的水解会伴随不同的水化特性;在碱性环境下,高炉矿渣玻璃体结构中硅氧四面体含量较大时,其硅氧结构更易被破坏,溶液中硅离子的浓度较高,溶液pH值维持在较低水平,生成的水化产物中高聚态硅氧四面体较多;高炉矿渣玻璃体结构中铝氧四面体含量较大时,其铝氧结构更易被破坏,溶液中铝离子及钙离子的浓度较高,液相pH值维持在较高水平,生成的水化产物中高聚态硅氧四面体较少。
文摘混凝土原材料附带的粘土具有劣化作用,给高性能混凝土的推广与应用带来了新的难题。本研究首次报道了基于粘土和聚羧酸分子尺寸计算自主设计合成的聚羧酸减水剂(PCE)对粘土负作用的改善效果,并结合吸附量、热重(TG)分析和X射线衍射(XRD)分析揭示了其对粘土负作用的抑制机理。计算结果表明,粘土层间吸附的不是整个PCE分子而是其功能性的聚醚侧链。因此针对性地合成了一种立体大尺寸分子结构的PCE,并由核磁氢谱(1 H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)证明了预期结构的存在及其分子量特性。性能评价结果表明,该PCE可在含粘土条件下提高22.2%—35.7%的水泥净浆流动度,并且在高粘土掺量下对混凝土1h坍落度也有明显改善。这归因于其大尺寸的立体结构能够产生显著的空间位阻效应,避免大分子上的聚醚侧链被全部吸入粘土层间,从而保障优良的减水分散功效,表现出抑制粘土负作用的效果。
文摘为了解决水泥混凝土普遍存在的收缩开裂问题,研究了硅酸盐-硫铝酸盐(Portland cement and calcium sulfoaluminate cement,PC-CSA)复合水泥化学收缩、自收缩和干燥收缩的机理及影响因素,通过微观形貌扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、孔结构分析等手段对复合水泥浆体微观结构进行表征,对比普通硅酸盐水泥与PC-CSA复合水泥,揭示了不同矿物组成的水泥基材料的收缩特性与水泥基材料微观结构的对应关系.结果表明:化学收缩直接由水泥矿物组成决定,相比于自收缩,膨胀组分的加入对干燥收缩的影响最小.自收缩特性同时受到水泥内部相对湿度和水化产物组成及结构的影响.运用SEM图像定量分析水泥的孔隙率,通过此研究得到了一个图像选取区域的最佳范围:矿物30%~45%,该范围与水泥水化程度密切相关.分析了水化过程中水泥浆体孔结构的变化规律,发现膨胀组分的加入会改变水泥初期孔结构,同时验证了水化1d时复合水泥表现出明显的微膨胀现象,与实际测量的体积变化规律吻合.
基金Funded by State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures(No.SYSJJ2016-07),Wuhan University of Technology
文摘Urea formaldehyde/epoxy resin microcapsules were prepared by an in situ polymerization method and the effect of emulsifier on the syntheses process of the microcapsules was discussed. The surface morphology of the microcapsules was observed by optical microscopy and scanning electron microscopy（SEM）. Chemical structure was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR）. Thermal stability was obtained using simultaneous thermal analysis（STA）. The microcapsules were composed of urea-formaldehyde resin shell and epoxy resin core. Emulsifier played an important role in the polymerization process when the core material was packed by pre-polymer, so the effects of different emulsifiers（OP-10, SDS and SDBS） were discussed respectively. Results showed that the particle size of the microcapsules was uniform when SDBS as an emulsifier. Microcapsules showed good thermal stability below 240 ℃ and the initial decomposition temperature of the microcapsules was 265 ℃. The core materials released after microcapsules rupturing, which could be proven by the images of SEM. When implanted in cementitious composites, complete shape of microcapsules and good interface between microcapsules and cement specimen substrate could also be observed.
