Na2SO4 对硬石膏水化进程及其水化产物形貌影响.docVIP

安徽建筑工业学院 材料与化学工程学院 毕业论文（设计）外文翻译 Na2SO4 对硬石膏水化进程及其水化产物形貌的影响 摘要： 通过硬石膏水化率、水化温度、液相离子浓度测定和硬化体显微结构分析，研究了硫酸钠对硬石膏水化进程和二水石膏形貌的影响，从二水石膏晶体生长角度探讨了硫酸钠的作用机理。结果表明，硫酸钠可促进硬石膏溶解，使硬石膏水化率提高，水化热集中，水化潜伏期缩短，水化进程加快；硫酸钠还可提高二水石膏的析晶过饱和度，使二水石膏临界晶核半径减少，晶体成核与生长速率加快，晶体尺寸减小；Na2SO4形成富SO42–液相，有利于二水石膏晶体结构基元形成，高SO42–浓度改变了晶面在不同轴向生长的相对速率，使c轴方向的生长具有优势，从而改变了二水石膏晶体生长习性，使二水石膏晶体由板状为针柱状。 关键词：硬石膏；硫酸钠；水化进程；晶体形貌 中国硬石膏资源丰富，但是它们的利用率和利用程度很低，缓慢溶出度和低水化活性是主要限制硬石膏利用率的主要因素，因此激活其水化活性已成为有效利用硬石膏的关键。 虽然增加了固化温度可加速硬石膏的溶解，但是它的溶解度和水化率降低，因此通过增加水化热提高硬石膏水化活性是不可行的。硬石膏解散和水化活性呈正相关的分散程度，增加硬石膏颗粒细度能有效改善其溶解活性。适当煅烧能增加颗粒表面缺陷，产生一些晶格畸变，从而提高其溶解性，这一证明是一种有效方法来提高硬石膏活性。大量研究表明硫酸盐对硬石膏水化活性发挥重要作用，在国内和国外关于硫酸盐活性对硬石膏水化率和硬化浆体强度的解决方案已有了系统研究，优于普通建筑石膏可通过硫酸盐活性改性，因此硬化基胶凝材料比它具有更高的强度。 目前的研究主要集中在硫酸盐活性对硬石膏水化率和强度的影响，然而它们在硬石膏水化过程、液相的离子成分、晶体生长和结晶形态的二水石膏中很少被解决。然而硫酸盐激发剂激活机制是简单归结为复盐形成不稳定的中间体，其内因更透彻的了解是必要的。本文介绍了硫酸钠对硬石膏溶解特性影响的系统研究，在液相离子浓度中，二水石膏、硬石膏水化过程及二水石膏结晶形貌的结晶过饱和、硫酸盐激活机制从二水石膏晶体成核和生长观点和硫酸盐对应石膏内部激发被揭示进行了讨论。 实验过程 1.1 材料 天然硬石膏来自重庆三圣石膏厂，其比表面积3190cm2/g，它的化学成分如表1硫酸钠是一种分析试剂。 表1 天然硬石膏化学组成 1.2 测量 1.2.1 水化率 硬石膏水化率在给定的时间用乙醇终止，按照GB/1766.9.2- 1999熟石膏测定结晶水含量的规定准确测量结晶水含量， 然后计算二水石膏含量和水化率。 1.2.2 液相离子浓度 硬石膏中加入去离子水或者按10:1水-石膏质量比不同浓度的盐溶液，然后再20±3℃下水化，根据水化时间对样品筛选，在筛选过程中，通过原子吸收光谱和硫酸钡重量法分别测量Ca2+和SO42–离子的浓度。 1.2.3 一致性、凝结时间和强度 根据JC/T517-2004熟石膏标准对新硬石膏一致性、凝结时间和硬化浆体强度测定。 1.2.4 水化过程中温度作用 硬石膏混合均匀后立即导入一个插有准确温度计的保温瓶，记录不同水化时间的温度。水化升温被定义为各阶段温度和初始温度的差异。 2. 结果和讨论 2.1硫酸钠对硬石膏水化过程的影响 硬石膏的凝结时间，水化率和水化温度提高无需加入硫酸钠和不同的硫酸钠浓度的情况在表2、图1中表现。 表2 硫酸钠对不同的硬石膏凝结时间和水化率的影响 硬石膏的凝结及硬化非常缓慢，如表2所示，其初凝时间为26.5小时，在水化前4小时，几乎没有发现水化产物。水化后8小时，其水化率为0.8％，水化28天仅达33.8%，在硫酸钠存在的情况下，硬石膏水化率显然被激活，随着对Na2SO4的量的增加，硬石膏凝结时间大大缩短，水化率显着提高;例如，用1.5％的硫酸钠（质量分数，下同），石膏凝结时间缩短22小时38分钟此外，1 d和28 d的水化率分别上升至7.2％和33.8％至24.8％和62.6％。如上图所示，该水化率在早期水化期间涨幅明显高于后者，这表明，Na2SO4的活化作用主要发生在早期硬石膏水化地方。当硫酸钠用量超过2.0％，水化率的上升变得缓慢，在后一阶段增加用量达到3.0％几乎没有水化。 对硬石膏水化过程是一个放热反应。在绝热条件下，硬石膏水反应体系的温度会继续上升，因此，硬石膏水化过程中的温度上升的变化趋势可以从另一个角度了解其水化过程。图1所示，在空白样品的温度上升的曲线，因为没有激活硬石膏水合物且极为缓慢，在早期 阶段水化温升主要来自它的分解。之后，温度上升了较长时间，这表明硬石膏水化进入一个潜伏期，水化率相当缓慢。八个小时后，水化温度上升