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1、本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金新型巖石基礦物摻合料體系的理論基礎(chǔ)與工程應(yīng)用研究(E080511),主要通過(guò)化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論,分析了Thaumasite形成反應(yīng)條件及影響因素。研究了不同外加劑對(duì)Thaumasite形成反應(yīng)影響。通過(guò)在膠凝材料體系加入外加劑探索抑制Thaumasite型硫酸鹽侵蝕的方法。研究表明:
1.通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算說(shuō)明,在0℃到20℃鈣礬石轉(zhuǎn)變機(jī)理可自發(fā)進(jìn)行,而溶液轉(zhuǎn)變機(jī)理在20℃不可自發(fā)進(jìn)行;相同溫度下鈣
2、礬石轉(zhuǎn)變機(jī)理反應(yīng)趨勢(shì)大于溶液轉(zhuǎn)變機(jī)理。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比說(shuō)明Thaumasite形成反應(yīng)是兩種機(jī)理疊加。
2.含鋁的速凝劑加入大大加快了Thaumasite形成反應(yīng)的速率,當(dāng)鋁相為Al3+,其反應(yīng)活性最高,反應(yīng)速率最快。鋁相加入使Thaumasite形成按鈣礬石轉(zhuǎn)變機(jī)理進(jìn)行。
3.醚類和脂類聚羧酸減水劑都減緩了Thaumasite形成。聚羧酸減水劑的加入,改變了溶液中的Zeta電位,使得溶液中反應(yīng)顆粒得到了很好分散<
3、br> 4.早強(qiáng)劑三乙醇胺和三異丙醇胺加入減緩了Thaumasite形成,增加了反應(yīng)溶液的粘度,降低了反應(yīng)物質(zhì)傳遞和擴(kuò)散速率,因而降低了反應(yīng)速率,三乙醇胺和三異丙醇胺能絡(luò)合一部分鈣離子,使鈣離子濃度降低,減緩的Thaumasite形成反應(yīng)。
5.石灰石粉基膠凝材料中摻入草酸鉀一定程度的延緩Thaumasite形成,但不能抑制Thaumasite形成,隨著草酸鉀的摻量增加,延緩Thaumasite形成效果越顯著。
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4、.石灰石粉基膠凝材料中摻入氫氧化鋇能有效抑制Thaumasite形成,氫氧化鋇的加入,抑制了Thaumasite以直接反應(yīng)機(jī)理形成,同時(shí)抑制Thaumasite以鈣礬石轉(zhuǎn)變機(jī)理形成。
7.石灰石粉基膠凝材料中摻入多聚磷酸鈉能有效抑制Thaumasite形成,能有效抑制鈣礬石與Thaumasite晶體結(jié)晶成核,抑制了Thaumasite以直接反應(yīng)機(jī)理形成,同時(shí)抑制Thaumasite以鈣礬石轉(zhuǎn)變機(jī)理形成。
8.石灰石粉
5、基膠凝材料中摻入酒石酸鈉能抑制Thaumasite形成,酒石酸鈉是一種螯合劑,能在離子反應(yīng)階段絡(luò)合一部分鈣離子和鋁離子,同時(shí)在形成的晶體和晶核表面附著,阻止鈣礬石晶體和Thaumasite進(jìn)一步生成。
9.石灰石粉基膠凝材料中摻入硼砂延緩Thaumasite形成,但不能抑制Thaumasite形成,隨著硼砂的摻量增加,延緩Thaumasite形成效果越顯著。
10.石灰石粉基膠凝材料中摻入氨基酸NH化合物能一定程度抑
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