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氧化镁与磷酸盐质量比对磷酸镁水泥水化历程的影响

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硅酸盐学报 2017年第8期45卷 1144-1152页

作者：戴丰乐汪宏涛丁建华姜自超后勤工程学院化学与材料工程系重庆401311

研究了M/P比值(重烧氧化镁与磷酸盐的质量比)对磷酸镁水泥水化历程的影响,采用水化热动力学结合水化产物、微观形貌变化探讨了M/P比值对磷酸镁水泥水化作用机理。结果表明:增大M/P比值,会显著降低水化时吸热峰及放热峰的峰值。根据磷酸... 详细信息

研究了M/P比值(重烧氧化镁与磷酸盐的质量比)对磷酸镁水泥水化历程的影响,采用水化热动力学结合水化产物、微观形貌变化探讨了M/P比值对磷酸镁水泥水化作用机理。结果表明:增大M/P比值,会显著降低水化时吸热峰及放热峰的峰值。根据磷酸镁水泥水化放热速率的变化特点,可将水化放热过程划分为KH_2PO_4水解期、MgO溶解期、Mg(H_2O)6^(2+)增长期、MgKPO_4·6H_2O增长加速期、MgKPO_4·6H_2O增长减速期以及稳定期6个阶段。Knudsen与Kondo的水化动力学公式对于磷酸镁水泥水化体系的最终放热量及半衰期预测以及水化动力学研究具有良好的适用性,拟合相关系数高达0.99以上。M/P比值由2:1增至6:1,最终放热量及半衰期呈逐渐减小的趋势。磷酸镁水泥的水化是由结晶成核过程直接进入扩散过程,改变M/P比值,主要会对Mg(H_2O)6^(2+)增长期、MgKPO_4·6H_2O增长减速期以及水化稳定期产生影响。在第Ⅰ~Ⅳ阶段,反应物浓度及游离水含量变化是影响水化行为的主要原因。在第Ⅴ、Ⅵ阶段,水化体系中剩余MgO产生的隔断作用及反应物浓度的变化共同决定了水化速率。

关键词：磷酸镁水泥氧化镁/磷酸盐比值水化动力水化机理

固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响

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硅酸盐学报 2017年第5期45卷 651-656页

作者：戴丰乐汪宏涛张时豪丁建华姜自超中国人民解放军后勤工程学院化学与工程材料系重庆401311

研究了固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥性能的影响,通过分析固化体水化热、物相组成及微观形貌,探讨了Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响机理。结果表明:固化体的力学性能优异,1 d抗压强度即可达到国家标准的4.5倍以上;磷酸镁水泥固化体... 详细信息

研究了固化模拟放射性核素Sr对磷酸镁水泥性能的影响,通过分析固化体水化热、物相组成及微观形貌,探讨了Sr对磷酸镁水泥水化特性的影响机理。结果表明:固化体的力学性能优异,1 d抗压强度即可达到国家标准的4.5倍以上;磷酸镁水泥固化体具有优异的抗浸出性,42 d浸出率及累计浸出分数远低于国家标准的要求;Sr会阻碍磷酸盐在水化初期的水解及电离,同时MgO溶解及水化产物MgKPO_4·6H_2O生成的速率随Sr掺量增大而减缓;掺入Sr后水化产物生成量大幅下降是水化初期抗压强度降低的主要原因,随着龄期增长,水化产物结晶程度降低、结构改变以及孔隙孔径增大成为固化体抗压强度降低的主要原因。

关键词：磷酸镁水泥固化锶水化

沸石细度对磷酸镁水泥固化体性能影响及^(133)Cs固化机理

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硅酸盐学报 2017年第5期45卷 674-678页

作者：姜自超丁建华汪宏涛张时豪戴丰乐后勤工程学院化学与材料工程系重庆401311

利用不同比表面积沸石改性的磷酸钾镁水泥对模拟放射性核素^(133)Cs进行固化,研究了固化体的抗压强度、抗浸泡性、抗冻融性、抗冲击性和抗浸出性,并分析了固化体的物相组成和孔隙结构。结果表明:随着沸石比表面积的增加,含Cs固化体强度... 详细信息

利用不同比表面积沸石改性的磷酸钾镁水泥对模拟放射性核素^(133)Cs进行固化,研究了固化体的抗压强度、抗浸泡性、抗冻融性、抗冲击性和抗浸出性,并分析了固化体的物相组成和孔隙结构。结果表明:随着沸石比表面积的增加,含Cs固化体强度呈现出先减小后增加的趋势,而固化体的抗冲击性会增强;固化体经过冻融循环和水中浸泡后抗压强度会降低,但仍高于国家标准的要求;增加沸石的比表面积可以增强固化体对Cs的固化效果;沸石不参与水化反应,但可以增强对Cs的机械固化和吸附固化。

关键词：磷酸钾镁水泥沸石比表面积固化模拟放射性核素铯

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粉煤灰掺量对磷酸钾镁水泥水化动力学的影响

材料研究学报 2017年第11期31卷 839-846页

作者：赵思勰晏华汪宏涛李云涛戴丰乐后勤工程学院化学与材料工程系重庆401311

使用等温微量热仪测定了粉煤灰掺量分别为0、5%、10%、15%、20%和25%的磷酸钾镁水泥((Magnesium potassium phosphate cement,MKPC)在20℃的水化放热速率和放热量。根据Knudsen和Kondo水化动力学公式计算了MKPC水化最终放热量Q_∞、各... 详细信息

使用等温微量热仪测定了粉煤灰掺量分别为0、5%、10%、15%、20%和25%的磷酸钾镁水泥((Magnesium potassium phosphate cement,MKPC)在20℃的水化放热速率和放热量。根据Knudsen和Kondo水化动力学公式计算了MKPC水化最终放热量Q_∞、各阶段的水化阻力N和反应速率常数K,研究了粉煤灰掺量对MKPC水化历程的影响机理。结果表明:对于不同粉煤灰掺量的MKPC最终放热量和动力学参数的计算,Knudsen和Kondo水化动力学公式都具有优异的适用性,拟合相关度很高。磷酸钾镁水泥的水化过程可分为6个阶段,水化反应始于第二阶段,水化进行至第四阶段时MKPC由结晶成核直接进入到扩散阶段。随着粉煤灰掺量从0提高到15%,MKPC体系中反应组分MgO和KH_2PO_4的含量减少,水化放热量降低,粉煤灰主要以物理填充作用参与MKPC水化,对磷酸镁水泥水化过程影响较小。当粉煤灰掺量为15%~25%、硼砂相对含量减少时,粉煤灰的火山灰效应显著,水化放热量增大,MKPC各水化阶段的N和K值的变化较大。

关键词：无机非金属材料水化过程水化动力学粉煤灰磷酸钾镁水泥火山灰效应

沸石掺量对磷酸镁水泥固化模拟放射性核素Sr的影响

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环境科学学报 2017年第5期37卷 1819-1825页

作者：戴丰乐丁建华汪宏涛张时豪后勤工程学院重庆401311

研究了不同沸石掺量对磷酸镁水泥固化模拟放射性核素Sr的影响,测试了固化体的基本性能及抗浸出性,并采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、综合热分析仪和扫描电子显微镜对固化体物相和微观结构进行分析.结果表明:掺入沸石的固化体... 详细信息

研究了不同沸石掺量对磷酸镁水泥固化模拟放射性核素Sr的影响,测试了固化体的基本性能及抗浸出性,并采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、综合热分析仪和扫描电子显微镜对固化体物相和微观结构进行分析.结果表明:掺入沸石的固化体仍具有优异的力学性能,一定范围内,沸石掺量增大,固化体的抗冻融性、抗浸泡性及抗浸出性增强;掺入沸石后固化体力学性能下降的原因是水化产物的结晶程度及整体性下降,当沸石掺量超过一定程度,水化产物含量降低也会导致固化体力学性能下降;沸石的高吸附性、沸石及磷酸镁水泥水化凝胶的双重保护,以及掺入沸石后磷酸镁水泥固化体机械阻滞作用的增强使固化体在掺入沸石后固化性能得到显著改善.

关键词：沸石磷酸镁水泥固化模拟放射性核素Sr 浸出率

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基于热动力学的磷酸镁水泥水化机理

材料研究学报 2018年第4期32卷 247-254页

作者：戴丰乐汪宏涛姜自超赵思勰后勤工程学院化学与材料工程系重庆401311 中国人民解放军96726部队清远511500

使用等温微量量热仪测试磷酸镁水泥的水化放热行为,基于热动力学方法研究了磷酸镁水泥的水化机理。结果表明:根据各水化阶段不同的主要反应,可将磷酸镁水泥的水化划分为初始期、MgO溶解期、[Mg(H_2O)]_6^(2+)生成期、MKP加速生成期、MK... 详细信息

使用等温微量量热仪测试磷酸镁水泥的水化放热行为,基于热动力学方法研究了磷酸镁水泥的水化机理。结果表明:根据各水化阶段不同的主要反应,可将磷酸镁水泥的水化划分为初始期、MgO溶解期、[Mg(H_2O)]_6^(2+)生成期、MKP加速生成期、MKP减速生成期和稳定期。磷酸镁水泥的水化需要酸性环境激发,随着水化反应的进行水化体系中的H^+逐渐消耗,MgO的微溶和水解使水化中后期的水化体系向碱性环境变化。水化的早期产物MKP晶体快速生长并搭接构成磷酸镁水泥整体结构的框架,磷酸镁水泥的抗压强度快速提高。水化8 h后MKP生成量增长的幅度下降,磷酸镁水泥抗压强度的提高主要源于MKP晶体的联结。

关键词：无机非金属材料磷酸镁水泥水化动力学水化机理

磷酸镁水泥固化放射性核素^(90)Sr的影响因素研究

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环境科学学报 2016年第5期36卷 1751-1756页

作者：张时豪汪宏涛丁建华戴丰乐姜自超后勤工程学院化学与材料工程系重庆401311

研究了磷酸镁水泥性能、温度、p H、龄期和沸石掺量对磷酸镁水泥固化体中90Sr浸出率的影响,并采用XRD及扫描电镜探讨了磷酸镁水泥固化体的物相和微观结构.试验结果表明:磷酸镁水泥固化体浸出率随磷酸镁水泥强度的增加而减小;低温条件对... 详细信息

研究了磷酸镁水泥性能、温度、p H、龄期和沸石掺量对磷酸镁水泥固化体中90Sr浸出率的影响,并采用XRD及扫描电镜探讨了磷酸镁水泥固化体的物相和微观结构.试验结果表明:磷酸镁水泥固化体浸出率随磷酸镁水泥强度的增加而减小;低温条件对磷酸镁水泥固化核素90Sr影响明显;酸性环境中磷酸镁水泥受腐蚀状况严重,浸出率和累计浸出分数相对较高;空气养护7 d成型的磷酸镁水泥固化体强度可达58.9MPa,并具有良好的对核素^(90)Sr固化效果;掺加沸石可以降低磷酸镁水泥固化体浸出率.

关键词：磷酸镁水泥固化放射性核素90Sr 浸出率

复合无机水合盐对磷酸镁水泥水化及性能的影响

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材料导报 2017年第23期31卷 156-162页

作者：赵思勰晏华汪宏涛李云涛戴丰乐薛明胡志德后勤工程学院化学与材料工程系重庆401311 后勤工程学院建筑与环境工程系重庆401311

将三种无机水合盐Na_2B_4O_7·10H_2O、Na_2SO_4·10H_2O和Ca(NO_3)_2·4H_2O按照最优比例(质量比为1.5∶7∶1.5)复掺得到复合无机水合盐FH,比较了单掺硼砂的磷酸钾镁水泥(MKPC)NB10与不同FH掺量下MKPC(FH-MKPC)的工作性能、绝热温升及... 详细信息

将三种无机水合盐Na_2B_4O_7·10H_2O、Na_2SO_4·10H_2O和Ca(NO_3)_2·4H_2O按照最优比例(质量比为1.5∶7∶1.5)复掺得到复合无机水合盐FH,比较了单掺硼砂的磷酸钾镁水泥(MKPC)NB10与不同FH掺量下MKPC(FH-MKPC)的工作性能、绝热温升及抗压强度。利用XRD、TG-DSC及SEM等微观分析手段,结合水化放热速率曲线研究了FH对MKPC早期水化历程的影响。结果表明:FH延缓了MKPC的水化,使得水化温升曲线出现诱导期和两个温度峰,水化放热速率和水化温峰值降低。FH的掺入(>8%)大幅延长了MKPC的凝结时间,增强了MKPC的施工可操作性。FH掺量越多,MKPC凝结时间不断延长,流动度提高,早期强度降低。FH掺量为8%的FH-MKPC初凝时间达到25.20min,较NB10延长了90.76%,同时水化产物的早期生成量和热稳定性更高,7h、1d和3d抗压强度略高于NB10。为保证MKPC符合施工需要又满足强度要求,FH的最佳掺量为8%。

关键词：复合无机水合盐磷酸钾镁水泥(MKPC) 水化温升凝结时间水化产物最佳掺量

磷酸镁水泥固化体中Sr^(2+)、Cs^+浸出性能及迁移模型研究

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核技术 2016年第8期39卷 36-40页

作者：戴丰乐汪宏涛张时豪薛明丁建华姜自超后勤工程学院化学与材料工程系重庆401311

采用磷酸镁水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)对核素Sr2+、Cs+进行固化,对固化体中Sr2+、Cs+的浸出性能进行了研究,并根据Fick第二定律建立了适用于磷酸镁体系的Sr2+、Cs+迁移模型,对核素Sr2+、Cs+在磷酸镁水泥固化体中的迁移进行... 详细信息

采用磷酸镁水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)对核素Sr2+、Cs+进行固化,对固化体中Sr2+、Cs+的浸出性能进行了研究,并根据Fick第二定律建立了适用于磷酸镁体系的Sr2+、Cs+迁移模型,对核素Sr2+、Cs+在磷酸镁水泥固化体中的迁移进行预测。结果表明,磷酸镁水泥可以有效固化Sr和Cs,使核素Sr2+、Cs+在磷酸镁水泥固化体中浸出率较低;建立的一维衰变浸出模型可以有效地预测核素Sr2+、Cs+在磷酸镁水泥固化体中的迁移规律。

关键词：磷酸镁水泥固化浸出率迁移模型