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阿利特-硫铝酸钡钙水泥组成与性能的研究

建筑材料学报 2007年第1期10卷 20-25页

作者：芦令超张伟唐晓娟李洪民程新济南大学材料科学与工程学院山东济南250022

用正交试验方法研究了不同硫铝酸钡钙(C2.75B1.25A3-S)矿物含量的阿利特(C3S)-硫铝酸钡钙水泥组成与性能.研究结果表明:阿利特和硫铝酸钡钙矿物可以在同一熟料体系中共存;硫铝酸钡钙矿物的最佳含量为8.0%(质量分数,下同);阿利特-硫铝酸... 详细信息

用正交试验方法研究了不同硫铝酸钡钙(C2.75B1.25A3-S)矿物含量的阿利特(C3S)-硫铝酸钡钙水泥组成与性能.研究结果表明:阿利特和硫铝酸钡钙矿物可以在同一熟料体系中共存;硫铝酸钡钙矿物的最佳含量为8.0%(质量分数,下同);阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料最佳矿物组成为:8.0%C2.75B1.25A3-S,61.6%C3S,14.7%C2S,5.1%C3A,10.5%C4AF;在最佳矿物组成条件下制备的阿利特-硫铝酸钡钙水泥的1,3,28 d抗压强度分别为39.8,77.5,85.0 MPa,展现了良好的早期力学性能.借助于XRD和SEM-EDS分析,研究了阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料的组成和结构.

关键词：阿利特硫铝酸钡钙熟料组成

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掺杂阳离子在水泥熟料矿物阿利特中的固溶

硅酸盐学报 2007年第4期35卷 461-466页

作者：管宗甫陈益民秦守婉栗潮吴春利郑州大学材料科学与工程学院郑州450052 中国建筑材料科学研究总院水泥基材料科学重点实验室北京100024

水泥熟料矿物阿利特中固溶有多种杂质离子,这些杂质离子的存在影响到阿利特的微结构和性质。采用微区能谱和电感耦合等离子发射光谱、化学分析等方法分析了阿利特中主要杂质离子Al3+,Fe3+,Mg2+的固溶量,根据缺陷反应分析了其固溶量变化... 详细信息

水泥熟料矿物阿利特中固溶有多种杂质离子,这些杂质离子的存在影响到阿利特的微结构和性质。采用微区能谱和电感耦合等离子发射光谱、化学分析等方法分析了阿利特中主要杂质离子Al3+,Fe3+,Mg2+的固溶量,根据缺陷反应分析了其固溶量变化的原因。研究表明:硅率的变化对Al3+,Fe3+,Mg2+的固溶量没有明显的影响;随铝率的增加,阿利特中Al3+的固溶量增加,Fe3+的固溶量减少。随氟磷的掺杂,Al3+的固溶量增加,Fe3+的固溶量减少,其原因是由于磷置换硅和氟置换氧带来的附加正电荷要由铝置换硅附加的负电荷来平衡。随煅烧温度升高以及随淬冷起始温度的升高,Al3+在阿利特中的固溶量升高,Fe3+的固溶量有所降低,Mg2+的固溶量则没有明显变化。氧化气氛下烧成的阿利特中Al3+的固溶量要高于还原气氛下的,而还原气氛下烧成的阿利特中Fe3+的固溶量高于氧化气氛下的。这是由于在还原气氛下,Fe3+会逐步还原为FeO,与钙发生置换时较为容易且不再需要铝与硅的置换来平衡电价。

关键词：阿利特杂质离子固溶量固溶反应缺陷

以不同磷酸钙盐形式引入 P^5＋掺杂对阿利特结构及活性的影响

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硅酸盐学报 2013年第5期41卷 644-649页

作者：王彬任雪红张文生中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

利用X射线衍射结合Rietveld拟合精修、X射线荧光及微量热分析等,研究了在Na、Mg等熟料阿利特典型固溶组分作用下,不同形式磷酸钙盐引入P5+掺杂对阿利特烧成、结构及水化活性的影响。结果表明:不同磷酸钙盐对阿利特烧成影响存在差异,磷... 详细信息

利用X射线衍射结合Rietveld拟合精修、X射线荧光及微量热分析等,研究了在Na、Mg等熟料阿利特典型固溶组分作用下,不同形式磷酸钙盐引入P5+掺杂对阿利特烧成、结构及水化活性的影响。结果表明:不同磷酸钙盐对阿利特烧成影响存在差异,磷酸氢钙对烧成阻碍作用最小,磷酸钙次之,磷酸二氢钙最大,这可能与三种化合物的熔点不同有关;不同磷源P5+对阿利特多晶态稳定作用相近,1.0%掺量P2O5可完全稳定R型阿利特;磷酸氢钙具有较低的挥发率,低掺量(利于稳定R型;P2O5在阿利特中的固溶极限约为1.0%,掺量低于1.0%时,R型阿利特晶格常数随P2O5掺量基本呈线性变化;不同磷源P5+掺杂均使阿利特初始水化活性降低,水化40h后活性升高,其中R型阿利特样品3d后水化活性高于其他样品。

关键词：掺杂阿利特固溶体磷酸钙盐多晶态水化活性

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多离子复合掺杂对阿利特介稳结构的影响

硅酸盐学报 2012年第5期40卷 664-670页

作者：任雪红张文生欧阳世翕中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

多离子固溶对阿利特的影响产生复合效应,与单一离子显著不同。采用X射线衍射结合Rietveld方法、差示扫描量热、红外光谱等,研究了Na+、Mg2+等熟料阿利特中7种典型杂质离子复合掺杂对阿利特介稳结构及多晶转变的影响。结果表明:7种离子... 详细信息

多离子固溶对阿利特的影响产生复合效应,与单一离子显著不同。采用X射线衍射结合Rietveld方法、差示扫描量热、红外光谱等,研究了Na+、Mg2+等熟料阿利特中7种典型杂质离子复合掺杂对阿利特介稳结构及多晶转变的影响。结果表明:7种离子以常规含量复合存在时,显著促进阿利特烧成,并主要稳定M3型阿利特,Mg2+及Al3+对稳定阿利特高温型结构的影响最大,不含Mg2+或Al3+阿利特以T3型为主;高含量P5+(1%P2O5,质量分数,下同)可稳定R型阿利特;高含量Mg2+(2%MgO)稳定的M3型,在600℃附近向三斜晶型的再次受热转变受阻,而Fe3+促进这一转变;随离子稳定阿利特结构对称性的提高,[SiO4]四面体的对称性也提高。

关键词：掺杂阿利特固溶体多晶态晶相转变

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多离子复合掺杂对阿利特水化活性的影响

建筑材料学报 2016年第5期19卷 797-802页

作者：任雪红张文生叶家元中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

采用热释光、微量热分析和红外光谱,研究了熟料中常见的7种典型离子复合掺杂对阿利特水化活性的影响.结果表明:不同离子固溶所致缺陷显著提高了阿利特早期水化活性,其中浅能级缺陷较深能级缺陷对阿利特早期水化活性的影响更大.异价置换... 详细信息

采用热释光、微量热分析和红外光谱,研究了熟料中常见的7种典型离子复合掺杂对阿利特水化活性的影响.结果表明:不同离子固溶所致缺陷显著提高了阿利特早期水化活性,其中浅能级缺陷较深能级缺陷对阿利特早期水化活性的影响更大.异价置换离子在阿利特中固溶形成的缺陷较为复杂,改变了阿利特的缺陷能级分布,对阿利特热释光性有显著影响.阿利特原始热释光性(储藏的亚稳能量)首先取决于阿利特晶型,其次受掺杂离子尤其是异价置换离子的影响显著.阿利特水化活性与原始热释光峰强度的正相关性仅适用于同晶型阿利特.

关键词：掺杂阿利特多晶态热释光缺陷水化

杂质缺陷诱导阿利特晶胞常数的改变及多晶转变

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硅酸盐学报 2006年第1期34卷 70-75页

作者：管宗甫陈益民郭随华秦守婉朱晓燕郑州大学材料科学与工程学院郑州450052 中国建筑材料科学研究院北京100024

阿利特或硅酸三钙,(C3S)固溶体是水泥熟料中最重要的矿物,某些杂质离子可以稳定其多晶型中的三方R型,具有较高的水化活性。杂质离子固溶进入C3S晶格,形成杂质缺陷,这些缺陷引起C3S晶格常数的变化。研究显示:C3S晶格常数的变化与其对称... 详细信息

阿利特或硅酸三钙,(C3S)固溶体是水泥熟料中最重要的矿物,某些杂质离子可以稳定其多晶型中的三方R型,具有较高的水化活性。杂质离子固溶进入C3S晶格,形成杂质缺陷,这些缺陷引起C3S晶格常数的变化。研究显示:C3S晶格常数的变化与其对称性有关,从而提出了一种由杂质缺陷引起晶格常数相对变化的计算方法,用于预测C3S固溶体和阿利特可能的稳定晶型。在实验室合成了不同掺杂的C3S固溶体单矿物,并从实验熟料中萃取了阿利特。对样品晶型进行X射线衍射(Xraydiffraction,XRD)测定及晶格常数相对变化计算的预测。计算预测结果和XRD分析结果之间较好相符。XRD分析表明:纯C3S的对称性最差,属于三斜晶系。当C3S中P2O5固溶量在0.4%(质量分数,下同)时,C3S固溶体为单斜M1型。当CaF2掺量在1.0%时,C3S固溶体也为M1型。当CaF2掺量提高到2.0%时,C3S固溶体是R型。复合掺加氟磷对改变C3S固溶体对称性有显著作用,只要掺杂0.4%的P2O5和0.7%的CaF2即可使R型C3S固溶体在室温下稳定。对熟料中萃取阿利特的分析表明:普通熟料中萃取阿利特的稳定晶型属于M1型;含氟磷的熟料中阿利特是以R型为主的R型和M3型的混合体。分析结果验证了计算预测结果。

关键词：掺杂缺陷晶格常数改变阿利特多晶型

多组分组合作用下Al_2O_3掺杂对阿利特结构及活性的影响

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硅酸盐学报 2012年第2期40卷 200-206页

作者：任雪红张文生王彬欧阳世翕中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

采用X射线衍射结合Rietveld方法、热释光及微量热分析,研究了在Na、K等熟料阿利特中常见固溶组分作用下,Al2O3掺杂对阿利特结构、缺陷及水化活性的影响。结果表明:约1/3Al取代Ca,2/3Al取代Si;少量Al2O3即可将阿利特稳定为M3型,且M3晶格... 详细信息

采用X射线衍射结合Rietveld方法、热释光及微量热分析,研究了在Na、K等熟料阿利特中常见固溶组分作用下,Al2O3掺杂对阿利特结构、缺陷及水化活性的影响。结果表明:约1/3Al取代Ca,2/3Al取代Si;少量Al2O3即可将阿利特稳定为M3型,且M3晶格常数随Al2O3含量增加呈线性变化,直至达到Al2O3固溶极限1%(质量分数),符合Vegard固溶体定律;Al2O3进入阿利特,形成杂质缺陷,使其热释光性及水化反应动力学特征随之发生显著变化,且缺陷类型对水化的影响比浓度的影响更为显著;阿利特原始热释光强度与其水化反应活性大小一致,这与阿利特中以俘获电子形式亚稳储藏的能量有关。

关键词：阿利特氧化铝固溶体多晶态热释光缺陷

MgO掺杂阿利特的结构演变及其调制结构表征(英文)

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无机化学学报 2012年第11期28卷 2444-2450页

作者：闵辉华刘云飞朱健民吕忆农南京工业大学材料科学与工程学院材料化学工程国家重点实验室南京210009 南京大学物理系固体微结构国家重点实验室南京210093

利用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对不同MgO掺量的阿利特结构演变进行了研究。结果表明:当MgO掺量为0.5wt%时,T1和M1型共存;当MgO掺量为1.0wt%时,稳定为M1型;当MgO掺量在1.5wt%以上时,稳定为M3型。基于XRD数据计算得到了不同晶... 详细信息

利用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对不同MgO掺量的阿利特结构演变进行了研究。结果表明:当MgO掺量为0.5wt%时,T1和M1型共存;当MgO掺量为1.0wt%时,稳定为M1型;当MgO掺量在1.5wt%以上时,稳定为M3型。基于XRD数据计算得到了不同晶型阿利特的伪六方亚晶胞参数,结果显示各晶型的亚晶胞参数值非常接近。通过选区电子衍射(SAED)和高分辨透射电子显微像(HRTEM)对各晶型中的调制结构进行了观察。结果表明:各晶型阿利特中的超晶胞反射斑点坐标均可用相应的线形表达式描述,调制结构可以在HRTEM像中观察到,并以波状衬度的形式展现,其方向平行于亚晶胞中相应的晶面。

关键词：阿利特调制结构透射电子显微镜结构演变

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磷掺杂对阿利特介稳结构及水化性能的影响

硅酸盐学报 2017年第8期45卷 1073-1079页

作者：任雪红张文生叶家元沈晓冬马素花中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室北京100024 南京工业大学江苏先进生物与化学制造协同创新中心南京210009

采用X射线衍射结合Rietveld方法、红外光谱、差示扫描量热、扫描电镜及微量热分析等,研究了磷掺杂对阿利特晶体结构、多晶转变、微观形貌及水化性能等的影响。结果表明:在典型组成的阿利特中,掺1%P_2O_5(质量分数,下同)可稳定R型阿利特... 详细信息

采用X射线衍射结合Rietveld方法、红外光谱、差示扫描量热、扫描电镜及微量热分析等,研究了磷掺杂对阿利特晶体结构、多晶转变、微观形貌及水化性能等的影响。结果表明:在典型组成的阿利特中,掺1%P_2O_5(质量分数,下同)可稳定R型阿利特,但其在650~850℃介稳,向低温晶型转变。低掺量P_2O_5(≤0.2%)基本不影响阿利特水化性能。当P_2O_5掺量在准同型相界附近(0.5%)时,阿利特早期水化活性最高。随P_2O_5掺量增加,阿利特晶粒尺寸增大,早期活性降低,主水化反应减缓,但中后期活性增加。掺磷稳定R型阿利特可显著提高阿利特强度。

关键词：磷阿利特固溶体多晶态抗压强度准同型相界