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分子动力学模拟水化硅酸钙的蠕变性能
1
作者 李云丽 张学林 吴文平 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第6期2036-2045,共10页
水化硅酸钙(C-S-H)是水泥基材料最主要的水化产物,其内部存在凝胶孔。C-S-H对混凝土的耐久性有着重要影响,为了探究其在微观结构层面的蠕变变形机制,本文基于C-S-H凝胶分子模型,采用分子动力学模拟研究了C-S-H在不同单轴加载方向和含不... 水化硅酸钙(C-S-H)是水泥基材料最主要的水化产物,其内部存在凝胶孔。C-S-H对混凝土的耐久性有着重要影响,为了探究其在微观结构层面的蠕变变形机制,本文基于C-S-H凝胶分子模型,采用分子动力学模拟研究了C-S-H在不同单轴加载方向和含不同尺寸凝胶孔缺陷情况下的蠕变性能。结果表明:C-S-H在钙硅层面上抗蠕变性能更好,而在垂直于钙硅层方向上抗蠕变性能较差;在蠕变过程中,Ca—O离子键和Si—O共价键抗蠕变性能强于氢键网络结构,且C-S-H的抗压缩蠕变性能优于抗拉伸蠕变性能。微结构的分析表明,C-S-H的蠕变主要起源于层间部分,变形主要由层间原子的位移引起,其中水分子对蠕变变形贡献最为显著。此外,凝胶孔缺陷会降低C-S-H的抗蠕变性能,并显著影响初始蠕变阶段的蠕变速率。 展开更多
关键词 水化硅酸钙(c-s-h) 蠕变性能 分子动力学模拟 微观机制 凝胶孔缺陷
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FeS修饰的水化硅酸钙复合材料制备及其总铬移除性能研究
2
作者 沈晓倩 周斐 +2 位作者 刘婉晨 许露 吴俊书 《无机盐工业》 北大核心 2025年第2期57-67,共11页
水化硅酸钙(CSH)是一类重要的重金属吸附剂,在环境治理与修复领域扮演着重要的角色。对吸附Fe^(3+)的CSH吸附剂进行功能化创制,可实现重金属Cr(Ⅵ)的还原转化与脱毒。以酸浸工艺提取钢渣滤液为Ca源,Na_(2)SiO_(3)·9H_(2)O为Si源,... 水化硅酸钙(CSH)是一类重要的重金属吸附剂,在环境治理与修复领域扮演着重要的角色。对吸附Fe^(3+)的CSH吸附剂进行功能化创制,可实现重金属Cr(Ⅵ)的还原转化与脱毒。以酸浸工艺提取钢渣滤液为Ca源,Na_(2)SiO_(3)·9H_(2)O为Si源,采用水热法制备出CSH,并以此为基体基于离子交换与静电吸引为主要作用机制吸附Fe^(3+);随后在引入S源(硫脲)的情况下,将吸附Fe^(3+)的CSH进行水热转化,合成复合功能材料xFeS@CSH(x为Fe^(3+)初始质量浓度,mg/L)。当Fe^(3+)质量浓度为150 mg/L时,150FeS@CSH对Cr(Ⅵ)的还原性能最为优越,当pH=2时,反应4 min后Cr(Ⅵ)(10 mg/L,60 mL)还原转化率可达到100%。同时,通过调控溶液pH与反应时间(pH=3、反应时间为30 min)还可实现Cr(Ⅲ)的固定与总Cr的移除。活性FeS相实现了Cr(Ⅵ)还原,伴随溶液pH的升高,还原产物Cr(Ⅲ)以Cr(OH)_(3)、Cr_(2)O_(3)等形式固定于材料表面。 展开更多
关键词 水化硅酸钙 吸附剂 Cr(Ⅵ)还原 FeS修饰
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高孔隙率水化硅酸钙的合成及对水泥基复合材料保温隔热性能的影响
3
作者 王成海 韩昌报 +2 位作者 崔雅楠 严辉 蒋荃 《材料导报》 北大核心 2025年第13期93-99,共7页
水泥基保温材料凭借其优异的防火、耐久性和低成本等优势已在建筑行业得到广泛应用,然而导热系数高、保温性能差成为制约其应用的瓶颈问题,开发具有低导热系数的新型水泥基保温材料对建筑节能意义重大。水化硅酸钙是一种重要的水泥水化... 水泥基保温材料凭借其优异的防火、耐久性和低成本等优势已在建筑行业得到广泛应用,然而导热系数高、保温性能差成为制约其应用的瓶颈问题,开发具有低导热系数的新型水泥基保温材料对建筑节能意义重大。水化硅酸钙是一种重要的水泥水化产物,其孔隙率高且比表面积大,保温隔热性能优异,因而对水泥材料中的水化硅酸钙性能及比例进行调控,是提升保温隔热性能的一种潜在途径。以Na_(2)SiO_(3)和Ca(OH)_(2)为原材料,采用常压水热法合成水化硅酸钙,通过对Na_(2)SiO_(3)模数的调控,获得具有高比表面积、高孔隙率和低导热系数的水化硅酸钙,并将水化硅酸钙作为筑孔剂对水泥基材料进行结构调控。结果表明,当Na_(2)SiO_(3)模数为1.0时,所制备水化硅酸钙的孔隙率达93.56%,比表面积为236.45 g/m^(2),平均孔径为12.52 nm(远低于空气分子自由程69 nm),导热系数低至0.0513 W/(m·K)。随着水化硅酸钙掺量的提高,水泥基材料的干密度从1690 kg/m^(3)下降至765 kg/m^(3);孔隙率从33.3%升高至64.7%,平均孔径从2826.1 nm下降至421.3 nm,这说明水化硅酸钙向水泥基材料中引入了大量纳米孔,进而提高了材料孔隙率。添加不同比例的水化硅酸钙后,水泥基材料的导热系数从0.391 W/(m·K)下降至0.122 W/(m·K),降幅达68.8%;红外成像也表明,水化硅酸钙改性水泥基材料表现出更优异的隔热效果。由于水化硅酸钙向水泥基材料中引入大量微纳米孔,导致热传导路径大大延长,提升了材料的热阻隔能力,从而大幅改善其保温隔热性能。本研究成果可为提高水泥基材料的保温性能提供新的思路和方法。 展开更多
关键词 水化硅酸钙 水热法合成 水泥基复合材料 保温隔热 节能降耗
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水化硅酸钙的形貌调控及其在水泥水化中的作用 被引量：4
4
作者 魏婷 周盛江 +2 位作者 邓最亮 李林华 易红玲 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期364-370,共7页
采用化学沉淀法制备无定形、球状、针状、层状等不同形貌的水化硅酸钙(C-S-H),探究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与C-S-H形貌和结构之间的变化规律,研究了不同形貌的C-S-H对水泥性能的影响。发现当... 采用化学沉淀法制备无定形、球状、针状、层状等不同形貌的水化硅酸钙(C-S-H),探究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与C-S-H形貌和结构之间的变化规律,研究了不同形貌的C-S-H对水泥性能的影响。发现当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时,水泥水化热与水泥强度之间存在显著相关性。通过C-S-H形貌设计得到不同微观形貌的水泥制品,其增强效果由高到低依次是无定形、球状、针状、层状。该实验结果对于普通水泥的性能改善具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 水化硅酸钙(c-s-h) 胶束形貌 水泥水化 透射电镜 表面活性剂 硬化性能
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水热合成水化硅酸钙(C-S-H)的制备与表征 被引量：30
5
作者 雷永胜 韩涛 +4 位作者 王慧奇 靳秀芝 杨芳 曹红红 程芳琴 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期465-469,共5页
本论文以高纯氧化钙与白炭黑为原料,通过水热法合成了水化硅酸钙(C-S-H)。采用XRD、SEM对分别选取温度为100℃、120℃、150℃、180℃水热反应6 h的水化硅酸钙样品,与150℃分别反应2 h、6 h、10 h的样品做了物相变化与显微结构的分析,结... 本论文以高纯氧化钙与白炭黑为原料,通过水热法合成了水化硅酸钙(C-S-H)。采用XRD、SEM对分别选取温度为100℃、120℃、150℃、180℃水热反应6 h的水化硅酸钙样品,与150℃分别反应2 h、6 h、10 h的样品做了物相变化与显微结构的分析,结果表明在低于120℃时产物为结晶度较低的凝胶,随着温度的升高,水化硅酸钙凝胶的结晶度逐渐提高,在150℃和180℃时,生成结晶度较高的托勃莫来石和硬硅钙石;反应时间从6 h延长到10h只提高了晶体的结晶度,而没有改变晶体结构。这一结果对改善蒸压制品的蒸压制度具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 水化硅酸钙 高纯氧化钙 白炭黑 水热法
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固废基水化硅酸钙制备及综合利用研究进展 被引量：2
6
作者 朱崟源 朱干宇 +4 位作者 齐放 李会泉 陈艳 李少鹏 郭彦霞 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第2期517-533,共17页
大宗固废是工业生产过程中产生的各种固体废弃物,大多数固废中含有较多的硅资源和各种有价资源。水化硅酸钙(C-S-H)是一种疏松多孔、表面活性强的材料,被广泛应用于水泥活化、保温材料制备和重金属吸附等方面,将大宗固废有价资源高效提... 大宗固废是工业生产过程中产生的各种固体废弃物,大多数固废中含有较多的硅资源和各种有价资源。水化硅酸钙(C-S-H)是一种疏松多孔、表面活性强的材料,被广泛应用于水泥活化、保温材料制备和重金属吸附等方面,将大宗固废有价资源高效提取和硅资源高效利用制备C-S-H相结合,是提高固废资源化和实现C-S-H材料规模化利用的良好途径。因此,本文分析了固废基C-S-H的合成方法及其结构、性能特点,论述了C-S-H材料在建材、环境、化工、生物等领域的应用,并进一步展望了其未来的发展方向,从而为大宗固废的硅资源利用和C-S-H材料的可控制备提供参考。 展开更多
关键词 水化硅酸钙 大宗固废 建材 填料 吸附 资源化利用 综合利用
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基于粗粒化分子动力学的自由水与水化硅酸钙孔隙水冻结模拟 被引量：1
7
作者 张浩 田霞 +1 位作者 顾鑫 章青 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期194-201,共8页
水化硅酸钙是水泥基材料的主要水化产物,其孔隙内的水分是影响水泥基材料抗冻性的主要因素。本文基于粗粒化分子动力学方法研究水化硅酸钙孔隙水的冻结机制,针对水的粗粒化P_(4)粒子和水化硅酸钙胶体颗粒,建立了水化硅酸钙孔隙水的冻结... 水化硅酸钙是水泥基材料的主要水化产物,其孔隙内的水分是影响水泥基材料抗冻性的主要因素。本文基于粗粒化分子动力学方法研究水化硅酸钙孔隙水的冻结机制,针对水的粗粒化P_(4)粒子和水化硅酸钙胶体颗粒,建立了水化硅酸钙孔隙水的冻结模型。根据此模型计算了不同孔径孔隙水冰点,分析了水泥基材料孔径孔隙在冻融破坏中的危害程度;模拟得到了水化硅酸钙孔隙内水的冻结分布特征和密度分布特征。研究工作表明,本文建立的模型有效提高了分子动力学模拟水化硅酸钙孔隙水冻结问题的规模,为后续进行水泥基材料的冻融破坏分析提供了研究基础。 展开更多
关键词 水化硅酸钙 相变特性 粗粒化 分子动力学 冰点
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从纳米水化硅酸钙到水泥净浆弹性性能多尺度递推模型 被引量：1
8
作者 童涛涛 李宗利 +2 位作者 刘士达 张晨晨 金鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期126-133,共8页
混凝土具有多尺度结构特征,其力学性能受到不同水化产物组分及微观结构的影响。基于分子动力学方法、化学计量法和均质化方法,建立了从纳米尺度水化硅酸钙(C-S-H)到水泥净浆弹性性能多尺度递推模型,其计算结果与实验数据吻合较好。基于... 混凝土具有多尺度结构特征,其力学性能受到不同水化产物组分及微观结构的影响。基于分子动力学方法、化学计量法和均质化方法,建立了从纳米尺度水化硅酸钙(C-S-H)到水泥净浆弹性性能多尺度递推模型,其计算结果与实验数据吻合较好。基于该模型的计算结果可得:C-S-H凝胶中44%的孔隙率致使其体积模量、剪切模量和杨氏模量分别降低了约66%、53%和55%。当水灰比从0.3变化至0.5时,水泥净浆的体积模量、剪切模量和杨氏模量分别降低了约39%、30%和32%;LD C-S-H和毛细孔的体积分数分别增大了13%和20%。水化产物中C-S-H的体积分数越大,或水泥熟料中硅酸三钙的质量分数越大,水泥净浆的弹性参数越大。该模型为水泥基材料微观调控提供了指导。 展开更多
关键词 纳米水化硅酸钙 水泥净浆 弹性性能 多尺度递推模型 分子动力学 均质化
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凝胶孔对水化硅酸钙(C-S-H)力学性能影响的分子动力学模拟 被引量：3
9
作者 李宗利 刘士达 +2 位作者 童涛涛 肖帅鹏 李云波 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期703-709,774,共8页
本研究首先利用分子动力学分析了不同尺寸凝胶孔对水化硅酸钙(C-S-H)弹性力学参数的影响,然后模拟了不同受力状态下的受力变形性能,比较并分析了应力应变关系的特征参数变化。结果表明:C-S-H的体积模量、剪切模量和杨氏模量均随凝胶孔... 本研究首先利用分子动力学分析了不同尺寸凝胶孔对水化硅酸钙(C-S-H)弹性力学参数的影响,然后模拟了不同受力状态下的受力变形性能,比较并分析了应力应变关系的特征参数变化。结果表明:C-S-H的体积模量、剪切模量和杨氏模量均随凝胶孔尺寸的增大而减小。凝胶孔会降低CS-H拉伸、压缩和剪切时的力学性能和变形性能,但不同受力状态下的影响程度不同。凝胶孔对抗拉强度的影响程度最大,对抗压和抗剪强度的影响程度较小且基本相同;对拉伸变形性能的影响程度最大,对压缩变形性能的影响程度最小。 展开更多
关键词 水化硅酸钙 凝胶孔 力学性能 受力状态 分子动力学
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固井水泥石低温强度诱导纳米水化硅酸钙晶核 被引量：2
10
作者 高继超 蒋平 +3 位作者 雒闯 吕鹏程 卢海川 熊钰丹 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期381-386,共6页
针对低温或表层固井水泥浆候凝时间长、水泥石早期强度低且发展慢等问题,以硝酸钙、硅酸钠、梳型聚羧酸减阻剂、聚丙烯类稳定剂为原料,采用化学沉淀法+磁力搅拌+超声分散的制备工艺提高混合效率,制得水泥石低温强度诱导晶核(LTI)。通过... 针对低温或表层固井水泥浆候凝时间长、水泥石早期强度低且发展慢等问题,以硝酸钙、硅酸钠、梳型聚羧酸减阻剂、聚丙烯类稳定剂为原料,采用化学沉淀法+磁力搅拌+超声分散的制备工艺提高混合效率,制得水泥石低温强度诱导晶核(LTI)。通过透射电镜观察LTI的微观形貌、分析其元素组成,研究了其对水泥浆低温稠化性能和静胶凝过渡时间、水泥石低温强度发展的影响。结果表明,LTI的基本单元结构为堆叠的类锡箔状和絮片状,伴有少量棒状和规则方形晶体,尺寸为100~200 nm,周围延伸出类纤维状物质,比表面积较大。LTI借助自身模板成核作用促进水泥水化进程,降低堆积产物成核势垒,促使低温稠化曲线由爬坡向直角转变,可在10℃下将稠化时间之比控制在0.47以内。LTI可诱导水泥石早期强度快速发展,随LTI掺量增加、温度升高,水泥石低温抗压强度增大。在20℃下,掺有1.5%、5.0%LTI水泥石的24 h抗压强度分别提高89.1%、257.8%;在30℃下,掺有1.5%、5.0%LTI水泥石的6 h抗压强度分别为4.1、6.5 MPa,相比于刚成型的净浆水泥石,抗压强度实现跨越式发展。掺有LTI的水泥浆在30℃下的静胶凝过渡时间可由78 min缩短至18 min,有助于提高水泥浆的防窜性能。纳米水化硅酸钙晶核LTI可缩短低温浅层或高寒区域油气井建井周期、提高固井质量。 展开更多
关键词 固井 水泥石 水化硅酸钙 纳米晶核 低温 强度诱导
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纳米C-S-H晶核早强剂对水泥早期水化的影响
11
作者 张金龙 唐孟雄 +3 位作者 衷从浩 胡家兵 邵强 钟开红 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第1期21-30,共10页
探究纳米水化硅酸钙(C-S-H)晶核早强剂对水泥早期水化的影响机理有助于推动纳米C-S-H晶核早强剂在实际工程中的应用。本文首先通过共沉淀法合成了尺寸均匀分布的纳米C-S-H晶核早强剂,借助力学性能、水化热测试对比分析了所合成纳米C-S-... 探究纳米水化硅酸钙(C-S-H)晶核早强剂对水泥早期水化的影响机理有助于推动纳米C-S-H晶核早强剂在实际工程中的应用。本文首先通过共沉淀法合成了尺寸均匀分布的纳米C-S-H晶核早强剂,借助力学性能、水化热测试对比分析了所合成纳米C-S-H掺量变化的作用规律及其与常用早强剂的效果差异,并通过XRD、TG-DTG、SEM测试分析了纳米C-S-H对水泥水化历程的影响。结果表明:随着所合成纳米C-S-H晶核早强剂掺量的增加,混凝土1 d抗压强度、水化放热速率及水化放热量的提升幅度先增加后减小,在纳米C-S-H掺量为0.6%(质量分数)时,早强剂的早强效果最佳,且对7、28 d抗压强度无负面影响;相比空白组,纳米C-S-H的加入显著提升了水泥诱导期的水化速率,以及1 d龄期内AFm、AFt及C-S-H凝胶的生成量和密集程度,但对中后期龄期水化产物的生成无明显促进作用。 展开更多
关键词 纳米c-s-h晶核早强剂 成核位点 抗压强度 水化热 水化产物 微观形貌
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纳米C-S-H的合成及其对普通硅酸盐水泥早期水化的影响
12
作者 赵双 张丽敏 +1 位作者 王新程 房延凤 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第8期102-105,共4页
为提高水泥基材料的早期强度,制备了纳米C-S-H悬浮液,并通过XRD和Zeta电位对其组成和粒度分布、稳定性进行了分析。通过水化放热、热重分析和扫描电子显微镜扫描电镜(SEM)研究了纳米C-S-H对硅酸盐水泥早期强度发展、水化放热、水化产物... 为提高水泥基材料的早期强度,制备了纳米C-S-H悬浮液,并通过XRD和Zeta电位对其组成和粒度分布、稳定性进行了分析。通过水化放热、热重分析和扫描电子显微镜扫描电镜(SEM)研究了纳米C-S-H对硅酸盐水泥早期强度发展、水化放热、水化产物的影响。结果表明:合成了具有半结晶结构的稳定的纳米C-S-H悬浮液。纳米C-S-H的加入促进了C3S的水化,尤其是在前24 h,并使水泥的水化诱导期明显缩短。含有0.05%纳米C-S-H砂浆的8 h、16 h和24 h抗压强度分别提高了176.0%、145.6%和43.9%,与此同时,砂浆的3 d抗压强度没有明显减少。 展开更多
关键词 纳米c-s-h 水泥 水化 早强 微观形貌
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纳米水化硅酸钙对水泥早期水化及强度的影响 被引量：1
13
作者 陈稳 张心源 +3 位作者 倪陈新 苏昂 姜骞 于诚 《混凝土》 北大核心 2024年第12期103-107,114,共6页
纳米水化硅酸钙由于能极大地促进水泥早期的水化速度而被广大学者研究,但大多研究均针对纯水泥,对于其在复合胶凝材料体系中的应用研究却很少。通过微量热、XRD、MIP、电导率、胶砂强度等测试方法,研究了纳米水化硅酸钙对纯水泥、掺粉... 纳米水化硅酸钙由于能极大地促进水泥早期的水化速度而被广大学者研究,但大多研究均针对纯水泥,对于其在复合胶凝材料体系中的应用研究却很少。通过微量热、XRD、MIP、电导率、胶砂强度等测试方法,研究了纳米水化硅酸钙对纯水泥、掺粉煤灰和矿粉3个体系早期水化进程和强度发展的影响。结果表明:纳米水化硅酸钙对水泥早期的水化进程有明显的加速效果,特别是12 h之前的水化龄期,这种加速效果持续到24 h后变得不明显。纳米水化硅酸钙能加速C3S和C3A矿物1 d前的反应速率,3 d后C3S的反应速率降低,其矿物含量高于对比样。纳米水化硅酸钙使得水泥12 h胶砂抗压强度提升100%以上,对后期水泥抗压强度没有明显影响。 展开更多
关键词 纳米水化硅酸钙 水化进程 水化产物 早期强度 矿物掺合料
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水化硅酸钙微纳结构及超低温稳定性研究进展
14
作者 朱新平 何倍 +2 位作者 汤宇祺 杨振东 蒋正武 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1112-1121,共10页
水化硅酸钙(C-S-H)作为普通硅酸盐水泥的主要水化产物,其微纳结构的稳定性对水泥基材料的强度与耐久性具有显著影响.本文综述了C-S-H分子结构和胶体结构在近几十年来的主要研究进展,进一步概述了C-S-H在超低温环境下的微纳结构稳定性、... 水化硅酸钙(C-S-H)作为普通硅酸盐水泥的主要水化产物,其微纳结构的稳定性对水泥基材料的强度与耐久性具有显著影响.本文综述了C-S-H分子结构和胶体结构在近几十年来的主要研究进展,进一步概述了C-S-H在超低温环境下的微纳结构稳定性、纳米力学性质稳定性及增强策略的相关研究进展,探讨了目前超低温环境下C-S-H结构研究中存在的关键问题,并对未来进一步的研究方向提出展望. 展开更多
关键词 水化硅酸钙 超低温混凝土 分子结构 胶体结构 超低温稳定性
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水泥水化产物——水化硅酸钙(C-S-H)的研究进展 被引量：83
15
作者 刘新 冯攀 +5 位作者 沈叙言 王浩川 赵立晓 穆松 冉千平 缪昌文 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期9157-9167,共11页
水化硅酸钙(C-S-H)作为水泥基材料的主要水化产物,决定着水泥基材料的强度发展、收缩、徐变和结构的服役寿命,被称为水泥基材料的"基因"。对C-S-H组成、结构和性能的充分认识有助于理解水泥基材料微结构的形成机理,进而对其... 水化硅酸钙(C-S-H)作为水泥基材料的主要水化产物,决定着水泥基材料的强度发展、收缩、徐变和结构的服役寿命,被称为水泥基材料的"基因"。对C-S-H组成、结构和性能的充分认识有助于理解水泥基材料微结构的形成机理,进而对其性能进行自下而上的设计和调控。近年来先进测试和分析技术的发展为C-S-H基本性能的研究提供了新思路。C-S-H的成核生长理论、力学性能提升以及形貌调控等逐渐成为当前研究热点,已取得重要进展。学者们大多采用合成的方法制备体系纯净且具有一定结晶度的C-S-H,并以此研究水泥体系中无定形C-S-H凝胶的基本性能。研究发现,双分解合成C-S-H的成核生长过程中存在球形中间体,其最终转化为箔片状形貌的产物,遵循非经典的成核生长方式。在亚粒子尺度,越来越多的结构信息表明,与尖乃石相比,C-S-H的结构与托贝莫来石更为接近;在粒子尺度上,CM凝胶系列模型被广泛应用于解释C-S-H比表面积等物理参数以及水泥基材料收缩徐变的机理。C-S-H的Ca/Si、含水量、硅链聚合程度以及形貌等微纳结构的广泛研究为建立C-S-H微纳结构与宏观性能之间的联系提供了丰富的数据支撑。对C-S-H进行本征结构调控有望从根本上改善水泥基材料韧性差的力学特征,许多学者试图从孔结构调控、有机和无机复合材料构建以及纳米材料改性等方面提升C-S-H的力学性能,取得了一定突破。本文系统总结了C-S-H的合成方法、成核生长理论、结构模型;主要从Ca/Si、含水量、硅链聚合程度以及形貌四个方面综述了C-S-H的微纳结构;围绕形貌和力学性能介绍了C-S-H的调控和设计方法;分析了目前存在的研究不足并提出了未来的发展方向,以期为全面认识C-S-H以及水泥基材料的性能调控提供借鉴。 展开更多
关键词 水化硅酸钙(c-s-h) 成核生长 模型 微纳结构 力学性能提升
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石墨烯/氧化石墨烯与水化硅酸钙界面粘结性能研究
16
作者 姚杰 杨澜 吴璞伟 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第10期3524-3533,共10页
石墨烯/氧化石墨烯在水化硅酸钙基底上的脱粘行为会直接影响胶凝复合材料的性能,然而传统实验较难实现脱粘效果,为了明确石墨烯/氧化石墨烯的脱粘特性,本文通过分子动力学方法在纳米尺度下研究石墨烯/氧化石墨烯在水化硅酸钙基底上的脱... 石墨烯/氧化石墨烯在水化硅酸钙基底上的脱粘行为会直接影响胶凝复合材料的性能,然而传统实验较难实现脱粘效果,为了明确石墨烯/氧化石墨烯的脱粘特性,本文通过分子动力学方法在纳米尺度下研究石墨烯/氧化石墨烯在水化硅酸钙基底上的脱粘行为。结果表明,随着温度升高,石墨烯/氧化石墨烯的粘结性能降低,与石墨烯相比,温度变化对氧化石墨烯粘结性能的影响更大,在氧化石墨烯中,环氧基氧化石墨烯受到温度变化的影响最小。影响粘结性能的主要因素是石墨烯/氧化石墨烯与水化硅酸钙间的范德瓦耳斯力和库仑作用。高浓度和边缘位置的官能团可以显著增强粘结性能,不同官能团对粘结性能的增强效果依次为羧基、羟基、环氧基。 展开更多
关键词 石墨烯 氧化石墨烯 水化硅酸钙 分子动力学 界面粘结性能
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基于外掺纳米水化硅酸钙的免蒸养CRTSⅢ型轨道板混凝土性能研究
17
作者 胡建伟 《铁道建筑》 北大核心 2024年第3期141-144,共4页
在混凝土中外掺质量分数1.0%的纳米水化硅酸钙并采用保温养护方式,采用温度测试仪、万能试验机等设备进行测试,对比蒸汽养护和保温养护两种养护方式下CRTSⅢ型轨道板混凝土的力学性能、耐久性能和微观形貌,探讨免蒸养的可行性。结果表明... 在混凝土中外掺质量分数1.0%的纳米水化硅酸钙并采用保温养护方式,采用温度测试仪、万能试验机等设备进行测试,对比蒸汽养护和保温养护两种养护方式下CRTSⅢ型轨道板混凝土的力学性能、耐久性能和微观形貌,探讨免蒸养的可行性。结果表明:采用保温养护方式,入模温度25℃,16 h龄期时保温养护混凝土抗压强度可达到45 MPa的脱模强度要求;与蒸汽养护混凝土相比,保温养护混凝土56 d电通量和56 d氯离子扩散系数分别降低15.6%和15.8%,且水化产物更加致密,微裂缝明显减少;经受300次冻融循环时,与蒸汽养护混凝土相比,28、56 d龄期保温养护混凝土相对动弹性模量分别提高7.8%和3.1%。综合来看,保温养护混凝土各方面性能均比蒸汽养护混凝土更优异,可在工程中尝试应用。 展开更多
关键词 工程材料 轨道板混凝土 纳米水化硅酸钙 蒸汽养护 保温养护 力学性能 耐久性能
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水化硅酸钙动态力学性能的分子动力学模拟研究 被引量：3
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作者 周继凯 金龙 陈徐东 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期277-282,共6页
对水泥主要水化产物——水化硅酸钙的力学特性进行了分子动力学模拟。采用Hamid 1.1纳米托贝莫来石作为水化硅酸钙的初始结构,通过分子动力学模拟,获得水化硅酸钙的拉伸和压缩应力应变关系,并考虑了应变率和原子数对力学特性的影响。分... 对水泥主要水化产物——水化硅酸钙的力学特性进行了分子动力学模拟。采用Hamid 1.1纳米托贝莫来石作为水化硅酸钙的初始结构,通过分子动力学模拟,获得水化硅酸钙的拉伸和压缩应力应变关系,并考虑了应变率和原子数对力学特性的影响。分子动力学模拟研究发现,计算峰值应力、峰值应变都较宏观试验结果高出很多;拉伸峰值应力较压缩峰值应力要小;峰值应力、峰值应变和弹性模量随着应变率的增加而增加,随着模拟晶胞体积(原子数)的增加而降低。研究表明采用分子动力学模拟能获得原子尺度水化硅酸钙动态力学性能,为揭示水泥基材料动态力学性能微观机理奠定了基础。 展开更多
关键词 水化硅酸钙(c-s-h) 分子动力学 动态力学特性
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水化硅酸钙的制备及磷回收性能表征 被引量：14
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作者 关伟 吉芳英 +2 位作者 陈晴空 晏鹏 张千 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第23期3286-3290,共5页
以电石渣和白碳黑分别作为钙质和硅质原料,采用水热法制备具有磷回收特性的水化硅酸钙。研究了制备条件对水化硅酸钙磷回收性能的影响,采用XRD揭示了水化硅酸钙的磷回收机制。通过BET、SEM表征了水化硅酸钙的微观结构,考察了水化硅酸钙... 以电石渣和白碳黑分别作为钙质和硅质原料,采用水热法制备具有磷回收特性的水化硅酸钙。研究了制备条件对水化硅酸钙磷回收性能的影响,采用XRD揭示了水化硅酸钙的磷回收机制。通过BET、SEM表征了水化硅酸钙的微观结构,考察了水化硅酸钙的溶钙供碱能力。钙硅摩尔比为1.6∶1,水热反应温度为170℃,水热反应时间为4.5h,搅拌强度为90r/min的条件下所制备的水化硅酸钙,其磷回收产品中的磷含量达到18.64%。该材料具有多孔结构,比表面积达到113.3572m2/g,能够溶出的Ca2+浓度为3.52mg/g,这些溶钙供碱特性使得该材料能够在pH值=9.0的环境下以羟基磷酸钙的形式从污水中回收磷。 展开更多
关键词 磷回收 水化硅酸钙 羟基磷酸钙 制备
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水化硅酸钙对氯离子的吸附 被引量：21
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作者 勾密峰 管学茂 孙倩 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期363-368,共6页
通过化学分析法测定了水化硅酸钙(C-S-H)吸附氯离子的能力;通过核磁共振法和拉曼光谱法测定了水化硅酸钙的结构.结果表明:水化硅酸钙吸附氯离子的能力与其结构密切相关,水化硅酸钙平均链长约为4时,其吸附氯离子的能力最强;氯盐阳离子促... 通过化学分析法测定了水化硅酸钙(C-S-H)吸附氯离子的能力;通过核磁共振法和拉曼光谱法测定了水化硅酸钙的结构.结果表明:水化硅酸钙吸附氯离子的能力与其结构密切相关,水化硅酸钙平均链长约为4时,其吸附氯离子的能力最强;氯盐阳离子促进了水化硅酸钙链长的增加,使其吸附氯离子的能力增强;与钠离子相比,钙离子更能促进水化硅酸钙链长的增加,从而使其吸附更多的氯离子. 展开更多
关键词 水化硅酸钙 吸附 氯离子 核磁共振 拉曼光谱
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