胡曙光
,
关凌岳
,
王发洲
,
杨露
,
齐广华
,
张旭龙
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).008
采用预制发泡法制备泡沫混凝土的过程中，外加水量的引入分为拌合用水和预制泡沫中的含水量(指泡沫液膜与液膜间的含水)；预制泡沫中的含水量(泡间水)在新拌浆体中的瞬时变化规律对泡沫混凝土性能具有重要影响。通过光学显微镜、图像分析与统计的方法研究了预制泡沫中泡间水量变化规律及其对泡沫性质的影响，以及对泡沫混凝土抗压强度与孔结构的影响。结果表明，泡沫稳定性随泡间水含量的增加有一个先上升后下降的过程，当泡间水厚度为53μm时，泡沫稳定性最好；泡间水的变化规律对抗压强度的影响表明，样品抗压强度不是随着总水胶材比的升高而降低，而是与泡间水变化规律相同，此外，泡间水含量还对泡沫混凝土孔结构分布有一定影响。
关键词:
泡沫混凝土
,
泡间水量
,
图像分析
,
抗压强度
,
泡沫稳定性
王发洲
,
周宇飞
,
丁庆军
,
胡曙光
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.03.017
为缓解混凝土的早期自干燥,减小自收缩,用预湿轻集料对其内部相对湿度进行调控.采用湿度测试仪和混凝土收缩测试仪,研究了水胶比、矿物掺合料对混凝土内部相对湿度与自收缩的影响规律,及预湿轻集料对自收缩的抑制效果.研究表明:混凝土内部相对湿度早期下降快,后期下降慢;降低水胶比、掺加硅灰会加快内部相对湿度的下降速度,而粉煤灰的加入可延缓低水胶比混凝土早期内部相对湿度的下降过程.预湿轻集料的引入可对混凝土内部相对湿度起到补偿作用,减小自收缩,作用效果随轻集料引入水量的增大而增强.
关键词:
混凝土
,
内部相对湿度
,
自收缩
,
预湿轻集料
王茂国
,
王发洲
,
商得辰
,
胡曙光
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.02.007
C3S作为水泥熟料中最重要的矿物之一,其矿物结构和水化活性会受到固溶重金属离子的影响.利用化学分析、XRD、EDS-SEM和AFS等测试手段,研究了CdO对C3S矿物形成的影响及其在C3S中的固化能力,并探讨了镉离子在C3S中的固溶机理.研究表明:随着CdO掺量的增加,f-CaO含量先减少后增加.当掺量小于1.0％时,CdO的掺入有利于C3S晶粒的形成和生长.掺杂后C3S中没有新相的行成,且C3S均为单斜结构:MⅠ型.烧成过程中,部分镉元素以CdO的形式挥发,且随着CdO掺量的提高,残留率逐渐降低.依据固溶体形成条件表明:镉离子主要取代钙离子形成置换固溶体((3-x)CaO·xCdO·SiO2),极少量的镉离子可能会进入钙氧八面体空隙形成间隙型固溶体(3CaO· yCdO· SiO2).
关键词:
CdO
,
C3S
,
形成
,
固溶
杨露
,
高衣宁
,
王发洲
,
刘鹏
,
胡曙光
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62590-1
自清洁和空气净化能力是绿色建筑发展的两个重要方向,它们不仅使建筑体向功能多样化方向发展,而且为新材料的应用提供了平台.因与大量城市环境污染物(氮氧化物,挥发性有机化合物等)直接接触,具有空气净化能力的光催化水泥基材料引起了人们广泛关注.在过去几十年里,通过使用直接喷洒到浆体表层或与水泥原材料预先共混的方法,国内外已相继将TiO2光催化材料应用到了一些实际工程中.但TiO2光催化剂在水泥基材料中高效和稳定发挥其性能仍需解决两个关键问题:(1)它在水泥基体中分散性和效能耐久性问题;(2)其量子效率和对可见光利用率问题.对于后者,目前的材料制备与改性方法,如金属、非金属改性等已能获得量子效率和可见光活性都较好的TiO2类光催化材料.研究表明,水泥水化产物(氢氧化钙、C-S-H凝胶等)的包覆、后期碳化所致气体和光线扩散孔隙的降低是导致TiO2光催化剂在水泥基材料中耐久性和利用率差的可能原因.我们前期报道了一种将纳米TiO2催化剂预先负载到水泥基材料用的多孔粗集料表面,然后将负载型催化剂整体引入到水泥基体中的催化剂应用方法,发现该法能有效提升TiO2催化剂在水泥基材料中的催化效率和耐久性.微米级活性粉煤灰具有良好的水泥基材料兼容性,通过采用简单的碱激发手段,可形成孔径小于50 nm的介孔和微孔类沸石材料,从而影响光催化材料的催化性能.因此,基于粉煤灰的特征,为了进一步提高TiO2催化剂在水泥基材料中的应用效率和催化耐久性,我们采用碱激发法获得了大比表面和介孔结构的沸石类粉煤灰材料,将其用于负载纳米TiO2催化剂,然后引入到水泥基体中,制备了沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥基材料,同时研究了光还原Ag修饰对沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥基材料的催化性能影响及其催化耐久性.结果表明,具有分级孔结构的沸石粉煤灰载体可有效提升纳米TiO2光催化剂在水泥基体中的暴露度,同时还增加了其对气相苯(200×10–6初始浓度)的光催化去除能力.最佳Ag修饰量(1.4×10–4 wt%)沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥样品对气相苯的光催化伪一级反应速率常数达到9.91×10–3 min?1,分别是沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥样品和纯TiO2光催化水泥样品效能的3和10倍.光催化稳定性结果发现,在3次催化循环后,样品对气相苯的光催化去除率仍能达到96.3%(180 min).考虑到水泥基材料碳化是影响光催化剂使用耐久性的一个关键因素,我们还评估了沸石类粉煤灰/TiO2光催化水泥样品28 d加速碳化后的光催化性能.结果表明,经过加速碳化后,样品对气相苯光催化去除率只降低了11%,相比于同条件下纯TiO2水泥样品性能,其催化耐久性显著提高,表明沸石类粉煤灰载体可有效提升TiO2在水泥基体中的催化耐久性.这可能是由于其高孔隙特性可降低周围水泥水化产物的形成量,如高钙/硅比C-S-H凝胶及氢氧化钙结晶,进而降低了这些水化产物碳化所带来的影响.
关键词:
光催化水泥基材料
,
沸石粉煤灰
,
光催化效果
,
二氧化钛
,
银修饰
王发洲
,
刘云鹏
,
胡曙光
材料科学与工程学报
本文研究了硅酸盐水泥与阳离子乳化沥青颗粒的相互作用机理.采用Zeta电位测定仪研究不同乳化沥青/水泥比例(简称A/C比)的水泥乳化沥青浆体中水泥颗粒Zeta电位的变化规律；采用水化热测定仪研究相同胶凝材料用量不同A/C比水泥乳化沥青浆体的水化放热规律；采用SEM观察不同A/C比水泥乳化沥青浆体的微观结构.结果表明,当A/C比由0增加到0.4时,阳离子乳化沥青在水泥颗粒表面大量吸附,Zeta电位与水化放热受到明显影响,乳化沥青在水泥水化产物上有较明显的破乳成膜现象；当A/C比大于0.4时,水泥颗粒的Zeta电位与水化放热受A/C比影响不大,沥青膜覆盖水泥水化产物的面积增大.最后,本文提出了水泥与阳离子乳化沥青的相互作用模型.
关键词:
硅酸盐水泥
,
乳化沥青
,
Zeta电位
,
水化
,
吸附
