镁铝水滑石的制备及其焙烧产物在水泥净浆中固化氯离子性能研究

发布时间：2020-07-19 16:14

【摘要】：发展越来越迅速的海洋工程结构一般都服役于各种离子及碳化侵蚀的多因素环境下,其耐久性能的问题更加突出。其中,氯离子是引发混凝土中钢筋锈蚀的主要原因。目前来说以吸附或交换阴离子为角度改善混凝土耐久性能的研究未见系统报道。水滑石类层状化合物具有较大的比表面积和孔径,易接受客体分子,常被用作吸附剂。因此,开发并研究能够抑制混凝土外部有害介质侵蚀的新型功能改性材料(水滑石类层状化合物)有着重要的理论与实际意义。本研究采用简单的水热法制备了不同形貌的镁铝碳酸根水滑石,完成了其结构和形貌表征。研究了不同形貌的水滑石在水溶液中对氯离子的吸附性能,并优选吸附性能良好的焙烧水滑石探究了其在水溶液中吸附氯离子过程的热力学和动力学并探究了不同p H、焙烧温度、吸附剂的用量、吸附温度对焙烧镁铝水滑石吸附氯离子的影响。使用氯离子内掺法评价了水滑石材料在水泥浆体中固化氯离子能力,考察了焙烧水滑石在水泥浆体中固化氯离子性能。实验结果表明:(1)采用水热法可成功制备镁铝水滑石。不同的添加剂对制备的水滑石材料的形貌产生了影响,并影响其吸附氯离子性能。水滑石焙烧之后失去层间水和阴离子,层状结构被破坏,在水溶液中重新吸收阴离子之后经过结构重组可以恢复其层状结构,但重建后的水滑石结晶度下降。(2)吸附热力学表明,焙烧镁铝水滑石吸附氯离子的规律符合Langmuir吸附等温方程,理论最大吸附容量为130.97 mg/g,表明了其高效吸附氯离子能力。吸附动力学过程符合准二级动力学方程,焙烧水滑石吸附氯离子的过程以化学吸附为主,化学吸附是焙烧水滑石吸附氯离子的速率控制步骤。(3)与普通水泥净浆相比,掺入焙烧水滑石,固化氯离子能力更强。掺入了焙烧水滑石的水泥浆体重建了水滑石的层状结构,并且生成了不规则的形状,水泥基环境对焙烧水滑石恢复层状结构并没有影响。研究以其在水泥浆体中固化氯离子能力为基础,预测该类材料应用于混凝土中以提高耐久性的应用前景,借此为实现钢筋混凝土的耐久性的提高探索出一种新方法,以推动水滑石在混凝土中的广泛应用。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P75;TU528
【图文】：

技术路线图,技术路线

技术路线

SEM图,四丙基氢氧化铵,水滑石,合成粒子

达到一个稳定状态[55]。同时片状结构的水滑石聚、静电作用以及氢键的作用下，它们交叉生长中加入四丙基氢氧化铵，其作为模板剂具有正向性能。在该体系中合成粒子的形态取决于模板中加入四丙基氢氧化铵能合成立方体水滑石。O-2、LDO-3 试样的 SEM 图如图 2.5 所示。DO-1 的 SEM 图（b）LDO-2 的

分布曲线,等效粒径,分布曲线

S 13 320 激光衍射粒度分析仪对试样的等效粒径进行测定等效粒径分布如图 2.6。LDH-2、LDO-2 的等效粒径分布0 50 100 150012345olVue(%)mParticle Size(um)LDH-1LDH-2LDH-3图 2.6 不同形貌 LDHs 的等效粒径分布曲线

【参考文献】