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水合硅酸钙镁的水热合成及制备保温隔热材料

发布时间:2020-12-13 07:29
  水合硅酸钙(水化硅酸钙、托勃莫来石和硬硅钙石等的总称)是主要的无机胶凝材料,保温材料的主要组成。然而自然界中Ca和Mg为同主族元素,化学性质相近,易形成硅酸盐共生或伴生矿物,在利用钙质资源时,必然会受到含镁矿物的影响。但现有的研究一般认为Mg2+主要生成Mg(OH)2,甚少有Mg2+参加硅酸盐的反应。而本课题组的前期研究工作表明,在水热条件下,一定的Mg2+可进入到水合硅酸钙的结构中,形成水合硅酸钙镁。基于此,本研究对水合硅酸钙镁的晶体结构及形成过程进行探讨;同时,表征了水合硅酸钙镁的物相组成、热稳定性、显微形貌,并结合Peak Fit、Diamond、Maud结构精修等分析软件,阐明了Mg2+对水合硅酸钙镁晶体结构的作用机制;通过研究不同反应时间以及不同Mg(OH)2掺量下,硬硅钙石和镁-硬硅钙石形成过程中物相的演变规律,揭示了水合硅酸钙镁的形成过程。最后,采用动态水热合成了球粒状的水合硅酸钙镁,并经压制成型,制备了水合硅酸钙镁保温板。具体工作包括:(1... 

【文章来源】:华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:93 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

水合硅酸钙镁的水热合成及制备保温隔热材料


常温下C-M-S-H产物的透射电镜照片

XRD图谱,常温,XRD图谱,产物


同样发现 M-S-H 和 C-S-H 以物理混合的方式共存。如图1-2 所示,将 M-S-H 和 C-S-H 的 XRD 强度值减半相加之后与实测 C-M-S-H 的 XRD 曲线重合度较高。如前所述,托勃莫来石和硬硅钙石中都具有一定的 Ca2+离子交换容量,可以在常温或高温下被多种离子取代。O.P.Shrivastava[32]等将水热合成的托勃莫来石和硬硅钙石分别放入不同浓度的含 Mg2+溶液中,让其在 25℃下进行离子交换实验,发现托勃莫来石和硬硅钙石中的 Ca2+均可被溶液中的 Mg2+取代,而且这种取代是不可逆的。在 100-1000ppm 的 Mg2+溶液中,25℃、15d 后托勃莫来石中 Mg2+取代量最大可达 3.5wt%

显微形貌,掺量,水合硅酸钙,二次粒子


度均呈现先降低后增大的规律,当 MgO 掺量为 10%时,所制备绝热材料 0.0595W/(m·K),具有优异的绝热性能。Mg 的引入也导致硅酸钙二次粒子化,如图 1-3 所示,随着镁掺量的增大,二次粒子尺寸逐渐减小,同时出状产物。因此,水热条件下适量 MgO 掺入可以改善水合硅酸钙的组成、绝热性能,生成的水合硅酸钙镁可以用以制备性能优异的绝热保温材料。表 1-2 水热条件下 C-M-S-H 保温板的性能Table1-2 Properties of hydrothermal C-M-S-H insulated boardddition)Apparent density(kg/m3)Thermal conductivity[W/(m·K)]Compressive streng(MPa)0 395.77 0.0967 1.815 372.96 0.0802 1.730 232.96 0.0595 0.510 291.99 0.0692 0.610 391.61 0.0943 1.72

【参考文献】:
期刊论文
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博士论文
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[3]水热合成硬硅钙石晶须及其在超轻质硅酸钙材料中应用的研究[D]. 刘飞.华南理工大学 2010

硕士论文
[1]DIAMOND在晶体结构与性质教学中的应用[D]. 赵玉华.四川师范大学 2016



本文编号:2914171

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