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动态水热法合成硬硅钙石球形团聚体形成机理的研究

梁宏勋

  通过动态水热法合成出的球形硬硅钙石颗粒具有很高的气孔率,使轻制硬硅钙石材料成为一种用途广泛的绝热保温材料。本文论述了动态水热法合成硬硅钙石的过程中,硬硅钙石球形团聚体的形成机理。动态水热法合成的硬硅钙石料浆是一种固-液两相的悬浮液,硬硅钙石团聚体的形貌对料浆的表观粘度影响很大,并且料浆呈现假塑性。动态水热法合成硬硅钙石的过程中:SiO_2和Ca(OH)_2反应,首先形成球形的C-S-H凝胶颗粒,保温时间延长,纤维状的晶体在C-S-H凝胶的表面形成。纤维状晶体的长大,使料浆中的固相颗粒粒度增大,引起料浆表观粘度的变化。直接测量动态水热法合成硬硅钙石过程中搅拌桨所受的扭矩的变化,可计算出不同保温时刻料浆的表观粘度。通过对硬硅钙石料浆的表现粘度分析可得到硬硅钙石的晶体成核能和晶体生长能,实现对硬硅钙石合成过程的直接检测。硬硅钙石合成过程中的升温阶段,应该高速搅拌,这样对料浆的传热、传质和固相颗粒悬浮于液相有利。硬硅钙石纤维状晶体在剪切力的作用下只能沿C-S-H凝胶颗粒的表面生长,然后由表面向内部生长,最终形成“球藻状” 团聚体。反应釜的搅拌雷诺数为1.65×10~4~1.42×10~4时,有利于硬硅钙石的球形团聚体的形成。以硝酸锶作为矿化剂,研究了在动态水热合成硬硅钙石过程中,硝酸锶对硬硅钙石形成以及球形团聚体的影响。研究表明:由于硝酸锶的存在,提高了料浆的离子强度,产生原盐效应,使C-S-H凝胶的存在时间延长,硬硅钙石形成滞后。在合成时添加硝酸锶,可以降低C-S-H凝胶的ζ电位的绝对值使胶团的粒度变大。Sr~(2+)离子可以促进硬硅钙石的纤维状晶体以及球形团聚体的长大。……   
[关键词]:硬硅钙石;动态水热法;绝热保温材料;C-S-H凝胶
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国建筑材料科学研究院2001年