磷酸镁水泥水化行为及水化产物稳定性的热力学模拟

来源 :东南大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:chengzi1022
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
磷酸镁水泥(Magnesium potassium phosphate cement,MPC)作为一种新型水泥,常常被用于建筑、道路的快速修补、人造骨骼制备以及核废弃物固化中。磷酸镁水泥有多个品种,其中磷酸氨镁水泥(Magnesium ammonium phosphate cement,MAPC)和磷酸钾镁水泥(Magnesium potassium phosphate cement,MKPC)是两种常见的磷酸镁水泥,在工业中有着广泛的应用。目前对于磷酸镁水泥的力学性能、产物组成以及稳定条件的研究主要还维持在试验研究阶段,机理部分还有待深入的研究。由于磷酸镁水泥的性能主要由其水化产物的组成决定,而水化产物的组成又受到原材料摩尔比、外加剂以及反应温度的影响。因此研究水化产物的组成是理解和改善磷酸镁水泥性能的基础。目前国内外对磷酸镁水泥的基础研究和内在水化机理还有待完善,因此本文利用热力学计算的方法研究磷酸镁水泥体系的水化机理、水化产物组成及水化产物的稳定性。首先收集关于MKPC和MKPC的标准热力学数据,如吉布斯自由能、摩尔标准生成焓、热容等,结合PITZER模型,初步建立适用于MKPC和MKPC的热力学数据库,并利用热力学模拟软件PHREEQC,对数据库的可靠性进行验证。接下来借助已建立的磷酸镁热力学数据库,利用模拟软件计算了 25 ℃,0.1MPa条件下,MAPC和MKPC反应过程中溶液pH值的变化情况,同时研究了原材料摩尔比与水化产物组成的关系,给出了反应平衡状态下水化产物的形成和消失的条件。研究发现,在MAPC中,水化产物的组成受到M/P值的影响:(1)当M/P<0.49时,水化产物为(NH4)2Mg(HPO4)2·4H20;(2)当0.49<M/P<1.00时,水化产物为(NH4)2Mg(HPO4)2·4H2O、MgHP04·3H20 和 MgNH4PO4·6H20;(3)当 M/P>1.00 时,水化产物为MgNH4PO4·6H20和过量的MgO。在MKPC中,水化产物的组成受到M/P值的影响:(1)当M/P<0.475 时,水化产物为 MgHPO4·3H20;(2)当 0.475<M/P<0.64 时,水化产物为 MgHP04·3H20、Mg2KH(P04)2.15H2O;(3)当 0.64<M/P<0.655 时,水化产物为 Mg2KH(PO4)2·15H20;(4)当0.655<M/P<1.00 时,水化产物为 Mg2KH(PO4)2·15H20 和 KMgPO4·6H20;(5)当 M/P>1.00 时,水化产物为KMgPO4·6H2O和过量的MgO。本文还通过热力学模拟研究了外加剂的掺量对溶液pH值的影响。结果表明,H3P04和硼酸的掺入会降低溶液的pH值,而(NH4)2HPO4、(NH4)3PO4、K2HPO4、K3PO4的掺入会提高溶液的pH值。进一步比较(NH4)2HPO4、(NH4)3PO4、K2HPO4、K3PO4、H3PO4的掺入量对MPC水化产物的影响,发现在MAPC体系中,随着(NH4)2HPO4、(NH4)3PO4掺量的增加,中间相(N)2Mg(HPO4)2·4H2O、MgHPO4·3H2O更容易从溶液中析出,但和未掺外加剂相比,物质的量减少。(NH4)2HP04、(NH4)3PO4掺量的增加对最终的水化产物的组成和物质的量影响较小。在MKPC体系中,随着K2HPO4、K3PO4掺量的增加,中间相MgHPO4·3H2O、Mg2KH(PO4)2·15H2O更容易从溶液中析出,但和未掺外加剂相比,物质的量减少。K2HPO4、K3PO4的掺入对最终的水化产物的组成和物质的量影响较小。H3PO4的加入使MPC体系的水化产物的物质的量减少。为了考察温度对MPC的水化产物组成的影响,控制反应温度温度在5-50℃范围内进行研究,结果显示在5-50℃范围内温度对水化产物的类型并没有影响。从总体上看,随着温度的升高,水化产物析出的浓度范围变宽,然而最终的水化产物的物质的量基本上保持不变。
其他文献
日前,北京住总集团有限责任公司工会举行了第三届会员代表大会,雷红宇当选北京住总集团新一届工会主席.rn在大会预备会议上,与会代表听取、审议并一致通过了《大会筹备工作报
期刊
近日,北京环卫集团党委书记、董事长母秉杰,集团党委副书记、总经理高踪阳等领导,分别前往集团京内生产经营一线检查指导疫情防控工作,并带着共计14万余元的慰问品,看望慰问
期刊
路青,北人智能装备科技有限公司技质中心装配检验班班长.从装配车间装配钳工干起,路青凭着对事业的执着与热爱,先后任试车领机、调试师、质量检验师,练就了一身过硬的设备装
期刊
二氧化锡(SnO2)作为一种半导体金属氧化物材料,是近年来使用最广泛的一种气敏材料。气敏材料的纳米化是目前气敏材料领域研究的热点,也是发展的主要趋势。然而。SnO2纳米纤维在
近日,北京城建集团以“感动城建2020”为主题的第四届企业文化周大会以在线直播的形式召开,将文化周系列活动推向高潮.自7月下旬开始,集团公司及所属各单位广泛开展内容丰富
期刊
自开展“抗疫情、保增长、大干100天”劳动竞赛以来,中铁六局电务公司丰台三标项目部坚持疫情防控与生产经营“两手抓、两手硬”,用空间、汗水、技术换时间,发扬攻坚克难、连
期刊
“只要扫一扫,小米同学便可在手机上完成工会会员信息提交,并且分享到朋友圈和微信群.”2020年1月17日,小米科技有限责任公司工会成立.随后,小米集团党工团公众号“米福星”
期刊
城市水环境是城市的重要组成部分,为城市提供重要的生态功能和生态保障。然而,随着社会经济发展,特别是城市化的快速发展,城市水环境发生了显著变化。本文以南昌市为例,探讨城市水
近日,中铁二十二局集团公司党委副书记、工会主席王参军一行,在一公司党委副书记、工会主席赵广宏,纪委书记付朝旭陪同下,到哈尔滨哈西大街打通工程项目部慰问一线员工,检查
期刊
新兴电动汽车和国家电网储存领域需要更高能量密度的储存器件,寻求高性能的化学储能材料已成为热点课题,其中,过渡金属氧化物因其较高的比容量、环境友好等特点,在超级电容器