水化普通硅酸盐水泥颗粒吸附水中磷酸盐研究
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磷酸镁水泥混凝土耐久性试验研究发布时间:2021-10-23T20:59:22.772Z 来源:《基层建设》2021年第20期作者:程洪振[导读] 摘要:近年来,作为一种新型的水泥混凝土修补材料,因其具有凝结快、强度高、与老昆明混凝土粘结强度高、外观颜色接近、耐磨性好等优点,越来越受到相关领域研究人员和技术工作者的重视,成为混凝土结构维修加固的研究热点之一。
洛浦天山水泥有限责任公司新疆和田 848200摘要:近年来,作为一种新型的水泥混凝土修补材料,因其具有凝结快、强度高、与老昆明混凝土粘结强度高、外观颜色接近、耐磨性好等优点,越来越受到相关领域研究人员和技术工作者的重视,成为混凝土结构维修加固的研究热点之一。
事实上,修复材料的耐久性并不像预期的那样。
在环境因素的长期作用下,修补材料的物理力学性能大大衰减甚至完全丧失,是混凝土结构修补最终失败的重要原因。
关键词:磷酸镁水泥;干缩性;耐水性;抗渗性;耐氯盐腐蚀性;磷酸镁水泥混凝土耐水性差。
添加硅溶胶或HEA防水剂可显著提高其耐水性和抗渗性。
由于孔隙率的降低和孔结构的显著改善,硅溶胶的抗渗效果更好。
氯盐和硫酸盐腐蚀试验结果表明,磷酸镁水泥混凝土具有良好的耐腐蚀性能。
一、原材料1.水泥材料。
磷酸镁水泥的基本配方由磷酸二氢钾、氧化镁和硼砂组成。
因为磷酸二氢钾与氧化镁反应太快,不方便修复。
硼砂是最常见的缓凝剂,其溶解产生的B4o72-快速吸附在MgO颗粒表面,形成以b4o 72-1和Mg2+为主的水化产物层,阻碍了MgO的溶解以及K+和P043-与MgO颗粒的接触。
磷酸镁水泥的基本配方由10%粉煤灰、10%普通硅酸盐水泥、5%石膏、0.3%聚磷酸钠复合改性而成:普通硅酸盐水泥和粉煤灰不仅可以降低修补材料的成本,还可以优化体系的颗粒组成,提高体系水化产物的密实度;聚磷酸钠可以进一步延缓凝结时间,石膏可以抵消聚磷酸钠对强度的负面影响。
2.防水剂。
主要使用两种防水剂,即硅溶胶和HEA高效防水剂。
高岭土的磷酸盐吸附和水源净化背景介绍:水是生命之源,对于人类和其他生物来说,拥有清洁、安全的水源至关重要。
然而,全球范围内的水污染问题日益严重,特别是含有磷酸盐的水污染已成为全球面临的严重挑战之一。
磷酸盐污染不仅对水生态系统造成损害,还可能引发藻类爆发和有害藻华现象,使得水源变得不适宜饮用和农业灌溉。
因此,寻找高效的磷酸盐吸附剂成为一项紧迫的任务。
高岭土的性质与应用:高岭土是一种常见的天然矿物,主要成分为硅酸铝,具有较大比表面积、丰富的孔隙结构和优良的化学稳定性。
由于其特殊的性质,高岭土被广泛应用于催化剂、吸附剂和水处理领域。
高岭土的磷酸盐吸附机制:磷酸盐在水环境中主要以磷酸氢根离子(H2PO4-)和磷酸根离子(HPO42-)存在。
高岭土具有丰富的氢氧基团(OH-),可以与磷酸盐中的氢氧基团形成氢键和化学键。
这些键的形成使得高岭土的表面带有正电荷,吸附并固定磷酸盐离子。
同时,高岭土的比表面积和孔隙结构也提供了更多的吸附位置,增强了磷酸盐的吸附能力。
高岭土的吸附性能:研究表明,高岭土具有较高的磷酸盐吸附能力。
一方面,其比表面积大于200m2/g,具有良好的吸附容量;另一方面,高岭土还能通过改变pH值调节吸附效果,pH为4时吸附效果最佳。
此外,高岭土还具有良好的水解稳定性和再生性能,可以循环使用。
高岭土在水源净化中的应用:高岭土的磷酸盐吸附性能使得它成为一种理想的材料用于水源净化。
通过将高岭土制成颗粒或改性成膜,可以方便地将其用于水处理设备中。
研究表明,高岭土可以高效去除水中的磷酸盐,使得废水得到净化,同时可以降低对环境的污染。
此外,高岭土还可与其他材料结合形成复合吸附剂,进一步提高磷酸盐的吸附效果。
例如,将高岭土与活性炭、交联聚合物等相结合,可以形成具有高吸附能力和选择性的复合吸附剂,使得废水中的磷酸盐被彻底去除。
未来发展方向:虽然高岭土在磷酸盐吸附和水源净化方面已取得了很大的突破,但仍有许多挑战需要解决。
混凝土中的水化反应原理一、引言混凝土是一种常见的建筑材料,被广泛应用于建筑结构中。
混凝土的主要成分是水泥、砂、石和水,其中水泥是混凝土中最为重要的成分之一。
在混凝土中,水泥与水发生水化反应,产生硬化的物质——水化产物。
水化反应是混凝土达到强度和耐久性的主要途径。
本文将深入探讨混凝土中的水化反应原理,包括水泥的组成、水化反应的化学反应式、水化反应的影响因素、水化产物的种类和影响等方面。
二、水泥的组成水泥是由石灰石和粘土等原材料经过烧成、磨碎制成的粉末状物质。
根据水泥的主要成分和用途不同,可分为硅酸盐水泥、磷酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥等多种类型。
硅酸盐水泥是混凝土中使用最为广泛的一种水泥,其主要成分是石灰石和粘土,经过烧成和磨碎后得到。
硅酸盐水泥中的主要化学成分是三氧化二硅和三氧化三铝。
水泥中的三氧化二硅和三氧化三铝是水泥水化反应的主要成分。
三、水化反应的化学反应式水泥与水发生水化反应,产生的主要产物是硅酸盐水化物和氢氧化钙。
水化反应的化学反应式如下:2Ca3SiO5 + 7H2O → 3CaO · 2SiO2 · 4H2O + 3Ca(OH)2Ca2SiO4 + 3H2O → CaO · 2SiO2 · 3H2O + Ca(OH)24CaO · Al2O3 · Fe2O3 + 7H2O → 2Ca3Al2O6 · 4H2O +4Ca(OH)22CaO · Al2O3 · SiO2 + 4H2O → 3CaO · 2SiO2 · 3H2O + Ca(OH)2其中,Ca3SiO5和Ca2SiO4是水泥中的主要成分,CaO是氧化钙,SiO2是二氧化硅,Ca(OH)2是氢氧化钙,Ca3Al2O6是三钙铝酸盐,Al2O3是三氧化二铝,Fe2O3是三氧化二铁。
四、水化反应的影响因素1.水泥中的成分和配合比水泥中的成分和配合比是影响水化反应的关键因素。
混凝土中添加磷酸盐的性能试验研究一、引言混凝土中添加磷酸盐已成为近年来的研究热点之一。
磷酸盐作为化学添加剂,可以改善混凝土的力学性能、耐久性能和抗裂性能等。
本文将进行混凝土中添加磷酸盐的性能试验研究,探讨磷酸盐对混凝土性能的影响。
二、研究内容1. 实验材料本次试验选用的混凝土配合比为水泥:砂:石灰石:骨料=1:2.75:4.25:7.5,水灰比为0.45。
磷酸盐选用的是三聚磷酸钠(Na5P3O10),掺量分别为0.5%、1%、1.5%、2%。
所有材料均按照国家标准进行配制。
2. 实验方法2.1 混凝土强度试验根据GB/T 50081-2002《混凝土标准试验方法标准》对混凝土进行抗压强度试验和抗拉强度试验,以比较不同掺量磷酸盐对混凝土强度的影响。
2.2 抗渗性试验根据GB/T 50082-2009《混凝土耐久性能试验规程》对混凝土进行抗渗性试验,在试验中比较不同掺量磷酸盐对混凝土抗渗性的影响。
2.3 微观结构试验采用扫描电子显微镜(SEM)对掺加不同掺量磷酸盐的混凝土微观结构进行观察和分析,以探讨磷酸盐对混凝土微观结构的影响。
三、实验结果和分析1. 混凝土强度试验结果在试验中,分别掺加了0.5%、1%、1.5%、2%的磷酸盐。
试验结果表明,掺加磷酸盐后,混凝土的抗压强度和抗拉强度均有所提高。
其中,当磷酸盐掺量为1.5%时,混凝土的抗压强度和抗拉强度提高幅度最大,分别提高了10.2%和9.5%。
2. 抗渗性试验结果在试验中,将混凝土分别浸泡在水中和饱和的Ca(OH)2溶液中,测试其渗透性。
试验结果表明,掺加磷酸盐后,混凝土的渗透性有所降低。
其中,当磷酸盐掺量为1.5%时,混凝土的渗透性降低幅度最大,分别降低了8.2%和6.7%。
3. 微观结构试验结果在试验中,对混凝土微观结构进行了观察和分析。
试验结果表明,掺加磷酸盐后,混凝土中的钙矾石晶体尺寸有所减小,孔隙结构得到改善,从而提高了混凝土的密实性和耐久性。
187中国航班气象与环境Meteorology and EnvironmentCHINA FLIGHTS自来水厂污泥对养殖废水中磷的吸附研究*梅思俐1 冉云龙21华北水利水电大学环境与市政工程学院 2河南水利投资集团有限公司摘要:相对生物法、化学法而言,吸附法降低废水中磷含量的成本低、效果优,将自来水厂脱水铝污泥作为吸附剂取得了良好的吸附效果。
本文主要研究了初始磷溶液含量、pH 值、污泥粒径、铝污泥投加量、吸附温度等因素对污泥吸附养殖废水中磷的影响,可为降低水体富营养化水平提供参考依据。
关键词:自来水厂污泥;养殖废水;磷吸附1 引言国家逐渐提升废水排放的磷浓度控制标准,以降低水体富营养化水平,是废水处理面临的挑战。
随着乡镇地区养殖规模的扩大,不断产生的大量养殖废水,是乡村环境日益遭受威胁的重要原因之一[1]。
养殖废水中磷含量比较高,与污水处理目标中磷浓度控制相违背,为此,必须选取高性价比、高效率的磷去除方法,降低水体富营养化水平。
生物法、化学法和吸附法是使用频率较高的除磷方法,大量实践研究表明,吸附法处理成本低、除磷效果好,寻找合适的磷吸附剂成为除磷研究的重点问题。
自来水厂净水过程中,采用铝盐作为絮凝剂净化水中的污染物,生产期间产生大量脱水铝污泥,该类污泥包含丰富的铝、铁和钙等物质。
自来水厂产生的大部分脱水污泥以填埋的方式解决[2]。
经研究发现了脱水铝污泥循环再利用的途径,即将脱水铝污泥用于吸附养殖废水中的磷,原理是钙、铝和铁的氧化物较大的比表面积会对废水中的磷起一定吸附作用。
自来水厂脱水铝污泥吸附养殖废水中磷的机理如下:pH 值是影响吸附过程的关键性因素,废水中磷酸盐的形态深受pH 影响,污泥中含有各类物质,基于磷酸盐形态的差异,酸根与污泥中反应的物质有所不同。
若pH 处于较小值时,磷酸盐在污泥表面的反应对象为水合基;养殖废水中磷酸盐浓度不断升高,磷酸根在污泥表面的反应对象为羟基;若pH 值升高至弱碱性条件,磷酸根在污泥表面的反应对象为-O 基。
基于自由溶液量的水泥-减水剂系统相容性研究韩松,阎培渝,孔祥明(清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室,北京100084)摘要:通过改变水灰比、减水剂掺量,测定不同时间水泥浆体中的自由溶液量、浆体流动度与流动度经时损失,并利用光学显微镜直接观测新拌水泥浆体中水的分布情况以及水泥颗粒的絮凝情况,研究自由溶液量的变化情况及其对浆体流动度和泌水的影响规律。
研究结果表明,吸附水对水泥-减水剂系统的初始流动度、流动度经时损失和泌水等相容性表现有重要影响。
增加水泥浆体中的吸附水,能够改善水泥-减水剂系统的相容性。
掺加减水剂,在打破絮凝结构的同时增加吸附水,从而提高浆体的流动性。
聚羧酸减水剂增加吸附水的能力要高于萘系减水剂。
过掺减水剂不是导致泌水的主要原因,过大的水灰比和水泥颗粒表面吸附水的能力不足才是导致泌水的根本原因。
关键词:减水剂;相容性;自由溶液量;吸附水;泌水中图分类号:TU528.042.2文献标示码:A文章编号:????-????(2010)STUDY ON THE COMPATIBILITY OF CEMENT-SUPERPLASTICIZER SYSTEM BASED ON THEAMOUNT OF FREE SOLUTIONHAN Song,YAN Peiyu,KONG Xiangming(Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Education Ministry,Department of Civil Engineering,Tsinghua University,Beijing100084,China)Abstract:The changes of free solution amount,fluidity and the time-depended fluidity loss of cement paste were examined by varying the water-cement ratio and the dosages of superplasticizer.The distribution of solution and flocculation microstructure in fresh cement paste was observed with optical microscope.The change of free solution amount and its effect on the fluidity and bleeding of cement paste was studied.The results show that the adsorbed solution amount has great influence on the compatibility of cement-superpasticizer system,including the bleeding degree,the fluidity and its time-depended fluidity loss of cement paste. Superplasticizer increases the fluidity of cement paste by destroying the flocculated cement particle structure and increasing the amount of adsorbed solution.Polycarboxylate superplasticizer shows higher ability of adsorbtion than naphthalene superplastcizer. Over dosage of superplasticizer is not the primary cause of bleeding.The principle reason of bleeding is the high water-cement ratio and the poor adsorption capacity of cement particle.Key words:superplasticizer;compatibility;free solution amount;adsorbed solution;bleeding水泥与减水剂的相容性好坏是影响减水剂使用效果的重要因素。
唐朝春,叶鑫,陈惠民,等.ZnO-ZnAl水滑石(ZZA)吸附水中磷酸盐性能研究[J].江苏农业科学,2017,45(15):279 -281.doi:10.15889/j.iss n.1002 - 1302.2017.15. 070ZnO-ZnAl水滑石(ZZA)吸附水中磷酸盐性能研究唐朝春,叶鑫,陈惠民,段先月,吴庆庆(华东交通大学土木建筑学院,江西南昌30013)摘要:采用揉合离心法、水热反应法和回流法工艺制备的ZnO-Z n A l水滑石(Z Z A),重点考察Z Z A在水中吸附磷 酸盐的性能及其影响因素。
结果表明,在强酸条件下,Z Z A溶出Zn2+和A l3+;在强碱条件下,溶液中的O H-会与磷酸 根离子产生竞争,2种情况都会影响磷的吸附;磷酸根离子对Z Z A吸附位点的亲和力大于氯离子,可以获得更多的吸 附位点,即使加大氯离子浓度,对磷酸根离子的影响也较小;前1个h主要通过离子交换进行快速吸附,10h后进人慢 反应,逐渐达到吸附平衡;Z Z A的最大吸附容量^随吸附温度的升高而升高[9e(35丈)> g e(25丈)> g e(15丈)];Z Z A投加量的增加会带来更多的除磷吸附位点,直接影响磷吸附效果。
综合发现,Z Z A吸附磷酸盐不仅仅是单分子层 化学吸附,还伴随着离子交换和表面吸附/络合等。
关键词:水滑石;吸附;磷酸盐;性能;影响因素中图分类号:X703.1 文献标志码:A文章编号:1002 -1302(2017)15 -0279 -03江苏农业科学2017年第45卷第15期 一 279 —水环境污染已经成为制约我国经济发展的重要因素之 一,水体富营养化是水环境污染中的代表。
总磷含量是水体 富营养化中一项最重要的因子[1]。
水中磷含量过高会导致 水生态系统崩溃,出现蓝藻暴发、水体恶臭、溶解氧减少、鱼虾 大量死亡,人们食用这类鱼虾或水,也会间接造成人们内脏器 官的衰竭[2]。
矿粉激发剂单复掺对矿粉 ——普通硅酸盐水泥胶凝体系激发效果试验研究发布时间:2021-02-04T02:45:43.198Z 来源:《建筑学研究前沿》2020年24期作者:侯航怀小锋[导读] 本文首先对矿粉等量取代硅酸盐水泥复合胶凝体系的基本性能进行试验研究,优先选出合适的配方西北众工检测技术有限责任公司陕西西安 710003摘要:本文首先对矿粉等量取代硅酸盐水泥复合胶凝体系的基本性能进行试验研究,优先选出合适的配方。
并选用无水硫酸钠、氢氧化钙、碳酸钠作为矿粉激发剂,研究单掺及复掺的激发效果,根据相关数据确定最佳掺量。
研究表明:随着矿粉的不断加入,复合胶凝体系凝结时间逐渐增加,而复合体系的强度在逐渐减弱。
单一添加剂对水泥轻度的提升有显著作用,但强度变化幅度较大,稳定性不好,而同时添加多种激发剂其稳定性良好但对矿粉水泥强度提升的效果一般。
关键词:矿粉;激发剂;复掺;强度前言:从水泥产量来看,近年来,我国水泥产量呈现逐年增长趋势、但是水泥的高污染,高能耗,是限制水泥发展不可忽视的因素,也违背了可持续发展理念。
水泥从生产到实际应用无不给环境带来巨大的挑战,开采矿物资源耗能也不容小觑。
因此利用工业废渣作为混合材料再配上水泥来从而实现我们目前产业对水泥的依赖,对节约资源与能源,具有十分重要的意义[1,2]。
激发剂,作为一种高分子活性材料,对高效减水剂的分子链式反应有激活的作用。
矿粉激发剂现在已经被广泛的应用,矿粉激发剂在投放生产市场后,在等量替代水泥,改善混凝土的和易性,提高混凝土的后期强度和耐久性等性能指标上都有明显改善。
本文选取实际工程中常用的 P.O 42.5 水泥(OPC)、矿粉(SA)按一定比例复掺,并用无水硫酸钠、氢氧化钙、碳酸钠作为激发剂,在对普通硅酸盐水泥及矿粉胶凝体系试验的基础上进行激发剂的单复掺激发效果研究,旨在为矿粉激发剂的激发效果及机理提供一定的依据。
1 试验原材料及实验方法1.1实验原料普通硅酸盐水泥:陕西尧柏特种水泥有限公司,P.O 42.5 水泥,其化学成份及物理指标见表1。
石膏掺入种类对水泥性能的影响摘要:用不同种类的石膏对水泥凝结时间调凝时,硅酸盐水泥的性能存在较大的差别,其力学强度由大到小的顺序为:二水石膏、氟石膏、磷石膏、硬石膏、半水石膏,半水石膏对早期强度影响较大,而磷石膏缓凝效果过强。
对于硅酸盐水泥,适宜的调凝剂为二水石膏、氟石膏和硬石膏。
本文通过分析对比,研究了产生这些差异的机理,进而进一步了解了石膏种类对水泥性能的影响。
关键词:石膏、掺量、水化过程、水化产物1引言硅酸盐水泥中掺加适量的石膏不仅可调节凝结时间,同时还能提高早期强度。
通常水泥生产过程中所用的石膏为一水石膏,但近来有一些研究表明,其它种类的石膏同样可作为缓凝剂。
不同种类的石膏对水泥凝结时间和强度的影响也各不相同,本文选取了五种石膏:常用的二水石膏、资源丰富的天然硬石膏、半水石膏和两种工业废料---磷石膏和氟石膏,并对其加入硅酸盐水泥熟料后粉磨而成的水泥的各项性能进行了研究。
2石膏的分类本文主要介绍了五种石膏以不同的掺量与硅酸盐熟料共同粉磨而成的各种水泥的物理性能,并且从石膏的性能和水化产物的微观形貌进行了解释对比。
2.1二水石膏天然二水石膏又称生石膏、软石膏或简称石膏,分子式为CaS04.2H20。
学组成的理论质量为:CaO-32.57%,S03~46.50%,H20~20.93%,常伴有粘土细砂等杂质。
二水石膏属单斜晶系,Ca2+联结[SO4]2-四面体,构成双层的结构层,H20子则分布于双层结构层之间。
石膏的双晶形常成燕尾状。
由于二水石膏的晶面发育好,其解理完全,所以在显微镜下常看到菱形薄板状、柱板状或针状体。
不论何种晶形的二水石膏,其折射率是一定的,Ng=1.529,N P=1.520。
2.2生石膏天然硬石膏主要由无水硫酸钙(CaS04)组成,化学组成的理论质量为:CaO-41.19%,S03~58.81%,属正交晶系,晶体参数为:a=0.697nm,b=0.698nm,c=0.623nm。
Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2023, 13(3), 182-188 Published Online May 2023 in Hans. https:///journal/hjcet https:///10.12677/hjcet.2023.133021改性膨润土吸附剂的制备与性能研究及其吸附水中磷的研究周梁洪,张 敏,蔡节奎,秦泽栋,张 杭阳光学院土木工程学院,福建 福州收稿日期:2023年3月13日;录用日期:2023年5月3日;发布日期:2023年5月10日摘 要含钙镁离子的改性膨润土吸附剂(BS600)对水中磷具有良好的吸附性能。
本文采用XRD 、BET 、SEM 等手段表征了改性膨润土吸附剂制备后的化学组成、结构和微观形貌。
考察了pH 、投加量因素对BS600吸附磷酸盐的影响。
溶液pH 明显影响BS600对水中磷的吸附量。
结果表明,在pH > 4时,BS600对磷酸盐的去除率达到80%。
当投加量 ≥ 4.0 mg·L −1,BS600对水中总磷的去除率大于95%。
根据Langmuir 模型拟合,B600和BS600对水中磷酸盐的最大吸附量分别为0.1 mg P·g −1和11.45 mg P·g −1,改性膨润土吸附剂吸附性得到较大提升。
本研究将为低成本改性膨润土吸附剂去除水中磷酸盐提供科学依据和技术基础。
关键词改性膨润土,磷酸盐,吸附剂,钙镁离子Research on Preparation and Properties of Modified Bentonite-Based Adsorbent and Its Adsorption of Phosphorus in WaterLianghong Zhou, Min Zhang, Jiekui Cai, Zedong Qin, Hang ZhangCollege of Civil Engineering, Yango University, Fuzhou FujianReceived: Mar. 13th , 2023; accepted: May 3rd , 2023; published: May 10th, 2023AbstractThe modified bentonite-based adsorbent (BS600) containing calcium and magnesium ions has good周梁洪等adsorption performance for phosphorus in water. In this paper, XRD, SEM and BET were used to cha-racterize the chemical composition, crystal structure and micro-morphologies of BS600. The effects of pH and dosage on phosphate removal by BS600 were investigated. The pH of the solution obviously affects the adsorption amount of phosphorus in water by BS600. The results show that the adsorp-tion on BS600 reached 80% at pH > 4. The removal rate of total phosphorus in water by BS600 is greater than 95% when the dosage ≥ 4.0 mg·L−1. According to the Langmuir model fitting, the maxi-mum adsorption capacity of B600 and BS600 for phosphate in water is 0.1 mg P·g−1 and 11.45 mg P·g−1, respectively. The adsorption capacity of modified bentonite-based adsorbent was greatly im-proved. This study will provide scientific basis and technical basis for the application of the low-cost modified bentonite-based adsorbent to remove phosphorus in water.KeywordsModified Bentonite-Based, Phosphate, Adsorbent, Calcium and Magnesium IonsThis work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言水中磷的存在是生物体生长不可缺少的主要元素之一,但也是植物生长的限制因素之一[1],当水中磷含量过高,会引起水体富营养化问题。
第52卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.52,No.12 2023年12月 Liaoning Chemical Industry December,2023收稿日期: 2022-11-23磷酸钾镁水泥水化产物K 型鸟粪石稳定性研究杨启乐,杨元全*(沈阳理工大学 材料科学与工程学院,辽宁 沈阳 110158)摘 要:磷酸钾镁水泥是一种凝结硬化快、黏结强度高且环境适应性广的新型胶凝材料,广泛应用于工程快速加固、快速修补和国防建设及有害物质固化等方面。
K 型鸟粪石是磷酸钾镁水泥主要水化产物,是强度的主要来源,K 型鸟粪石的热稳定性对于磷酸钾镁水泥在面临各种复杂环境时更好发挥各项优势具有重要的影响。
采用溶解-沉淀法合成高纯度的K 型鸟粪石,利用X 射线衍射(XRD )、热重分析(TG/DSC )、红外光谱分析(FTIR )等方法研究了温度对K 型鸟粪石稳定性的影响规律。
结果表明:经50~110 ℃低温加热后K 型鸟粪石有不同程度的损失,50 ℃时损失较少,110 ℃时物相已完全被破坏。
关 键 词:K 型鸟粪石;磷酸钾镁水泥;温度;稳定性中图分类号:TQ172.1 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)12-1786-05磷酸镁水泥(MPC )是一种凝结硬化快、强度高、体积稳定性好的一种新型水泥材料,由氧化镁和磷酸盐通过酸碱反应快速凝结硬化而成,若原材料采用磷酸二氢钾即为磷酸钾镁水泥(MKPC )[1-2]。
近年来国内外对磷酸盐水泥的关注持续增加,根据发表文献数据来看,国外对MKPC 的研究起步较早,国内的研究热度日渐增长。
从研究内容来看,国外已经发展为深入到材料结构机理和性质的研 究[3],如水化机理对水化产物的稳定性的影响;国内的研究主要在宏观性能方面,如掺合料改性优化其实际应用。
MKPC 在应用范围较广泛,因此会面临多种环境类型,如高温等复杂环境[4]。
MKPC 的稳定性主要由其水化产物K 型鸟粪石直接影响,研究K 型鸟粪石热稳定性,有利于MKPC 在复杂环境的应用。
粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐的吸附试验研究粉煤灰陶粒是一种常见的工业废料,它具有多孔、高比表面积和良好的吸附性能等特点。
废水中的磷酸盐是一种常见的污染物,具有较强的毒性和难以降解的特性。
因此,利用粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐进行吸附具有一定的研究和应用价值。
本文基于相关实验数据和观察结果,对粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐的吸附效果进行了深入研究和实验验证。
首先,本文介绍了粉煤灰陶粒的制备方法。
粉煤灰是燃煤过程中产生的一种矿渣,经过研磨和筛分等工艺处理后,得到颗粒状的粉煤灰陶粒。
该制备方法简单、成本低廉,能够有效利用工业废料,减少环境污染。
接下来,本文详细介绍了废水中磷酸盐的吸附特性。
磷酸盐是自然界中广泛存在的一种物质,但过量的磷酸盐会对水生生物和水环境造成严重的危害。
研究表明,粉煤灰陶粒对废水中的磷酸盐具有较好的吸附性能,能够通过吸附作用将磷酸盐固定在陶粒表面,从而有效地减少磷酸盐的浓度。
随后,本文设计了一系列的吸附实验,并对实验结果进行了分析和讨论。
实验结果显示,粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐的吸附量随着陶粒粒径的增加而增加,随着废水中磷酸盐浓度的增加而减少。
此外,本文还考察了废水温度、废水初始pH值、陶粒用量等因素对吸附效果的影响。
实验数据表明,废水温度在一定范围内对吸附效果影响较小,废水初始pH值和陶粒用量对吸附量有明显的影响。
最后,本文对粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐的吸附机制进行了初步探讨。
通过分析实验结果和现有的吸附理论,本文认为粉煤灰陶粒对废水中的磷酸盐主要通过物理吸附、化学吸附和离子交换等机制进行吸附。
其中,物理吸附和化学吸附是主要的吸附方式。
综上所述,本文通过实验研究了粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐的吸附性能。
实验结果表明,粉煤灰陶粒对废水中的磷酸盐具有较好的吸附效果,并受到多种因素的影响。
该研究为进一步应用粉煤灰陶粒处理废水提供了理论和实验基础,也为减少废水中磷酸盐的污染提供了新的思路和方法。
但是,本研究仍然存在一些局限性,需要进一步的实验和研究来验证和完善继续研究废水中磷酸盐的吸附机制是非常重要的,因为磷酸盐是一种重要的水体污染物,在农业和工业生产中广泛存在。
掺合料对磷酸镁水泥微观结构及耐水性影响的研究
郝括;刘润清;张尧;杨元全
【期刊名称】《沈阳理工大学学报》
【年(卷),期】2022(41)6
【摘要】磷酸镁水泥凝结速度快、早期强度高、耐磨性好,但其耐水性较差,长时间浸泡水中或者长时间处于潮湿环境下强度会倒缩,为此在磷酸镁水泥中分别加入粉煤灰、普通硅酸盐水泥、硅灰等无机掺合料,研究在静态和动态水环境下掺合料对磷酸镁水泥耐水性能及微观结构的影响。
结果表明:粉煤灰、普通硅酸盐水泥、硅灰改性均可改善磷酸镁水泥的耐水性,其中硅灰改性磷酸镁水泥的改善效果最为明显,其在静、动态水环境中浸泡7d的强度保留率均可达到90%以上,质量保留率在99.4%以上;掺合料的加入对磷酸镁水泥水化产物影响不大,主要水化产物仍以K型鸟粪石为主;掺入硅灰的磷酸镁水泥经动水浸泡后密实性最好。
【总页数】8页(P34-40)
【作者】郝括;刘润清;张尧;杨元全
【作者单位】沈阳理工大学材料科学与工程学院;中国建筑第八工程局有限公司上海分公司第五分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.31
【相关文献】
1.磷渣粉-硅灰掺合料对氯氧镁水泥微观结构和性能的影响
2.掺合料对磷酸镁水泥的性能影响及机理研究
3.复合矿物掺合料颗粒级配对水泥砂浆强度及微观结构的影响
4.矿物掺合料对氯氧镁水泥稳定碎石基层耐水性的影响
5.复掺矿物掺合料对氯氧镁水泥耐水性能的影响
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第16卷第2期 2013年4月 建筑材料学报
JOURNAL OF BUILDING MATERIALS Vo1.16。No.2
Apr.,2013
文章编号:1007—9629(2013)02—0321—06 水化普通硅酸盐水泥颗粒吸附水中磷酸盐研究
任勇翔 , 王艳萍 。, 段晓星 , 刘 钢 , 杨永哲 , 黄廷林 (1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055;2.西安建筑科技大学西部 建筑科技国家重点实验室(筹),陕西西安710055;3.新疆煤炭设计研究院有限责任公司, 新疆乌鲁木齐830000;4.武汉钢铁(集团)公司后勤集团房产公司,湖北武汉430080)
摘要:以水化普通硅酸盐水泥颗粒为吸附剂,研究了时间、温度和粒径等因素对其吸附PO 一效果 的影响.结果表明:在20℃,粒径0.5~1.0 mm,初始PO 质量浓度100 mg/L条件下,水化普通 硅酸盐水泥颗粒吸附平衡时间为192 h,平衡吸附量高达16.06 mg/g;经0.25 mol/L盐酸活化后, 水化水泥颗粒对POi一的平衡吸附量增至18.54 mg/g;粒径2.0~3.0 mm的颗粒对Po:的吸附 效果优于0.5~1.0 mm和5.0~6.0 mm的颗粒.吸附过程遵循假二级动力学模型・,符合Freundli— ch等温方程.热力学解析的结果表明:酸活化水化水泥颗粒吸附POi一时焓变△H一7.56 kJ,/mo1, 熵变AS一0.041 6 kJ/(mol・K);4,20℃的吉布斯自由能△G分别为一3.98,一4.65 kJ/mol;酸活 化水化水泥颗粒对POi一的吸附是一个以吸热、化学吸附为主,熵推动且自发的过程. 关键词:水化普通硅酸盐水泥;磷酸盐;吸附行为;酸活化;热力学解析 中图分类号:X78 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1007—9629.2O13.02.025
Behavior of Phosphate Adsorption to the Hydrated Ordinary Portland Cement
REN Yong—xiang ”,WANG Yan—ping ,DUAN Xiao—xing ,L儿,Gang , YANG Yong—zhe ,HUANG Ting—lin (1.School of Environmenta1 and Municipal Engineering,Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055,China;2.State Key Laboratory of Architecture Science and Technology in West China (Preparatory Stage),Xi’an University of Architecture and Technology,Xi’an 710055,China;3.Xinjiang Coal Industry Research Academy Co.,Ltd.,Urumchi 830000,China;4.Realty Estate Company of Logistic Group,Wuhan Iron and Steel(Group)Corporation,Wuhan 430080,China)
Abstract:Effects of time,temperature and particle size on phosphate adsorption by the hydrated ordinary Portland cement(HPC)were studied.The results show that the adsorption equilibrium reach in 192 h and the adsorption capacity is higher than 1 6.06 mg/g when the temperature is 20℃,particle size is 0.5— 1.0 mm and the initial concentration is 100 mg/L.The acid activation of HPC can enhance phosphate re— moval and the adsorption capacity of HPC subject to the treatment of 0.25 mol/L of hydrochloric acid,re— suiting in the adsorption capacity increased to 18.54 mg/g.Adsorption capacity of HPC with particle size of 2.0—3.0 rnm is better than that of 0.5—1.0 mm and 5.0—6.0 mm.Kinetics data are fitted with pseu— do—second—order model,the behaviour of phosphate adsorption on the particle of HPC could be appropri— ately fitted as Freundlich isotherm.Results of thermodynamic analysis on the phosphate adsorption to the particle of HPC subjected to the acid activation indicated that the adsorption heat△H is 7.56 kJ/mol,the entropy AS is 0.041 6 kJ/(mol・K)and the Gibbs free energy AG at 4℃and 2O℃are一3.98 kJ/mol and
收稿日期:2011-10—31;修订日期:2012—06—13 基金项目:住房和城乡建设部科学技术项目计划(2012一k7—21);国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07212-002—004 003);国家 自然科学基金资助项目(50830303) 第一作者:任勇翔(1968一),男,陕西铜川人,西安建筑科技大学教授,博士.E—mail:ryx@xauat.edu.cn 322 建筑材料学报 第16卷 -4.65 kJ/mol,respectively.It means that the adsorption is an endothermic and spontaneous process with entropy increase and chemisorption. Key words:hydrated ordinary Portland cement(HPC);phosphate;adsorption behaviour;acid activation; thermodynamic analysis
水体富营养化现象已成为人类所面临的严重水 环境问题之一,因磷是引起水体富营养化的关键元 素,因此污水除磷成为目前水处理领域的重要课题. 吸附除磷法以其操作简单、处理成本低、效果稳定等 优点得到了广泛应用.研究表明,富含钙、铝、铁的吸 附剂,吸附磷能力较强口 ].硅酸盐水泥中含有丰富 的钙、铝、铁等金属氧化物,其不仅廉价,原料也易获 取【2 ].国外已有研究表明水化普通硅酸盐水泥(hy— drated ordinary Portland cement,HPC)能有效吸 附水中的磷酸盐l_4],而国内相关报道较少.将水化普 通硅酸盐水泥颗粒(以下简称水泥颗粒)作为磷酸盐 吸附剂,既可有效去除水中的磷,也可实现“以废 治废”. 本研究以水泥颗粒和酸活化改性水化水泥颗粒 为磷酸盐吸附剂,探讨了水泥颗粒吸附磷酸盐的主 过程进行了解析. 1 材料与方法 1.1试验材料与仪器 水泥颗粒:秦岭水泥厂产42.5普通硅酸盐水泥 在室温下经72 h水化(Tk灰比”为0.4)、硬化、自然 风干后,研磨成颗粒,由于水泥颗粒在水中会释放大 量碱度,导致水中pH值升高很快,难以稳定,故将 研磨后的颗粒放入带有搅拌桨和虹吸液位控制装置 的淘洗桶中,用自来水连续淘洗约100 d至中性,在 120℃下烘干后筛分成粒径为细(0.5~1.0 mm)、 中(2.0~3.0 ram)、粗(5.0~6.0 ram)的颗粒备用. 试验用水泥颗粒的主要化学组成及物化特性见 表1.水泥颗粒具有极高的碱性,其表面pH值为 11.76,经连续100 d水洗后其pH值稳定在7~8, 要影响因素和吸附特性,并对吸附动力学和热力学 试验结束时溶液pH值为7~9. 表1 水泥颗粒主要化学组成及物化特性 Table 1 Chemical composition and physical and chemical characteristic of HPC
Note:pHzPc represents pH value of zero potentia1. 酸活化改性水化水泥颗粒:在常温常压下,将质 量浓度分别为0.05,0.25,0.40,0.50 mol/L的HC1 和水泥颗粒以20:1的液固比加入反应器匀速搅拌 2 h后,固液分离,颗粒经水洗至中性,烘干后筛分为 0.5~1.0 mm粒径备用. 试验用含磷溶液采用KH PO 溶于去离子水 中配置而成. 主要仪器:恒温振荡箱(BS一2F,江苏省金坛市 精达仪器公司)、紫外可见分光光度计(752N,上海 精科)、DMAX一2400型X射线衍射仪(El本理学公 司)、GSM58OO型扫描电镜(日本理学公司)、3H一 2000型全自动氮吸附比表面积仪(北京汇海宏纳米 科技有限公司). 1.2试验方法 1.2.1 吸附试验 取100 mL含磷溶液置于锥形瓶,加入0.5 g吸 附剂(水泥颗粒),以200 r/min的频率在恒温箱中 振荡.分别选取不同温度、粒径和酸活化浓度的吸附 剂进行研究,取反应后上清液,过0.45 m微孔滤 膜,用钼酸铵分光光度法 测定滤液中Poi一质量 浓度,相同条件下作2个平行样.水泥平衡吸附量q 按下式计算: q 一(C。一C )Vim 式中:C。和C 分别是原水中POi一质量浓度和吸附 平衡后溶液中P0i一质量浓度,mg/L;V是废水体 积,L;m是吸附剂投加量,g. 1.2.2吸附动力学试验 在吸附试验最佳反应条件下,研究水泥颗粒对 PO43一吸附量与吸附时间的关系,根据所得数据进 行吸附动力学方程拟合、分析. 1.2.3吸附等温线拟合 取0.5 g的吸附剂,分别加至i00 mL的初始