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对高岭土混水泥水化与地下水和海水磁化率的测量
摘要：偏高岭土在碳酸盐水泥水化与地下水和海水中起的作用通过磁化率研究来描述。水泥贴包含0 wt %,10 wt %,20 wt %和30 wt %替代的偏高岭土和水/水泥(W / C)比0.4的准备。磁化率在不同水化时期是由法拉第居里平衡决定的，并和相关外加剂水泥的凝结时间和抗压强度的变化相关。与海水处理水泥浆相比,地面处理的水水泥粘贴的磁化率有更打意义。观察到的结果表明,不考虑水的情况下,磁化率增加随偏高岭土增加而增加。
关键词：磁化率；掺合料水泥；水化作用；火山灰活性；海水
1.介绍
水泥是一种细碎的,通常是灰色的矿物粉。硅酸盐水泥主要由硅酸三钙、硅酸二钙三钙铝酸盐和铁铝酸四钙在有石膏的情况下和水反应,产生各种各样的水化产物。一般来说硅酸三钙和硅酸二钙与水反应形成硅酸钙水合物(C-S-H)和氢氧化钙(CH)。铝酸三钙和铁铝酸四钙与石膏和水产生反应钙矾石(尾部)和 (AFm)。
用火山灰材料替代水泥有诸多优势，比如：提高胶结属性、减少总能耗、减少费用、减少二氧化碳的产生。一个这样的火山灰是偏高岭土在一个精心控制热的过程激活高岭石粘土下获得的。高岭石是在600 - 700°C下脱水产生的,导致主要结构瓦解和火山灰活性显著增加。偏高岭土在微观结构、热性能和机械支撑等方面的作用已经被广泛传播。在印度,由于气候变化和自然灾害（洪水、延迟的季风,海啸和地震等），饮用水质量下降了，来源减少了。这种情况下,使用其他替代像雨水、河水和一个潜在的自然也就是,海水也可以想到,只要是无害的。Barathan et al 在x波段微波技术的帮助下研究了不同种水对水泥水化的影响。他们有报道称,水泥与海水混合最高价值的介电常数(ε)和电气电导率(sigma;)，然后是地下水，再然后是耕作过的水。根据Manu Santhanam et al所说：高氯浓度的海水可以在C3A反应中起重要作用。Palomo et al报道称砂子构成的砂浆和碱激发的偏高岭土沉浸在去离子水、海水、硫酸钠溶液和硫酸溶液中。根据观察,积极解决方案对微观结构的演变和这些材料的强度几乎没有负面影响。
水泥符号: C=CaO; S=SiO2; H=H2O; C3S=3CaO·SiO2; C2S=2CaO·SiO2; C3A=3CaO·Al2O3; C4AF=4CaO·Al2O3·Fe2O3; CH=Ca(OH)2.
随着水泥水化的进行，反应产物随时间从一个阶段到另一个地方,因此有磁化率变化的可能性。易感性(chi;)测量是用来检测铁的溶解极限在C3A的不同形式。根据 David et a所说：粘土矿物有更高的氧化物,因此这个因素提高了磁化率值。Sagnotti et al报道称. 低场磁实验室内部校准和无磁滞效应的敏感性的测量使土盐、Gd2O3和商业水泥稀少。Bidegain et al.报道说：硅酸盐水泥由于其与地球磁场的校准使得其有剩磁存在。磁化率的测量明显显示了胶结特性随时间的变化。
据我们所知,水泥水化的磁性研究是有限的,迄今没有一个磁性研究已报告在水化的偏高岭土掺合料水泥水化地下水和海水。几种磁方法可用于测量磁化率但Faraday-Curie平衡是一个非常敏感的和合适的方法来测量的敏感性非常小数量的样品。在目前的研究中,作者提出了磁化率测量水泥和偏高岭土掺合料水泥浆水化与地下水和海水在不同水化时间间隔通过使用印度的Annamalai大学的物理系材料科学实验室中的Faraday-Curie平衡。
2．实验
2.1实验材料和方法
商业偏高岭土(可)和普通硅酸盐水泥(OPC)被用于目前的工作。这两个样本进行化学分析标准应用程序和组件(wt %)如下水泥: CaO 63.32, SiO2 21.70, Al2O3 5.40, Fe2O3 3.40, MgO 2.69, SO3 2.70, 烧失量0.79. 偏高岭土: CaO 0.50, SiO2 68.54, Al2O3 23.55, Fe2O3 0.58, MgO 0.60, MnO 0.02,烧失量3.98. 不溶残渣1.20. 地下水(GW)和海水(SW)使用印度Tamilnadu库达（表1）Tamilnadu供水和排水板推荐使用的标准程序。在这个调查,胶砂中水/水泥比率为0.4使用地下水和海水。水泥部分替换为不同的偏高岭土(0 wt %,10 wt % 20 wt %和30 wt %)。样品水分的不同时期,30分钟后立即混合, 10 h后,然后1 d,2 d,4 d,1周、2周和4周在丙酮接触下在105C下烘干 1 h。干样品粉末,用于磁化率测量。凝结时间、抗压强度偏高岭土掺合料测量见表2所示。
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Table 1. Contents of solvents of sea water and ground water |
(micro;g·gminus;1) |
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Water |
Cl |
Mg |
Ca |
S |
Na |
|
|
Sea water |
16400 |
1080 |
272 |
5.80 |
9100 |
|
|
Ground water |
70 |
20 |
68 |
2.50 |
155 |
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Table 2. Setting time, compressive strength of metakaolin admixtured cement treated with ground water and sea water
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Water |
MK content / |
Setting time |
Compressive strength / MPa |
|||||
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wt% |
Start |
End |
1 d |
1 week |
4 weeks |
|||
|
0 |
4:45:00 |
6:35:00 |
10.6 |
34.3 |
48.5 |
|||
|
GW |
10 |
4:15:00 |
6:15:00 |
21.2 |
42.3 |
58.2 |
||
|
20 |
3:15:00 |
5:30:00 |
24.5 |
54.5 |
71.5 |
|||
|
30 |
2:15:00 |
4:30:00 |
32.4 |
58.4 |
78.5 |
|||
|
0 |
4:10:00 |
6:20:00 |
13.1 |
34.4 |
33.1 |
|||
|
SW |
10 |
3:55:00 |
6:00:00 |
23.7 |
43.4 |
41.7 |
||
|
20 |
2:40:00 |
5:05:00 |
25.4 |
55.5 |
52.2 |
|||
|
30 |
1:55:00 |
4:15:00 |
34.2 |
59.2 |
57.5 |
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2.2实验步骤
图1显示了Faraday-Curie和Heyding的杆件类型的关系。它由一个它由一个光铝梁（AB）一个25厘米长的悬浮的细铜线构成，其上端是焊接扭头。样本保持器被连接到玻璃管（克）的下端，从铝梁的左端悬吊 。一面小镜子链接在光束的中心。一个圆形的刻度设置在玻璃管的上端有利于样品的旋转从0到360ordm;。臂的右端带有一个铝制的阻尼叶片，并在一个很轻的粘性油的一个冲罐中浸泡 。这种安排有效地减少了所有外部的振动。上面的铝梁有一个平衡线圈（C）包括500匝铜线缠绕在一个中空的矩形框上。强大的马蹄形永久磁铁（mm）生产强大的径向磁场包围圈C 。线圈移动的径向磁场构成了一个电流计 。通过适当的电流通过线圈用分压器设置，可以抵消偏转 。数字毫伏表测量电流平衡线圈和直接显示值的电压 。
图1.faraday-curie平衡
2.3校准
图2校准图居里平衡校准的各种样品的已知的敏感性值。试样在粉末形式中充满试样保持器，并在预定的区域中悬浮，磁力均匀且最大。当磁场接通，样品承受磁场力 。这就产生了一个光束偏转，偏转是由镜子（米）和灯和规模产生。平衡通过合适的电流施加在样品上的力，通过分压器安排调整电阻，因此需要补偿磁力在样品上的电压来完成 。 样品在20旋转并在每个位置重复这一过程，最后的平均电压计算旋转的废除 。实验重复空样品架确定一个零电压V0 。电压差（VSminus;V0）是衡量废除电压的样本 。校准曲线图（图2）被绘制在不同样品的已知磁化率值之间（K2Cr2O7，NiSO4, CaSO4·7H2O, FeSO4·7H2O, MnSO4, Gd2O3, Fe(OH)3 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
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