钙矾石晶体热分解的动力学

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1、第35卷第12期谢友均等：复合超细粉煤灰混凝土的徐变性能·1641·硅酸盐学报第35卷第12期Vol.35，No.122007年12月JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETYDecember，2007钙矾石晶体热分解的动力学1,213杨鼎宜，孙伟，刘志勇(1.东南大学材料科学与工程学院，南京210096；2.扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225009；3.烟台大学土木工程学院，山东烟台264005)摘要：用热分解曲线研究了钙矾石(ettringite，Aft)晶体的热分解动力学。在不涉及分解机理的情况下，用Friedm

2、an法求得AFt晶体的分解活化能，并以多元非线性回归对其进行了优化。同时，对4个扫描速率的热分析曲线进行非线性拟合，通过各步动力学参数的变化达到最佳拟合效果，比较各种可能预设过程的拟合结果，从而推断出最概然反应机理函数以及活化能、反应级数和指前因子等动力学因子，并对不同的温度下的AFt晶体热分解行为进行了预测。关键词：钙矾石晶体；热分解动力学；反应机理；活化能；反应级数；指前因子中图分类号：TU52文献标识码：A文章编号：0454–5648(2007)12–1641–05THERMALDECOMPOSITIONKINETICSOFETTRINGITE

3、CRYSTAL1,213YANGDingyi，SUNWei，LIUZhiyong(1.TheCollegeofMaterialsScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096;2.TheCollegeofCivilScienceandEngineering,YangzhouUniversity,Yangzhou225009,Jiangsu;3.TheCollegeofCivilEngineering,YantaiUniversity,Yantai264005,Shandong,China

4、)Abstract:Thethermaldecompositionprocessofettringite(AFt)crystalisillustratedbymeasuredthermaldecompositioncurves.TheactivityenergyofthethermaldecompositionofAFtcrystalisanalyzedusingtheFriedmanmethod,withoutinvolvinganydecompo-sitionmechanismofsolidstate,andthenoptimizedbythem

5、ultivariatenon-linearregression.Thenon-linearfittingisappliedtothefourdecompositionkineticscurveswithdifferentscanningspeeds.Thethreekineticsfactorsofactivityenergy,reactionorderandpre-exponentialfactorarededucedfromtheoptimalfittingeffectbychangingthekineticsparameters,andthef

6、ittingresultsofvari-ouspossiblepresuppositionprocessesarecompared.ThethermaldecompositioncoursesofAFtcrystalunderdifferenttemperaturesareforecasted.Keywords:ettringitecrystal;thermaldecompositionkinetics;reactionmechanism;activationenergy;reactionorder;pre-exponentialfactor[1]钙

7、矾石(ettringite，Aft)晶体的热稳定性直接关质与温度关系的一种技术。热分解动力学是应用系到以AFt晶体为主要膨胀源的膨胀剂、膨胀水泥热分析技术，研究反应的动力学参数和机理函数，以及自应力水泥的高温稳定性，也关系到采用这些从而获取物质的物理性质和化学反应速率和机理的材料制备混凝土的使用环境温度范围、大体积混凝一种方法。由于操作快速方便、样品用量小，可以土内部的温升控制、养护制度以及混凝土材料的耐减少样品之间的热转换，从而提高了实验数据的重久性。现性。实验应用热分析动力学原理，采用综合热分热分析是在程序控制温度下测量物质的物理性析技术，对AF

8、t晶体的热分解行为进行了研究。收稿日期：2007–04–17。修改稿收到日期：2007–05–22。Rece