提高氧化钙抗水化性能的措施

　　为了提高氧化钙材料的抗水化性能，人们对其水化机理进行了深入研究，并对如何获得低气孔率进行了深入研究.高密度.研究了抗水化性强的氧化钙材料。主要研究措施可分为：促进烧结法.表面处理法.外加电场抑制水分子吸附法。

　　促进烧结法

　　促进烧结的关键是促进氧化钙材料的烧结和致密性。随着烧结温度的升高，氧化钙的微观结构发生了演变，颗粒尺寸增加，晶格畸变和晶体参数减少，晶体发育良好，氧化钙的水化活性降低。

　　但是，提高烧结温度会增加制备成本。相比之下，添加烧结添加剂法具有操作简单、成本低的优点，可以制备高密度、抗水化性能好的氧化钙材料。

　　根据烧结机理的不同，氧化钙常见的烧结助剂分为固相烧结助剂，如固相烧结助剂ZrO2.TiO2.CeO2.La2O3.Mg(OH)他们不会和CaO形成低熔点化合物。另一种是液相烧结添加剂，会发生部分熔化和液体形成，如CuO.Al2O3.Fe2O3和MgAl2O4等。

　　固相烧结

　　单斜ZrO2可提高氧化钙材料的抗水化性能，其基本原理是单斜ZrO2有效促进氧化钙烧结致密化，降低游离氧化钙含量。此外，还有氧化钙和氧化钙。ZrO2反应产生疏水性CaZrO3.分布在氧化钙晶体边界，容易水化，有效防止水化反应，提高氧化钙材料的抗水化性能。

　　ZrO2添加过多会导致体积膨胀效应加剧，降低材料的耐水性。研究结果表明，单斜斜ZrO2添加量为10wt氧化钙材料具有好的抗水化性。

　　在氧化钙中加入TiO2后，由于氧化钙和TiO2之间的烧结反应，在样品中检测到各种钙化合物，包括钙化合物，Ca2SiO4(C2S).Ca3SiO5(C3S)和Ca3Ti2O7.样品的体积密度为2。.51g·cm-3提高到2.93g·cm-3、显孔率由23.2%降至8.3%，氧化钙材料的致密性和抗水化性得到提高。

　　高温下La2O3和CeO2与氧化钙反应形成固溶体，在材料中产生阳离子空位，促进烧结致密;烧结温度为1650时℃氧化钙样品的致密度为98.5%[29]。古瑞琴等[30]在氧化钙材料中加入氧化钙材料CeO2，发现由于Ca2+和Ce4+半径相近，形成不等价置换固溶体，促进材料烧结，从而提高材料的耐水性。

　　研究也发现了Mg(OH)2可提高氧化钙的烧结致密性，主要是由于氧化钙的烧结致密性Mg(OH)2不仅促进了氧化钙颗粒的生长，而且使氧化钙颗粒的尺寸更加均匀，改善了材料的微观结构，降低了材料的孔隙率，提高了氧化钙材料的抗水化性。

　　液相烧结

　　研究CuO烧结助剂对CaO结果表明：反应过程中形成的液相CaO·CuO能促进材料在较低温度下烧结，当材料在较低温度下烧结时，CuO添加量为1%(w)时，1550℃热处理后材料的致密度提高到理论密度的93%。

　　Al2O33可与氧化钙反应生成33CaO·Al2O3(C3A)相化合物，C3A它是一种低熔点矿物相，可以在低温下出现液相，促进烧结。如果产量不大，材料的高温性能就不会显著降低。它主要分布在氧化钙颗粒之间，并包裹在氧化钙颗粒中，从而促进样品的烧结致密性和氧化钙颗粒的生长。

　　Ghasemi-Kahrizsangi等[34]研究发现纳米Fe2O3有利于促进氧化钙材料的烧结和密化。作用机理包括三个方面：纳米颗粒可以填充孔隙，提高材料密度，减少水化通道;纳米Fe2O3在氧化钙晶体中解度高，在氧化钙中形成阳离子空位，原子迁移率高;此外，纳米Fe2O3还有利于促进氧化钙颗粒的生长，终提高烧结石灰的抗水化性能。当烧成温度为1650时℃且添加纳米Fe2O当质量分数为8%时，氧化钙材料的体积密度达到3%.20g·cm-3。

　　添加MgAl2O4纳米颗粒能显著提高氧化钙的抗水化性能，这是由于将游离氧化钙转化为游离氧化钙C3A和CaO·Al2O3(CA)等等，从而降低材料中游离氧化钙的含量，并通过形成致密的微观结构来促进致密。