目录

第1章　化学结合胶凝材料导论1

　1.1　陶瓷材料与水泥2

　1.2　化学结合胶凝材料是水泥和陶瓷的中间产品3

　1.3　化学结合胶凝材料中的酸碱水泥4

　1.4　自然界中由化学结合引起的固化5

　1.5　化学结合胶凝材料的一般定义6

　1.6　化学结合胶凝材料中化学键的性质7

　1.7　溶解度在化学结合中的作用10

第2章　化学结合磷酸盐胶凝材料13

　2.1　磷酸盐结合陶瓷及水泥材料的回顾13

　2.2　磷酸盐结合牙科水泥概述15

　2.3　磷酸镁胶凝材料17

　2.4　化学结合磷酸盐胶凝材料形成的一般原理19

　2.5　文献调研总结20

　2.6　化学结合磷酸盐胶凝材料的应用21

第3章　原材料27

　3.1　用磷酸盐矿石生产的磷酸28

　3.2　酸式磷酸盐29

　3.3　主要氧化物和氧化物矿物31

　3.4　骨料34

第4章　磷酸盐化学39

　4.1　命名法39

　4.2　pH的作用40

　4.3　磷酸盐的溶解特性41

　4.4　磷酸的中和与酸式磷酸盐的形成41

　4.5　缩聚磷酸盐43

　4.6　弱酸的电离常数44

第5章　金属氧化物的溶解特性和胶凝材料反应动力学46

　5.1　化学结合磷酸盐胶凝材料的形成基础——溶解特性46

　5.2　氧化物的溶解及溶液中阳离子的形成47

　5.3　CBPC形成动力学49

　5.4　溶度积常数及其与pH值的相关性51

第6章　CBPC形成的热力学基础55

　6.1　基本热力学关系的回顾55

　6.2　溶解度的热力学57

　6.3　在CBPC形成过程中热力学参数的应用58

　6.4　溶度积常数与温度的相关性60

　6.5　溶度积常数与压力的关系63

第7章　氧化还原机理64

　7.1　氧化和还原反应65

　7.2　氧化还原电位66

　7.3　Eh-pH图68

　7.4　水的Eh-pH图69

　7.5　氧化铁的还原及制备CBPC71

第8章　正磷酸盐的晶体结构与矿物学分析73

　8.1　原子间化学键的性质73

　8.2　晶体结构形成的规则74

　8.3　磷酸盐的主要分子结构76

　8.4　正磷酸盐的主要矿物78

　8.5　与CBPC相关的矿物组成81

　8.6　结论82

第9章　化学结合磷酸镁胶凝材料84

　9.1　MgO的溶解特性及其与酸式磷酸盐的反应84

　9.2　磷酸镁胶凝材料凝结硬化过程中反应速率的控制85

　9.3　磷酸镁基水泥的制备及性能88

　9.4　结论94

第10章　化学结合磷酸锌胶凝材料97

　10.1　氧化锌的溶解性能98

　10.2　磷酸锌胶凝材料的凝结硬化99

　10.3　磷酸锌硬化体中相的形成及其微观结构100

　10.4　磷酸锌水泥的性质100

　10.5　结论101

第11章　化学结合磷酸铝胶凝材料103

　11.1　溶解度随温度升高并形成磷酸盐相104

　11.2　化学结合磷酸铝水泥的制备108

　11.3　CBPC形成时的固结模型111

　11.4　结论112

第12章　化学结合磷酸铁胶凝材料115

　12.1　还原反应是提高溶解度的基础116

　12.2　氧化铁胶凝材料的制备118

　12.3　结论119

第13章　化学结合磷酸钙胶凝材料121

　13.1　磷酸钙水泥化学121

　13.2　硅酸钙和铝酸钙组成的磷酸盐水泥124

　13.3　硅酸盐水泥与CBPC之间的黏合127

　13.4　具有生物医学用途的磷酸钙水泥128

　13.5　结论129

第14章　CBPC基复合胶凝材料131

　14.1　良性废物在CBPC增值产品中的循环利用133

　14.2　纤维增强CBPC产品141

　14.3　寻找合适的应用144

　14.4　结论146

第15章　化学结合磷酸盐涂料148

　15.1　功能型无机涂料的基础：酸碱磷酸盐反应150

　15.2　涂料性能测试154

　15.3　CBPC涂料的化学过程和组成材料156

　15.4　Ceramicrete防腐涂料158

　15.5　印度德里铁柱耐锈蚀案例165

　15.6　Ceramicrete涂层的红外辐射反射和防火特性166

　15.7　结论168

第16章　化学结合磷酸盐水泥——钻井密封材料170

　16.1　影响钻井密封材料浆体设计的参数171

　16.2　井下模拟环境中钻井密封材料的工程特性173

　16.3　钻井密封材料浆体的组成设计176

　16.4　钻井密封材料水泥的其他性能181

　16.5　组成成分对浆体性能的影响183

　16.6　结论185

第17章　化学结合磷酸盐核屏蔽材料186

　17.1　原子的结构及其裂变187

　17.2　核辐射的性质188

　17.3　原子辐射的散射和吸收物理学原理191

　17.4　硅酸盐水泥和钢铁作为屏蔽材料193

　17.5　CBPC作为屏蔽材料的综合优势193

　17.6　CBPC屏蔽性能的计算机模拟研究197

　17.7　强辐射对Ceramicrete屏蔽材料微观结构的影响199

　17.8　产品理念和产品200

　17.9　结论203

第18章　CBPC在放射性废物和危险废物固定中的应用206

　18.1　核燃料循环中废物的来源和性质209

　18.2　放射性污染物的性质211

　18.3　用CBPC稳定固化放射性元素时溶解度的作用214

　18.4　废物验收标准221

　18.5　放射性废物和有害废物的案例研究225

　18.6　大型物体的宏封装241

　18.7　废物玻璃固化的研究243

　18.8　结论247

第19章　化学结合磷酸盐生物胶凝材料252

　19.1　骨骼是一种复合材料253

　19.2　化学结合磷酸盐生物陶瓷255

　19.3　磷酸钙材料的近期进展255

　19.4　镁基生物陶瓷257

　19.5　结论259

第20章　CBPC产品的环境影响评价261

　20.1　从材料生产和处理中得出的影响环境的关键路径261

　20.2　CBPC产品的组成及其对环境的影响262

　20.3　评估普通硅酸盐水泥能源消耗和温室气体排放的EPA模型264

　20.4　CBPC生产过程中能源消耗和直接排放温室气体的估算265

　20.5　CBPC涂料环境影响评估268

　20.6　结论269

附录A　物质的热力学性质271

附录B　溶度积常数281

附录C　矿物名称及其分子式285

后记289