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精品网站在线免费观看 XRD技术揭示火山灰助力CEM IV水泥减碳机制
水泥中天然火山灰的分析 (CEM IV)
ARL X'TRA Companion X 射线衍射系统
天然火山灰通常用作CEM IV水泥的添加剂，以增强其性能并减少碳足迹。CEM IV水泥是波特兰水泥和胶凝材料的混合物，天然火山灰源自火山灰或其他天然来源。X射线衍射 (XRD) 是一种重要的质量控制 (QC) 工具，在水泥生产工艺的所有步骤中都有使用。XRD有助于识别和量化结晶相和非晶相，确保质量和性能的一致性。
在CEM IV水泥中使用天然火山灰可显著减少其碳足迹。通过掺入天然火山灰可取代部分波特兰水泥，从而降低了生产过程中的二氧化碳排放。此外，天然火山灰需要的激活能量通常较低，因而进一步减少了与水泥制造相关的温室气体排放。在CEM IV水泥中使用天然火山灰，结合XRD作为质量控制工具进行分析，可提升性能并降低环境影响，从而促进了可持续建筑实践。
仪器和软件
Thermo Scientific™ ARL™ X'TRA Companion XRD 系统（参见图1）是一款简单易用的台式XRD仪器，适用于常规相分析以及更高级的应用。
图1.ARL X'TRA Companion衍射系统
产品亮点
ARL X'TRA Companion XRD系统采用Bragg-Brentano几何结构的θ/θ联动测角仪（半径160 mm），并配有600 W X射线源（铜或钴靶）。
该系统通过发散和索勒狭缝控制束流的径向和轴向准直，同时通过可变束刀来减少空气散射。
可选配集成式水冷却机。
由于采用了先进的固态像素探测器（55×55 µm间距），ARL X'TRA Companion XRD系统的数据采集速度极快，并具有一键式Rietveld定量功能，可将结果自动传输至LIMS（实验室信息管理系统）。
实验
第一步，以ZnO作为内标，将天然火山灰与约20 wt% ZnO混合，以确定其非晶性。
第二步，使用第一步所获取的信息，用于确定无标定量非晶含量的校准峰值。
使用Cu Kα（1.541874 Å）射线，以反射模式对火山灰样品和添加火山灰的CEM IV进行测量，时间为10分钟。在上装样品杯中制备样品，并通过旋转样品进行采集。（参见图2和3)。
图2.天然火山灰的测量（10分钟）（非晶含量的校准峰）
图3.含火山灰的Cem IV的测量（10分钟）
结果
01使用ZnO作为内标，测定天然火山灰样品的非晶含量为22.87 wt%（参见表1）。
表1.火山灰的Rietveld精修结果（通过校准峰值得到的非晶含量）
02CEM IV样品中的火山灰总含量为40.7 wt%，包括源自校准峰的非晶含量（参见表2）。在联合精修中，还确定了存在C3S M1/M3及多种钙硫酸盐。所有值均处于CEM IV水泥的典型范围内。
表2.CEM IV的Rietveld精修结果（通过校准峰值得到的非晶含量）
本文结论
ARL X'TRA Companion XRD系统非常适合利用校准峰值对非晶含量进行量化，以便在Rietveld精修过程中测定CEM IV中的总火山灰含量。该仪器配置一键分析功能，操作简便。
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