硫酸钙源对硅酸盐水泥—硫铝酸钙熟料—硫酸钙凝胶体系的水化机理的影响

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1、硫酸钙源对硅酸盐水泥一硫铝酸钙熟料一硫酸钙凝胶体系的水化机理的影响S研究由硅酸盐水泥、硫铝酸钙熟料和硫酸钙组成的两个不同的凝胶系统28天前的水化过程，这两个体系一个似含了石眘，另一个含了等摩尔CaSO4的无水石眘。加入葡萄糖酸钠作为缓凝剂以获彳!Mil够的流动性来浇注试样。固体含S由X射线衍射、扫描电了显微镜和热重分析定性分析和Rietveld精修定暈分析，还奋巾离子色谱分析法分析孔溶液。川热力学模型来模拟三元体系的水化历程。这些结合性的研究可以对水化过程随吋间变化有一个精确的理解，还可以看ili在胶凝体系中起决定性作用的晶体组分和胶凝体系中存在的X射线无定形水化物，这些用传统方法检测

2、不出来。结果显示：石育和无水石育存在的体系的水化机理是相似的，不同的是反应动力学，曲于在葡萄糖酸钠的存在K无水石膏比石膏的溶解速度慢。水化反应幵始于钙矾石和某些X射线无定形水化物的形成。在含奋无水石膏的体系屮，钙矾石的形成反应在添加了缓凝剂以后相比含石咅的体系强烈的推迟。强烈的推迟导致丫X射线无定形的大fi形成。X射线无定形部分由不同的相组成，.FL其化学组成随时间而变化。在早期的水化过程屮，它主耍由A1（OH）3和水化硅酸钙组成，在无水石膏体系中,也乜含了一些单硫型硫铝酸盐。在水化后期，A1（OH）3含量减少，额外的单硫型硫铝酸盐和C-S-H型相形成。1简介由咎通硅酸盐水泥、硫铝酸钙

3、熟料和硫酸钙组成的砂浆能实现快凝，快硬和早期强度高［1-4］，这一点使川普通硅酸盐水泥的砂浆达不到。菽于这个原因，三种胶凝材料制成的砂浆表现出一个对于干拌砂浆产品很奋趣的代锊。巾于以上提到的性能，这种砂浆可以在建筑场所减少工作时间。除了技术上的优势，CSA熟料的产品□经吸引了新的兴趣因为它可以产生比OPC低的（：02排放：&，由于窑内燃烧温度低，原材料（低的03（：03含最）低的C02释放量并且容易粉磨。著作捉供的关于OPC、CSA熟料和CaSO4S元胶凝体系的水化数据或用实验合成材料制备的相似的凝胶体系的数裾非常少［3-5］。在以前的一篇论文中，研究OPC/CSA熟料/无水石咅不同质

4、辩比的三元混合体系，随着无水石咅含餅从8/3/0.5到8/3/1.25变化，OPC含量从5/3/1到8/3/1变化。一方面，发现了在儿周后存在在凝胶屮的水化相的聚结不足强烈的依赖于体系中的起始组成的变化，水化fflti含钙矾石，单硫型硫铝酸盐，OH-AFm（C4AHx中的x=13-19,取决于相对、湿度），半碳酸盐、水化硅铝酸钙和C-S-H型相（水泥符号将在本文中使用如••A:A12O3、C:CaO、F:Fe2O3、H:H2O、M:MgO、S:SiO、S:SO3、T:TiO2）。一•些无定形/微品八比在早期已经形成并且在OH-AFm^单硫型硫铝酸盐形成反应时被部分消耗。另一方面，在起始

5、三元组分的变化严重影响钙矾石与单硫铝酸钙的质量比。众所周知，通过硫酸钙的数量或来源的不M，如石膏、半水石膏、无水石膏，OPC或CSA的水化过程不同。在OPC中，为丫在水化早期形成钙矶石，考虑到C3A的数量和反应活性，硫酸钙的类型和含fi是讨以最优的［6］。4:纯的CSA水泥中，加入的硫酸钙的数量和类型对水合物的聚集影响不大。硫铝酸钙（C4A3S）和硫酸钙源反应生成钙矾石和单硫型硫铝酸盐。但是，被加入的硫酸钙的数跫严重影响钙矾石与单硫铝酸盐的质量比和完企伞部水化的耑水S［7-9］。硫酸钙的反应活性（溶解度和溶解速度）影响早期钙矾石的数在二元胶凝体系屮，硫酸钙的反;、V:活性和溶解速度足在

6、水化早期形成钙矾石或单品硫鉍酸盐的关键因素［5］。如果硫酸钙的反应活性非常低，单硫铝酸盐对能形成而不是钙矾石。但是，尽管关于三元胶凝体系水化机理杏有效数据，但是还是存在没存解决的问题。一方面，在胶凝体系中存在的一个東要的部分-X射线无定形水合物，还有其组成仍然是一个需耍探讨的问题。AH3和C-S-H型相假设是其屮的一部分，然而它也包含了不能川X-射线衍射技术或热秉分析法检测出的其他水合物(因为有秉登区)。在另一方而，以前的研究表明在含无水石膏的三元胶凝体系中，为获得充足的工作性必须使用冇机缓凝剂，还冇柠檬酸可以杏效的减缓早期水化反应，例如钙矾石的形成［3,4］。但是，句含不同的硫酸钙的

7、CSA基三元体系中添加的有机缓凝剂的影响也从來没有在文章中被描述过。为了研究这些课题，两个基于OPC、CSA熟料和石膏或无水石膏的三元的胶凝体系在在下被检测。为了获得岡相的定麗组成，水化胶凝材料通过XRD/Rietveld精修和TGA分析研究。为Y观察孔溶液屮化学成分随吋间的变化和评估葡萄糖酸盐在水泥颗粒或水化相上的吸附量，液相通过离子色谱分析法(IC),PH和有机碳总跫等方法研究。蕋于已获得的分析数裾，热力学模型川于计算冇效的饱和指数和模拟固