铝酸盐矿物与碳酸钙的水化活性作用

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1、JoURALoFHE噩I要I工U等N0IJ()GY¨％恙．蕊；期@铝酸盐矿物与碳酸钙的水化活性作用S主悦坠杨德坡曹一民1f7乙于2—————～⋯l、(武汉工业大学430070)摘要通过XRD、SEM和强度检测等方法，分别研究7CaCO与CA单矿、水泥熟料和高铝水泥中的铝酸盐矿物之间的水化反应及过程特征。研究结果表明，CaCO对这几种铝酸盐矿物都具有水化活性作用，它们的水化反应产扣为三碳型水化碳铝酸钙和单碳型水化碳铝醣钙}三坡型碳拓酸钙不稳定，在通常情况下，它喜转化为单碳型碳铝酪钙F水化碳铝酸钙的形成对水泥强度的发展有积极作用。关键词!!竺生壁竺芏堑查些苎些堡冰

2、j尼《中国图书资料分类法》分类号TQ172．762172．7480引言在掺有石灰石的硅酸盐水泥中，适量的碳酸钙对水泥强度及其它的一些性能有积极作用。在水化过程中，碳酸钙可以和cA反应生成水化碳铝酸钙，这已经被一些研究所证宴“。但对其反应机理及水化反应产物稳定存在的形式尚认识不足，对石灰石是否与各种铝酸盐矿物都具有水化活性作用也没有明确的认识。本文应用XRD、SEM和强度检测等手段，通过CaCO与c单矿、水泥熟料和高铝水泥之间的水化反应实验，对上进问韪进行了研究1实验原料及方法c单矿由分析纯CaCO和A10按摩尔比配合压制成试饼，在高温炉中烧制．将急冷后的熟料磨

3、细至勃氏比表面积384m／kg，经甘油一乙醇法测定f-CaO为0，XPD检测其全部为c。A。实验中所用其它原料的化学组成见表1。表1各种原料的化学组成本实验中，强度检测按GB177—85，2×2×2×10m净浆小试体法进行。2结果与分析2。lC。A和CaCO的水化反应本文收日期：1995．1129铝酸盐矿蜘与碳酸钙的水化活性作用——李悦等55把化学纯CA和CaCO混匀后成型，水同比0．5，抗S压强度结果(10d)示于圉1。由圉l可见．在一定的摩尔比：g范围内，试体的抗压强度随CaCO与c。A摩尔比增加而显著增加。摩尔比为3的试体抗压强度比摩尔比为0的试体～抗压

4、强度提高了7．8倍。我们认为，强度增加的主要原因是·CaCO的c。A之间发生了水化反应，形成水化碳铝酸钙，。抑制了水化铝酸钙的晶型转化作用所产生的强度倒缩问蹰。。[nc_^■为进一步研究碳铝酸钙的形成及转化特征，我们把c3A和CaCOs以摩尔比1：3和1：1配料混匀，在20℃、日1抗压强度(i0d)与水固比为10的条件下，对水化至规定龄期的过滤残留固相CaCO和C3A摩尔比关系进行xRD分析．结果示干图2和图3。从图2可见，摩尔比1：3的物料水化开始半小时后．单碳型水化碳铝酸钙已经大量形成。三碳型水化碳铝酸钙形成的数量很少，它的衍射峰很小，水化5小时后各龄期的

5、XRD图上均已观察不到三碳型碳铝酸盐的存在，只是单碳型碳铅酸钙的量随着水化时间的延长而增加。由图3可见，摩尔比1：1物料各龄期的水化产物XRD图上一直投有三碳型碳铝酸钙的衍射峰出现，随着水化时间的延长，CaCOs的量逐渐减少，单碳盐的量逐渐增加，因此我们认为，摩尔比l：l物料进行水化反应只能形成单碳型水化碳铝酸钙．摩尔比1：3配合的物料在水化反应开始后的很短的一段时问内，有少量的三碳型水化碳铝酸钙生成，后来由于溶液离子浓度变化等原因“，三碳型复盐转化为单碳盐，单碳盐是水化碳铝酸盐的稳定存在形式。003。‘cjO圈2摩尔比1：3试洋吾龄期力(化产物XRD图谱目3

6、摩尔比1：1试{羊§龄荆水化严物XRD匿谱lCjA·3CaCOs·3OH：OlC3A-C~CO3-llH?O2C~AII62c3A-CsCO3·11ttO3-OLCO33~2aCO34C3^2．2硅馥盐水泥熟料中铝(铁)酸盐矿物和CaCO；的水化反应为进一步研究硅酸盐水泥熟料中铝(铁)酸盐矿物和CaCO的水化反应作用，我们采用石灰石和石英砂作对比混合材，二者掺量均为2o％，进行力学强度对比实验，结果如图4所示从图4可见．掺石灰石的水泥早期强度明显高于掺石英砂的水泥早期强度。例如掺石灰石水泥的3d强度比掺石英砂水泥的3d强度提高了35我们认为，其原因是石灰石56

7、河北理工学院学报1996年第l8卷第2期和硅酸盐水泥熟料中的铝(铣)酸盐矿物进行水化反应．生成了水化碳铝(铁)酸钙的缘故，它对早期强度的贡献尤为突出。单碳型水化碳铝(铁)酸钙为六方扳状晶体，这些晶体的尺寸在水化初期会迅速增大，井且转变为牢固连生的结晶聚集体。大量的连生体在碳酸钙颗粒表面上形成密集的毡状堆积物和清晰的毛丛区，从而提高了水泥各组分的连结强度。通过电镜观察会发现掺石灰石的水泥试体结构比掺石英砂的水泥试体结构致密。(见圈S，围6)2．3高铝水泥和CaCO：的水化反应图4水泥强度聃龄期变化关为了进一步探讨石灰石是否对各种铝酸盐矿物都具有l掺石石的水泥水化

8、活性作用，我们在高铝班泥中分别掺加石灰