拉曼光谱用于水化硅酸钙聚合状态的探索性研究

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1、建材世界2011年第32卷第2期DOI：10．3963／j．ca．42—1783．TU．2011．02．002拉曼光谱用于水化硅酸钙聚合状态的探索性研究俞淑梅1，吕林女2(1．武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，武汉430070；2．武汉理工大学理学院，武汉430070)摘要：水泥的主要水化产物水化硅酸钙凝胶(c．孓H)组成与结构的研究，对于理解、调节与控制水泥基复合材料的力学性能与化学稳定性具有重要意义。讨论了拉曼光谱在C-孓H结构研究中的应用；通过拉曼光谱技术对溶液反应法合成的水化硅酸钙(钙硅比为1．5)的聚合状态进行了探索性研究，结果与红

2、外光谱的进行了对比。结果表明，该种水化硅酸钙的硅氧四面体结构主要以Ql、Q2两种形式存在。关键词：水化硅酸钙；溶液反应法；拉曼光谱；聚合状态AFundamentalRamanStudyonPolymerizationStateofCalciumSilicateHydrateyUShu—mei1．LULin—tlU2(1．KeyLaboratoryforSilicateMaterialsScienceandEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China；2．SchoolofScience

3、，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Itisimportanttoinvestigatecompositionandnanostructureofcalciumsilicatehydrateformedbycementhydrationforunderstanding．adjustingandcontrollingmechanicalpropertiesandchemicalstabilityofcement-basedmaterial．ApplicationofRamante

4、chniqueinthestudyonstructureofcalciumsilicatehydrateisintroduced．Afunda—mentalRamanstudyonpolymerizationstateofcalciumsilicatehydratesynthesizedbysolutionreactionofsodiumsili—cateandcalciumnitratewithC／S1．5iscarriedout，andRamanresultiscomparedwithIRresult．ResultsshowthatmainSisi

5、tesinsilicatetrahedronstructureofthiskindofC-S-HareQ1andQ2．Keywords：calciumsilicatehydratesolutionreaction；ramantechnique；polymerizationstate1928年印度物理学家拉曼(C．V．Raman)发现了光的非弹性散射效应，并在此基础上发展起来的光谱学称为拉曼光谱学。物质因受光的作用，引起分子或原子基团的振动，从而产生对光的吸收是振动光谱n]。由于该分子光谱与分子结构有关，所以研究分子的拉曼光谱可以得到有关分子结构的信息。

6、因此，拉曼效应被发现后的十余年间，拉曼光谱在分子结构和分析化学研究中发挥过巨大的作用[2]。由于仪器设备不是很完善，一开始很少将拉曼应用于水泥基复合材料的测试中。在20世纪70年代初，BenstedJ首先将拉曼光谱应用于水泥熟料矿物的研究中，至今用拉曼光谱对水泥基复合材料的研究已经持续了30多年。并随着科技的进步及对设备的完善，拉曼光谱在水泥混凝土领域中也得到了更为广泛的应用。由于拉曼光谱为振动光谱，用拉曼光谱对C-S-H的测试主要是对C-孓H中[SiO。]‘-四面体聚合状态的研究。[SiO。]卜四面体处于不同的位置时，其与周围[sio．]卜四面体的连

7、接方式和个数是不一样的，根据连收稿日期：201卜03一07．作者简介：俞淑梅(1987一)，硕士生．E-mail：147519867(雪qq．com6建材世界2011年第32卷第2期接的方式和个数可以标为Q0、Q1、Q2、Q3、Q4，其中上标的“0”、“1”、“2”，“3”及“4”代表该[-SiO。]4_四面体中桥氧的个数。1拉曼光谱的介绍拉曼光谱(Ramanspectra)，是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C．V．拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研

8、究的一种分析方法。拉曼光谱在1970年后快速发展，现今已有多种激光器来应对不同的测试要求及不同