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1、建材世界2014年第35卷第5期Mongolidoi:10.3963/j.issn.1674-6066.2014.05.001偏高岭土对硅酸盐水泥水化产物的影响丁卫清1,朱教群2,周卫兵2,孙正2,喻巍2(1.葛洲坝武汉道路材料有限公司,武汉430070;2.武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070)摘要:通过热重-差式扫描量热仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜-能谱分析研究了偏高岭土对硅酸盐水泥水化产物Ca(OH)2的含量,C-S-H凝胶的形貌特征、化学组成和堆聚结构的影响,讨论了水化产物性质随偏高
2、岭土掺量变化的规律。结果表明:偏高岭土的掺入,水化产物Ca(OH)2的含量相应降低,在偏高岭土掺量15%时,水化28d龄期试样中Ca(OH)2的质量分数由18.68%降低到13.66%;同时C-S-H凝胶颗粒尺寸随着偏高岭土掺量的增加而逐渐减小,堆聚更加紧密,偏高岭土与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成结构致密稳定性更好的低Ca/Si值的C-S-H凝胶,改善了C-S-H凝胶的结构和化学组成。关键词:偏高岭土;水化硅酸钙凝胶;微观结构;钙硅比InfluenceofMetakaolinonHydrationPr
3、oductsofPortlandCementPastes1,ZHUJiao-qun2,ZHOUWei-bing2,SUNZheng2,YUWei2DINGWei-qing(1.GezhoubaGroupRoadMaterialsCo,Ltd,Wuhan430070,China;2.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)Abstract:Thecontentofhydration
4、productscalciumhydroxide,morphology,chemicalcompositionandpackingstructureofC-S-HgelforportlandcementpasteswithdifferentfractionofmetakaolinwereinvestigatedbyTG-DSC,AFMandSEM-EDAX.Effectsofdifferentdosagesofmetakaolinoncharacteristicsofhydrationproductswer
5、ealsodiscussed.Theresultsshowthatthecontentofhydrationproductscalciumhydroxidewasreducedbyaddingmetaka-olin,from18.68%to13.66%whenmetakaolincontentreaches15%after28days.TheparticlesizeofC-S-Hgelhasbeentendedtobecomesmallwiththeincreasingofmetakaolincontent
6、,particlesgathermoreclosely.MetakaolinreactswiththehydrationproductsCa(OH)2toproduceC-S-HgelwithlowermolarratioofCaOandSiO2,whichhashigherstrength,betterstability,theconstructionandchemicalcompositionofC-S-Hgelcanbeimproved.Keywords:metakaolin;calciumsilic
7、atehydrategel;microstructure;calciumandsilicateratio在微米甚至纳米尺度上,研究水泥基材料的微观结构是从本质上来理解和解释水泥混凝土宏观性能的[1]一个最重要方法。在硅酸盐水泥水化产物中20%左右是Ca(OH)2,约70%是水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,前者是保持水泥石孔溶液碱性环境、抵抗酸性物质侵蚀的主要物相,后者则是水泥水化的最重要产物,它的化学成分和物理性能是水泥石硬化浆体适用性的决定性因素(物理力学性能、孔隙分布、耐久性等)。因此,Ca(OH)2和C
8、-S-H凝胶对水泥石和混凝土的性能起着重要作用,要改善水泥基材料的性能,研究Ca(OH)2含量和C-S-H凝胶微结构形成及演化规律是非常有必要的。近年来,偏高岭土(metakaolin,MK)作为由规范生产工艺得到的人工火山灰质材料在高性能水泥基材[2,3][4,5][6,7]料中的应用越来越受到重视。Caldrone和Gruber通过对掺加偏高岭土和硅灰的水泥性能对比研[8]究表明,掺加偏高岭土水泥的性能可以与
