化學(xué)外加劑對水泥水化歷程的調(diào)控及作用機理研究.pdf

1、本文依托于國家973重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目“環(huán)境友好現(xiàn)代混凝土的基礎(chǔ)研究”課題“現(xiàn)代混凝土膠凝漿體微結(jié)構(gòu)形成機理”(2009CB623201)和國家863高技術(shù)研究發(fā)展計劃“高抗?jié)B長壽命大管徑隧道管片材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程應(yīng)用”(2005AA332010)，探討化學(xué)外加劑對水泥水化歷程的影響及其作用機理。
　　 本文采用凝結(jié)時間、干燥收縮、力學(xué)性能等宏觀性能，結(jié)合化學(xué)結(jié)合水量的測試方法，通過對水泥水化過程中水化程度、初始結(jié)構(gòu)、體積

2、變化性能等的檢測，系統(tǒng)全面地研究化學(xué)外加劑(促凝劑和早強劑)作用下水泥的水化歷程及漿體結(jié)構(gòu)形成與發(fā)展的規(guī)律，運用微觀測試方法，深入探討了化學(xué)外加劑對水泥水化歷程調(diào)控的作用機理。
　　 研究表明：
　　 (1)硫酸鋁和硝酸鋁對水泥水化歷程有較明顯的加速調(diào)控效果。其中硫酸鋁在摻量為1.5％時水泥各齡期強度發(fā)展最好，摻量為2.0％時實現(xiàn)速凝，但強度有所倒縮。硝酸鋁在摻量大于2.0％時，凝結(jié)較快，后期強度較高，但1d強度發(fā)展緩慢

3、。化學(xué)結(jié)合水測量說明鋁鹽對水泥水化的加速作用集中在水化初期0～6h。微觀測試顯示鋁鹽促進C3A的水化及鈣礬石的形成與生長，導(dǎo)致水泥迅速凝結(jié)硬化。
　　 (2)硝酸鐵具有較好的促凝作用并且有效抑制水泥石的干燥收縮變形。當硝酸鐵摻量為3.0％時，實現(xiàn)速凝，但水泥1d強度發(fā)展較慢，后期強度發(fā)展良好，28d干縮率較空白樣減小25％。SEM觀察顯示硝酸鐵的加入，使水泥水化形成更加密實的硬化體，因為硝酸鐵能與水泥水化得到的氫氧化鈣反應(yīng)生成氫

4、氧化鐵和硝酸鈣，對水泥石水化初始結(jié)構(gòu)有填充空隙的作用。
　　 (3)硅酸鈉能夠使水泥速凝，但顯著降低水泥強度，各齡期強度不及空白樣的50％。硅酸鈉能夠明顯降低水泥石的干縮率。在水泥水化過程中，硅酸鈉解離提供大量[SiO4]4-，與水泥表面高濃度Ca2+結(jié)合，生成硅酸鈣，導(dǎo)致水泥漿體迅速凝結(jié)硬化，最初形成的硅酸鈣包裹在水泥晶體表面，阻礙進一步水化及強度的發(fā)展。
　　 (4)甲酸鈣和三乙醇胺都具有早強效果。其中甲酸鈣在初凝前