礦物基脫水相(MDHP)及其改性混凝土研究.pdf

1、作為一種優(yōu)質(zhì)的天然礦產(chǎn)資源，高純度高嶺土被廣泛應用于化工、造紙、建材、醫(yī)藥衛(wèi)生等領域，而低品位高嶺土卻鮮有問津。為充分利用這一寶貴的礦產(chǎn)資源，本文擬通過化學配伍、水熱合成、熱活化等手段制備一種新型的膠凝材料，為高嶺土的有效應用開辟一條新的途徑。
　　 本課題研究主要分為三個部分：(a)研究并探討多因素條件下水熱合成產(chǎn)物的組成及結構，選定適宜的水熱合成制度；(b)研究水熱合成產(chǎn)物的熱活化機理，結合活化產(chǎn)物的再水化特征，確立適宜的熱

2、活化制度；(c)探索熱活化產(chǎn)物對單礦水化的作用機制，研究復合膠凝材料漿體微結構的形成及隨時間演變規(guī)律和凝結硬化過程的調(diào)節(jié)途徑，掌握若干復合膠凝材料體系的基本性能和長期性能發(fā)展規(guī)律。
　　 論文進行的主要內(nèi)容和取得的重要成果有：
　　 在深入分析CaO-SiO2-H2O體系反應機理及特征的基礎上，對體系在不同溫度時的吉布斯自由能變(△G)進行了計算，確定了各溫度下水熱合成環(huán)境中最穩(wěn)定的水化硅酸鈣產(chǎn)物的存在形式及n(Ca)/

3、n(Si)對水化硅酸鈣結構的影響，選定了水熱合成的溫度為363K(90℃)。經(jīng)對三種n(Ca)/n(Si)下反應程度及反應時間曲線進行擬合后發(fā)現(xiàn)，其均與Jander方程較為吻合，且計算得到的KJ值分別為49.06×10-4、42.22×10-4和27.3×10-4，確定了MK在MK-Ca(OH)2-H2O體系中的溶解過程是非一致性溶解，且隨著n(Ca)/n(Si)的提高而逐漸加劇。同時根據(jù)SEM及XRD的測試，水熱合成的主要產(chǎn)物為表面多

4、孔的半結晶態(tài)的C-S-H(B)及細絲網(wǎng)絡狀的C-S-H(Ⅱ)，其中大量包裹著立方體顆粒狀的水化石榴石，產(chǎn)物中還存在著少量的C4AH13及C2ASH8。
　　 在通過XRD，TG-DSC，SEM-EDS，F(xiàn)TIR及溶出試驗等手段對水熱合成產(chǎn)物的脫水過程及機理展開了分析，礦物基脫水相的主要紐成為：C-S-H凝膠脫水相、C12A7H(或C12A7)、β-C2S、β-CS、CaO、α-SiO2及未完全反應的MK。脫水相中含大量由 C-S

5、-H(B)和C-S-H(Ⅱ)脫水形成的呈細絲網(wǎng)絮狀物相，大量粘附或包裹著立方體顆粒狀C12A7H(或C12A7)。且根據(jù)綜合熱分析可知，C-S-H(B)和C-S-H(Ⅱ)在400～700℃范圍內(nèi)脫水生成無定形的C-S-H凝膠脫水相，在800℃附近逐漸轉(zhuǎn)化為β-CS和β-C2S。通過SEM-EDS測試，結合不溶物化學成分分析，計算得到脫水相中C-S-H凝膠脫水相的平均n(Ca)/n(Si)分別為：0.86、0.99、1.44(按初始Ca(

6、OH)2/MK=1.2、1.6、2.0排序)，脫水相中主要物相C-S-H凝膠脫水相、C12A7和未反應MK組成比例分別為(按質(zhì)量百分比)：46.99％、10.16％、42.85％，57.05％、13.02％、29.93％，54.81％、18.46％、26.73％(按初始Ca(OH)2/MK=1.2、1.6、2.0排序)。
　　 在分別對MDHP-C3S-H2O，MDHP-C2S-H2O和MDHP-cement-H2O等系統(tǒng)的水化