阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化性能研究.docx

阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化性能研究 硫酸钠硫酸钠是一种快速、硬、硬的水材料。同时，它也具有低燃烧温度和易水化微扩张的特点。 1 原料和实验方法 1.1 原材料 阿利特-硫铝酸钡钙水泥熟料以及来自山东淄博水泥厂的石膏和矿渣。矿渣成分见表1。 1.2 抗压强度测试 水泥标准稠度用水量和凝结时间测定按GB 1346-89进行。水泥净浆强度测试用2cm×2cm×2cm的小立方体, 水灰比0.3, 试件成型后, 将模置于温度20±2℃、湿度大于90%的养护箱中养护1d后脱模测其抗压强度, 其余试件水中继续养护至规定龄期 (3d、7d、28d) 测定抗压强度。 2 结果与分析 2.1 水泥凝结时间测定 分别在阿利特-硫铝酸钡钙水泥中掺入质量分数为0%、5%、10%、15%和20%的矿渣, 试样编号为A 0～A 4测定其标准稠度用水量和凝结时间, 结果见表2和图1。 由表2和图1可见, 掺入矿渣后, 水泥的初凝时间缩短, 凝结速度加快, 但加入20%的矿渣后, 阿利特-硫铝酸钡钙水泥的初凝时间延长了8min。这与矿渣成分中的Al 2.2 水泥各龄期强度 表3和图2给出了矿渣掺量对水泥抗压强度的影响。 由表3及图2可以看出, 随着矿渣的掺入, 当掺量质量分数w15%时, 各龄期抗压强度均有所增加, 仅1d强度略有下降;掺量质量分数超过20%后, 抗压强度才有一定程度的降低, 特别是早期强度降低较为明显;当掺量质量分数为10%时, 各龄期抗压强度最大;但当掺量质量分数大于10%时, 阿利特-硫铝酸钡钙水泥的各龄期强度都有所下降, 这是因为阿利特-硫铝酸钡钙水泥拌水后, 水泥熟料矿物首先开始水化, 水化过程中生成氢氧化钙, 随着水化的进行, 在氢氧化钙和硫酸盐的激发下, 矿渣才参加反应。因此, 对1d强度影响较小, 3d以后强度影响较大, 但随着矿渣掺量的增加, 水泥熟料矿物含量相对减小, 导致水泥强度下降。鉴于以上分析, 确定矿渣的适宜掺量质量分数为10%。 3 水化过程分析 3.1 酸钙、钙、碳氧化钙、h 图3是A 2、A 3试样水化3d、28d的XRD分析。由图3可知:水化产物中出现了较多的水化硅酸钙 (C-S-H) (d=2.907A゜, 3.039A゜, 2.326A゜) 、钙矾石 (AFt) (d=2.667A゜、4.907A゜、2.189A゜、5.540A゜、1.770A゜) 、氢氧化钙 (CH) (d=2.907A゜, 1.926A゜) 等, 同时出现少量BaSO 3.2 早期力学性能 取抗压强度最高的A 2水化样做SEM分析, 如图4、5。 从图4和图5中可以看出:水化3d时, 水化产物中生成较多絮凝状凝胶, 填充水化产物之间的孔隙, 硬化浆体架构较致密, 同时还生成片状氢氧化钙、凝胶状水化硅酸钙及絮凝状铝胶等物质, 水化产物之间结合紧密, 彼此间相互连接, 形成网络状结构, 因而早期力学性能较高。水化28d时, 结构致密, 水化程度高, 胶体连成一体并将钙矾石和氢氧化钙等晶体包裹起来, 使其成为硬化浆体重要组成部分。 4 矿渣加入量对阿利特-硫铝酸藻水泥凝胶性能的影响 (1) 加入矿渣后, 阿利特-硫铝酸钡钙水泥的初凝时间逐渐减少、终凝时间都有所延长, 当矿渣质量掺量为20%时, 阿利特-硫铝酸钡钙水泥的初凝时间延长了8min, 终凝时间延长了40min。 (2) 随着矿渣加入量的增加, 抗压强度有所提高, 掺量质量分数为10%时, 3d和28d强度分别增加了9.1MPa和8.2MPa, 当掺量质量分数超过10%时, 各龄期抗压强度均有所下降。另外在阿利特-硫铝酸钡钙水泥中由于Ca (OH)