低Ca-Si比CSH凝膠的穩(wěn)定性及其在抑制ASR中的作用.pdf

1、生產(chǎn)和使用高膠凝性的水泥熟料，使其結(jié)合更多的礦物摻合料，同時使水泥基材料的性能得以改善，是高性能水泥和水泥基材料研究的出發(fā)點，也是建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個根本課題。大摻量礦物摻合料使水泥基材料水化產(chǎn)物堿度降低，氫氧化鈣相減少甚至消失，水泥基材料中的CSH凝膠相發(fā)生轉(zhuǎn)變。這一不同于傳統(tǒng)水泥基材料的高性能水泥基材料中CSH凝膠相是否仍然穩(wěn)定，低鈣體系的凝膠的組成對抑制堿集料反應(yīng)(AAR)有何貢獻，其作用機理如何，這些問題在認(rèn)識上仍然不成熟，成

2、為阻礙水泥基材料進一步提高性能的關(guān)鍵。
　　 本文依據(jù)高性能水泥基材料的組成特征，以水泥主要水化產(chǎn)物CSH凝膠的Ca/Si比為研究主線，從熱力學(xué)上探討了C3S-S-H系統(tǒng)不同反應(yīng)物組成時的水化產(chǎn)物的穩(wěn)定性；研究了實驗室合成CSH凝膠的吸水性、保水性以及在堿液浸泡下的化學(xué)穩(wěn)定性；考察了973項目制備的高性能水泥對堿硅酸反應(yīng)(ASR)的抑制效果，提出了低Ca/Si比CSH凝膠在抑制ASR中的作用。研究工作得出以下結(jié)論：
　　

3、 (1)C3S-S-H系統(tǒng)隨反應(yīng)物組成不同，最穩(wěn)定水化產(chǎn)物不同。Ca/Si>1.88時，最穩(wěn)定的水化產(chǎn)物是C2SH1.17；1.25

4、低Ca/Si比的CSH凝膠比高Ca/Si比的CSH凝膠和Ca(OH)2更穩(wěn)定，是二次火山灰反應(yīng)的驅(qū)動力。
　　 (2)CSH凝膠Ca/Si比在0.74～2.3區(qū)間內(nèi)在環(huán)境濕度變化時吸附/脫附水的能力大，是水泥基材料在干濕環(huán)境變化時體積穩(wěn)定性不良的原因之一。堿的介入可以提高CSH凝膠的吸水能力。堿含量對凝膠吸水能力的影響在Na2O/SiO2大于0.15尤為明顯。
　　 (3)CSH凝膠的Ca/Si比越低，其抵抗堿液侵蝕的能

5、力越差；以改變堿液濃度時，SiO2溶出濃度不受較大影響為原則來判定CSH凝膠在堿液中的穩(wěn)定性，則CSH凝膠Ca/Si比不宜低于0.94。
　　 (4)粉煤灰水泥、煤矸石水泥以及同時復(fù)摻粉煤灰、礦渣、煤矸石的復(fù)合水泥與硅酸鹽水泥相比，對ASR都能起到抑制作用。粉煤灰的活性越高，對ASR的早期抑制效果越好。
　　 (5)水泥基材料中對堿起主要吸附作用的是低Ca/Si比CSH凝膠，其持堿能力遠遠大于高Ca/Si比的CSH凝膠和