水熱合成C-S-H超細(xì)粉體微觀結(jié)構(gòu)分析及接觸硬化機(jī)理初探.pdf

1、對水熱合成水化硅酸鈣的傳統(tǒng)研究主要集中在對其結(jié)晶良好的組分，如硬硅鈣石、托貝莫來石、水石榴石等的研究上，而對于水熱初期形成的C-S-H凝膠，由于其多變的化學(xué)組成和非晶態(tài)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，相關(guān)的研究卻很少。本論文通過多種微觀的物理和化學(xué)測試手段，如 XRD，DSC/TG，BET，SEM，TEM，IR等，研究在所采用的水熱合成條件下生成的C-S-H超細(xì)粉體的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，以及其接觸硬化性能，為水化硅酸鈣凝膠系統(tǒng)的完善以及非結(jié)晶無機(jī)粉體的測試提供

2、一些參考依據(jù)，并對水化硅酸鈣凝膠的接觸硬化機(jī)理進(jìn)行初步的探索。同時(shí)為該超細(xì)粉體在涂料、橡膠中的應(yīng)用提供理論依據(jù)，并且為粉體的表面改性等研究方向提供可行的思路。
　　本文采用動(dòng)態(tài)水熱合成工藝，以粉煤灰、硅藻土和石英砂為硅質(zhì)原料，石灰為鈣質(zhì)原料，在較低的蒸壓制度下制備了結(jié)晶度低，比表面積大，粒徑小的C-S-H超細(xì)粉體。采用多種現(xiàn)代測試手段對制得的C-S-H超細(xì)粉體進(jìn)行成分、結(jié)構(gòu)和形貌等方面的微觀分析，發(fā)現(xiàn)其主要成分為結(jié)晶不良的CSH(

3、B)和類似托貝莫來石和硬硅鈣石的前軀體，比表面積達(dá)到64.6m2/g，孔容積達(dá)到0.16ml/g，最可幾孔半徑為0.9nm。SEM電鏡下，粉體粒徑約為20μm左右，分布均勻，呈類球狀或纖維狀。TEM電鏡下，根據(jù)硅質(zhì)原料的不同，粉體為由50nm左右的粒子鏈接成的松散聚集體，或直徑為10~20nm針狀纖維交錯(cuò)疊加的聚集體。
　　硅質(zhì)原料中SiO2的聚集結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)對反應(yīng)程度和合成的C-S-H超細(xì)粉體的形貌有較大的影響。SiO2的聚集程度

4、越高，反應(yīng)程度越低，且合成產(chǎn)物趨向于纖維狀形貌。
　　根據(jù)非穩(wěn)定結(jié)構(gòu)礦物質(zhì)具有接觸硬化性能的原理，將制得的C-S-H超細(xì)粉體壓制成立即具有強(qiáng)度和耐水性的塊體材料。在40Mpa壓力下成型塊體的立即抗壓強(qiáng)度為8MPa以上，軟化系數(shù)為0.7以上，且粉體反復(fù)成型5次仍具有接觸硬化性能。
　　通過微觀測試手段分析了壓制過程中粉體的晶態(tài)、化學(xué)鍵及形貌等方面的變化，結(jié)果表明粉體在壓制成塊體過程中及反復(fù)成型過程中結(jié)晶度提高，晶體成分增加，密