聚羧酸減水劑對(duì)不同晶型C3S水化作用機(jī)理的研究.pdf

1、水泥水化的實(shí)質(zhì)是水泥不同礦物的水化，水泥熟料中含有50％甚至高達(dá)70％的C3S礦物以及5-15％的C3A礦物。水泥熟料的燒制過(guò)程中不可避免會(huì)引入Cu2+、Mg2+、Na+、K+等雜質(zhì)離子，其會(huì)導(dǎo)致熟料中C3S結(jié)構(gòu)晶格常數(shù)的改變，使得硅酸鹽水泥中的主要礦物C3S以多種晶型存在，而C3A的早期水化過(guò)程對(duì)于膠凝材料的各項(xiàng)工作性能有重要影響。聚羧酸減水劑的摻入改變了水泥水化反應(yīng)進(jìn)程和混凝的使用性能，在現(xiàn)代混凝土材料技術(shù)和應(yīng)用中起著重要的作用。因

2、此，揭示聚羧酸減水劑對(duì)不同晶型C3S及C3A水化作用的影響具有重要意義。
　　 本文依托國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973”計(jì)劃)項(xiàng)目課題一“現(xiàn)代混凝土膠凝漿體微結(jié)構(gòu)形成機(jī)理”開(kāi)展研究工作。采用水化熱、NMR、SEM研究了聚羧酸減水劑和硅灰對(duì)不同晶型C3S水化放熱過(guò)程、水化產(chǎn)物微結(jié)構(gòu)和微觀形貌的影響，另外，采用XRD慢掃研究了聚羧酸減水劑對(duì)C3A水化插層反應(yīng)的影響，研究結(jié)果表明：
　　 三種晶型C3S的水化放熱特征有明顯

3、不同，MC3S、RC3S的水化放熱速率峰值相比TC3S顯著降低，且水化放熱出現(xiàn)延遲，三種晶型C3S的7d水化放熱總量由大到小為：TC3S、MC3S、RC3S。微觀形貌表明三種晶型C3S水化產(chǎn)物中均可見(jiàn)大量針棒狀的C-S-H凝膠，而MC3S、RC3S水化產(chǎn)物中C-S-H凝膠分布更為廣泛，且RC3S水化產(chǎn)物呈現(xiàn)若干針棒狀C-S-H凝膠組成的簇狀結(jié)構(gòu)；
　　 對(duì)C-S-H凝膠聚合度的研究表明，三種晶型C3S水化7d的水化產(chǎn)物C-S-H

4、凝膠的聚合度由大到小為：TC3S、MC3S、RC3S；與7d齡期相比，水化60d時(shí)的水化產(chǎn)物中組群狀C-S-H凝膠及鏈狀C-S-H凝膠的含量大幅升高，而且聚合度由大到小為：MC3S、RC3S、TC3S。摻入乙烯基聚乙二醇醚系聚羧酸減水劑(PC)或硅灰的三種晶型C3S試樣與三種晶型C3S試樣水化7d及60d的水化產(chǎn)物C-S-H凝膠聚合度的變化規(guī)律一致。相比三種晶型C3S試樣，摻入PC或硅灰的三種晶型C3S試樣水化7d及60d的水化產(chǎn)物C-

5、S-H凝膠聚合度均有不同程度的升高；
　　 甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯系聚羧酸分子的主鏈長(zhǎng)度越短或支鏈長(zhǎng)度越長(zhǎng)，對(duì)TC3S在3d齡期內(nèi)的水化延遲作用均越大。相比TC3S試樣，摻入PC1、PC2、PC4的TC3S試樣水化7d及60d的水化產(chǎn)物C-S-H凝膠的聚合度均有所升高。NMR測(cè)試表明TC3S試樣水化7d及60d的水化產(chǎn)物C-S-H凝膠的聚合度隨著PC1、PC4、PC2的摻入依次升高。復(fù)摻硅灰及聚羧酸減水劑的TC3S體系中，硅