水化硅酸钙微结构及其对粉煤灰免烧砖性能影响的研究

水化硅酸钙微结构及其对粉煤灰免烧砖性能影响的研究

作者:师大云端图书馆 时间:2017-12-10 分类:硕士论文 喜欢:1636
师大云端图书馆

【摘要】水化硅酸钙(C-S-H)是水泥基材料最主要的水化产物,是水泥石强度的最主要来源,也是免烧砖、加气混凝土等蒸压制品强度的主要来源,其种类、结构和形貌对产品的力学性能、耐久性具有决定性作用。在粉煤灰免烧砖、加气混凝土等蒸汽养护或蒸压养护制品中,水化硅酸钙的种类、结构和形貌主要受到生成温度和制备时间的影响,原料中除了钙、硅以外的其他化学成分、激发剂带入的化学物质(如Al3+、Na+、Cl-等离子)对水化硅酸钙的生成速度、生成量以及水化硅酸钙的种类、结构和形貌也有较大影响。研究蒸压养护制度以及Al3+(Na+、Mg2+、Cl-、F-、PO43-)等离子对水化硅酸钙种类、结构与形貌的影响,为优化粉煤灰免烧砖、加气混凝土的配比、确定适宜的养护制度提供理论依据。同时在保证产品性能的前提下,可以实现粉煤灰免烧砖、加气混凝土生产的节能减排。本文利用XRD、SEM等对粉煤灰免烧砖的蒸压养护温度和时间、Al3+(Na+、Mg2+、Cl-、F-、PO43-)等离子对水化硅酸钙微结构的影响进行了系统的研究,并初步研究了蒸压制度对粉煤灰免烧砖性能影响的机理,结论总结如下:(1)CaO-SiO2-H2O水热体系在100℃和120℃下得到的是结晶很差的C-S-H凝胶,随着温度的升高逐渐向结晶良好的弯曲薄片状托勃莫来石、纤维状(针状)硬硅钙石转化,向晶体转化的同时伴随着体积的收缩。温度为180℃时,卷箔状托勃莫来石晶体尺寸变大,无定形物质大量减少;蒸压时间的延长可以使水化硅酸钙结晶度进一步提高,并能促进凝胶相向托勃莫来石晶体的转化。(2)通过XRD相分析得出Al3+能进入到C-S-H晶格中并能提高C-S-H的结晶度;在铝硅比较高时会生成水化铝酸钙和水石榴石,通过SEM照片可以看出Al3+的掺入会使水化硅酸钙晶体尺寸变小,并使得结构变得致密。Na+、Mg2+和Cl-都对水化硅酸钙的生成有促进作用,并发现掺Cl-的样品中水化硅酸钙的衍射峰最高。另外Na+会阻碍水化硅酸钙凝胶相向晶体的转化。F-和Ca3(PO4)2的掺入会而阻碍水化硅酸钙的生成,但F-和PO43-都不会参与水化硅酸钙结构构建;生成的氟化钙沉淀包裹于新生成的水化硅酸钙表面阻碍了水化硅酸钙晶体的进一步长大,使得水化硅酸钙晶体尺寸变小。(3)随着蒸压温度的升高和蒸压时间的延长,粉煤灰免烧砖的强度逐渐增强,但温度过高或时间过长时免烧砖的强度会降低,主要原因是蒸压温度过高或时间过长时大量凝胶向结晶度较高的晶体转化,体系中出现了较多对强度不利的孔隙。随着蒸压温度的升高和蒸压时间的延长生成了较多的晶体相,使得粉煤灰免烧砖的抗碳化能力持续增强。
【作者】雷永胜;
【导师】韩涛;李新建;
【作者基本信息】中北大学,材料工程,2014,硕士
【关键词】水化硅酸钙;粉煤灰免烧砖;蒸压制度;离子掺杂;微结构;

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