聚羧酸減水劑對不同晶型C3S水化作用機理的研究.pdf

1、水泥水化的實質是水泥不同礦物的水化，水泥熟料中含有50％甚至高達70％的C3S礦物以及5-15％的C3A礦物。水泥熟料的燒制過程中不可避免會引入Cu2+、Mg2+、Na+、K+等雜質離子，其會導致熟料中C3S結構晶格常數(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的早期水化過程對于膠凝材料的各項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進程和混凝的使用性能，在現(xiàn)代混凝土材料技術和應用中起著重要的作用。因

2、此，揭示聚羧酸減水劑對不同晶型C3S及C3A水化作用的影響具有重要意義。
　　 本文依托國家重點基礎研究發(fā)展計劃(“973”計劃)項目課題一“現(xiàn)代混凝土膠凝漿體微結構形成機理”開展研究工作。采用水化熱、NMR、SEM研究了聚羧酸減水劑和硅灰對不同晶型C3S水化放熱過程、水化產物微結構和微觀形貌的影響，另外，采用XRD慢掃研究了聚羧酸減水劑對C3A水化插層反應的影響，研究結果表明：
　　 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水化產物中均可見大量針棒狀的C-S-H凝膠，而MC3S、RC3S水化產物中C-S-H凝膠分布更為廣泛，且RC3S水化產物呈現(xiàn)若干針棒狀C-S-H凝膠組成的簇狀結構；
　　 對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時的水化產物中組群狀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度越短或支鏈長度越長，對TC3S在3d齡期內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的水化產物C-S-H凝膠的聚合度均有所升高。NMR測試表明TC3S試樣水化7d及60d的水化產物C-S-H凝膠的聚合度隨著PC1、PC4、PC2的摻入依次升高。復摻硅灰及聚羧酸減水劑的TC3S體系中，硅