掺硅溶胶对水泥浆体中氢氧化钙晶体生长的影响及机理
2014-08-24成畅
浙江工业大学学报 2014年1期
, ,, ,成畅
(1.浙江工业大学 建筑工程学院,浙江 杭州 310032;2.浙江天成项目管理有限公司,浙江 杭州 310011)
氢氧化钙(CH)是硅酸盐水泥的主要水化产物之一,其含量多少和晶粒大小对水泥基材料力学性能和耐久性有着重要影响.通过掺加活性矿物掺合料,可优化水泥基材料孔结构,细化CH晶粒,减少CH含量,提高水化硅酸钙凝胶体的含量,从而可有效改善水泥基材料力学性能和耐久性[1-4].然而,掺粉煤灰等低活性矿物掺合料时,其对水泥基材料早期强度的影响很大[5];掺加硅粉时,虽然其火山灰活性比粉煤灰高很多,但其早期活性仍较低[6-8].
纳米SiO2微粉的活性远比硅粉的活性高,通过复合掺加纳米SiO2微粉和传统活性矿物掺合料,有望充分利用纳米SiO2的纳米填充效应和早期高火山灰活性,提高水泥基材料早期性能[9].然而,在纳米SiO2微粉中,纳米粒子通常以团聚体形式存在[10],其填充效应和火山灰活性仍受到一定程度的影响.研究发现[10-12]:通过溶胶方式引入纳米SiO2可提高纳米粒子分散性,但水泥颗粒一旦与水接触,即开始迅速水化,释放出Ca2+,OH-等,使水泥浆体pH值和离子强度迅速增大[13],导致溶胶迅速凝胶化,水泥浆稠度急剧增大[14].同时,研究发现掺硅溶胶导致水泥净浆中CH晶体易沿(0001)晶面生长.
1 实验部分
1.1 原材料
实验用普通硅酸盐水泥强度等级为52.5,购自钱潮水泥厂,物理力学性能见表1;所用纳米SiO2微粉(Nano-silica powder,NS)和硅溶胶(Silica sol,SS)均购自浙江宇达化工有限公司,其中纳米SiO2微粉一次粒径为20~30 nm,BET法测得的比……
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