明心昭，刘志超，王发洲，胡曙光，胡传林

(武汉理工大学，硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070)

0 引 言

硅酸二钙具有α、α′H、α′L、β和γ五种晶型[1]，通常情况下，α-C2S、α′H-C2S、α′L-C2S、β-C2S在常温下都不能稳定存在，具有向γ-C2S转变的趋势，在β-C2S向γ-C2S晶型转变的过程中，由于Ca的配位数发生变化，引发约12%的体积膨胀，出现自粉化的现象[2]。β-C2S具有较高的水化活性，而γ-C2S几乎没有水化活性，因此在煅烧水泥熟料过程中采用急冷的方式来阻止β-C2S向γ-C2S的晶型转变。研究表明,γ-C2S在有水的情况下表现出较高的碳化活性[3-5]，碳化反应速率是β-C2S的2倍[4]，因此有学者利用γ-C2S高碳化活性的特点开展了许多研究工作。

现有研究大多利用化学纯试剂在实验室条件下制备得到γ-C2S，用于解析碳化反应动力学、碳化产物以及碳化体力学性能等[6]。为了进一步推广其应用，有学者利用石灰石、砂岩和铁矿等工业原料制备以γ-C2S为主要矿相的自粉化低钙水泥[7]，并且不可避免地引入铝、铁、铬等杂质相，对C2S的晶型稳定性以及反应活性产生一定影响。目前，现有研究都集中于探究Al3+对β-C2S晶型稳定性的影响，相关研究[8-9]表明，Al3+可以稳定β-C2S晶型，防止熟料的粉化，但Feng等[10]以离子极化能力(C2/R，其中C表示离子电价，R表示离子半径)为判断依据，发现Al3+并不能阻止β-C2S向γ-C2S晶型转变。部分文献[11-13]也报道了Ba2+、V5+、Cr3+等离子对C2S晶型转变以及碳化活性的影响，但还未见Al2O3掺杂对γ-C2S碳化性能影响的报道。

本文通过研究不同Al2O3掺量对γ-C2S熟料的烧成与碳化性能(碳化放热、碳化体产物组成与力学性能等)的影响规律并分析作用机制，为γ-C2S的工业化制备提供技术支撑。……