第33卷第1期硅酸盐学报Vol.33,No.12005年1月JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETYJanuary,2005粉煤灰水泥基材料的水化产物魏风艳,吕忆农,兰祥辉,许仲梓(南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009)摘要:用热重仪差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能量散射、高分辩电子显微镜、压汞仪,测定了粉煤灰水泥基材料水化产物的形貌特征、微观结构、化学组成及水泥石的孔结构,讨论了水化产物性质及水泥石孔结构随粉煤灰掺量的变化规律。结果表明:粉煤灰的大量掺加,可以改善凝胶的化学组成。水化后期,粉煤灰与Ca(OH)2及由熟料水化生成的高n(Ca)/n(Si)的水化硅酸钙(CSH)凝胶发生二次水化反应,生成低n(Ca)/n(Si)的CSH凝胶,此种凝胶的固碱能力强,可减少碱集料反应的危害性。同时,二次水化产物能够填充那些对水泥石强度和耐久性极为不利的孔隙空洞,使水泥石的结构更加致密,优化水泥石的孔结构,对提高水泥基材料的耐久性作用极大,为进一步提高工业废渣利用的技术水平奠定了基础。关键词:粉煤灰;水化硅酸钙凝胶;孔结构中图分类号:TQ172;TU528文献标识码:A文章编号:04545648(2005)01005205HYDRATIONPRODUCTSOFFLYASHCEMENT-BASEDMATERIALWEIFengyan,LYinong,LANXianghui,XUZhongzi(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China)Abstract:Morphology,microstructure,chemicalcompositionofhydrationproducts,andporestructureforcementpasteswithdifferentfrac-tionsofflyashwereinvestigatedbythermogravimetrydifferentialscanningcalorimetry,scanningelectronmicroscope,transmissionelectronmicroscope,energydispersiveX-rayanalysis,high-resolutiontransmissionelectronmicroscope,andmercuryintrusionporosimetry.Effectsofdifferentdosagesofflyashoncharacteristicsofhydrationproductsandporestructurewerealsodiscussed.Resultsshowthatthechemicalcom-positionofCSHgelcanbeimprovedbydopinginlargerfractionofflyash.Inlateofhydratestage,flyashreactswithCa(OH)2andCSHgelwithhighmolarratioofCaOandSiO2toproduceCSHgelwithlowermolarratioofCaOandSiO2,whichiscalledsecondarypozzolanicreaction.TheCSHgelcanbindmorealkalitoalleviatealkali-aggregatereaction.Thesecondpozzolanicreactionproductscanalsofillinthepores,thosearedisadvantagetothestrengthanddurabilityofcementpaste.Itcanoptimizetheporestructureofcementpastetomakethecementstructuredenser,whichishelpfultothedurabilityofconcrete.Keywords:flyash;calciumsilicatehydrategel;porestructure当前,大量使用的传统硅酸盐水泥不仅浪费资源和能源,而且破坏生态环境,尤其随着其用量的不断增加,上述问题显得更加严重与突出,已成为一种不可持续发展的大宗建筑材料[1]。规模日益扩大的工业化生产带来的,也不仅仅是不可再生资源的消收稿日期:20040511。修改稿收到日期:20040729。基金项目:国家“973”重点基础研究(2001CB6107061)资助项目。第一作者:魏风艳(1977～),女,博士研究生。耗,而且伴随着工业废渣的不断产生与积累,存在存储、处理和破坏生态环境等问题。在解决上述矛盾格局时,研究利用具有潜在水硬活性或火山灰特性的工业废渣,大掺量的代替硅酸盐水泥熟料生产水泥,使之成为水泥混凝土用性能调节性材料,是一项Receiveddate:20040511.Approveddate:20040729.Firstauthor:WEIFengyan(1977—),female,postgraduatestudentfordoctordegree.Email:wfygirl@eyou.com颇具研究价值的重大课题[2]。工业废渣在水泥混凝土中的广泛使用,极大地促进了混凝土技术的发展,同时也使水泥石的组成结构更加复杂。混凝土水化产物的微观结构、化学组成以及水泥石的微观结构、发展过程与普通水泥石显著不同。用粉煤灰作为矿物掺合料,研究了不同粉煤灰掺量的水泥水化产物中Ca(OH)2含量的变化及主要水化产物水化硅酸钙(CSH)凝胶的微观结构和化学组成变化。用压汞法对不同粉煤灰掺量的水泥石的孔结构进行分析。为进一步提高工业废渣利用的技术水平,合理和科学...
