【摘要】：采用XRD半定量法及掃描電鏡顯微分析,表征新型含鎂鋁尖晶石的鋁酸鈣水泥(CMA)水化過程的物相演變及顯微形貌,并結(jié)合電導(dǎo)率法分析研究了傳統(tǒng)鋁酸鈣水泥(CAC)與CMA水泥水化過程的異同。結(jié)果表明:CMA與CAC水泥水化過程相似,首先生成CAH10與C2AH8,最后逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镃4Ac H11與C3AH6;與CAC水泥相比,CMA水泥水化初期及水化加速期進(jìn)行較快,但誘導(dǎo)期、減速期及穩(wěn)定期較慢;CMA與CAC水泥的各水化產(chǎn)物形貌接近,但水化產(chǎn)物數(shù)量略少且尺寸略小,在CMA水泥水化產(chǎn)物周圍分布著細(xì)小的鎂鋁尖晶石顆粒。
【圖文】：

·262·稀有金屬材料與工程第44卷2.1電導(dǎo)率分析圖1為兩種水泥漿體水化過程的電導(dǎo)率曲線。電導(dǎo)率是檢測水泥早期水化過程的一個重要參數(shù)，在水泥漿體體系中，電導(dǎo)率的變化主要基于孔隙溶液中離子的變化。電導(dǎo)率曲線可以反映時間對水泥漿料孔隙溶液內(nèi)部離子濃度變化的影響。水泥水化初期，發(fā)生溶解過程例如：CaAl2O4+4H2O→Ca2++2Al(OH)4-，溶解出的Ca2+、Al(OH)4-使得電導(dǎo)率快速升高。誘導(dǎo)期溶液處于過飽和狀態(tài)，溶解和成核的速率相當(dāng)，離子濃度穩(wěn)定，電導(dǎo)率保持在一個較高的水平。加速期水化產(chǎn)物大量形成，電導(dǎo)率快速下降。減速期仍有水化產(chǎn)物析出沉淀，電導(dǎo)率下降較為緩慢。穩(wěn)定期水化產(chǎn)物基本完全形成，水化過程結(jié)束，電導(dǎo)率基本不變。由圖1可以看出，兩種水泥的電導(dǎo)率曲線走勢基本一致，但略有不同。與CAC水泥相比，CMA水泥電導(dǎo)率值低于CAC水泥。電導(dǎo)率的數(shù)值主要由單位面積內(nèi)載流子數(shù)決定。CMA水泥僅含43.52%的鋁酸鈣，漿體中的溶解出的離子較少，即載流子數(shù)較少，故電導(dǎo)率值較校與CAC水泥相比，CMA水泥水化初期時間較短，但誘導(dǎo)期較長。CAC水泥和CMA水泥水化初期分別發(fā)生于3~17min和3~38min，誘導(dǎo)期分別發(fā)生于17~139min和38~247min。這是由于CMA水泥含有56.48%的鎂鋁尖晶石，鎂鋁尖晶石不發(fā)生水化，CMA水泥漿體中可溶解出的離子較少，故CMA水泥溶解過程較快；誘導(dǎo)期溶解和成核的速率幾乎相當(dāng)，晶體粒子只有大至某一臨界粒度，才能成為繼續(xù)長大的穩(wěn)定晶核，CMA水泥由于相對離子濃度較低，溶解過程較快，體系較難形成穩(wěn)定的晶核，故誘導(dǎo)期較長。2.2物相分析圖2為不同水泥的水化XRD圖譜。將CAC和CAM兩種水泥，分別水化1、3、7、14、28、42d，圖1不同水泥水化過程的電導(dǎo)率曲線Fig.1E

增刊1朱伯銓等：含鎂鋁尖晶石的鋁酸鈣水泥的水化過程研究·263·圖3不同水泥試樣的XRD半定量分析結(jié)果Fig.3EvolutionofthehydratephasecontentsforCACcement(a)andCMAcement(b)慢�？偟膩碚f，CAC與CMA水泥水化產(chǎn)物及水化規(guī)律基本一致，但CMA水泥水化加速期較快而后期水化產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變較慢。2.3顯微結(jié)構(gòu)分析水化1、5、14、28d的水泥漿體經(jīng)終止水化處理后，對CAC及CMA水泥水化試樣進(jìn)行SEM顯微形貌分析，結(jié)果如圖4及圖5所示。由圖4及圖5可以發(fā)現(xiàn)，，CAC與CMA水泥水化產(chǎn)物形貌接近，水化試樣中介穩(wěn)相水化產(chǎn)物CAH10、C2AH8及C4AcH11呈六方板狀，相互交錯攀附、重疊結(jié)合。隨著養(yǎng)護(hù)時間的延長，介穩(wěn)相水化產(chǎn)物逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌柿⒎襟w的穩(wěn)定相水化產(chǎn)物C3AH6。結(jié)合EDS能譜分析發(fā)現(xiàn)，與CAC水泥相比，CMA水泥水化產(chǎn)物數(shù)量略少尺寸略小，且水化產(chǎn)物周圍分布著很多細(xì)小的鎂鋁尖晶石顆粒。由于CMA水泥含有56.48%的鎂鋁尖晶石，而鎂鋁尖晶石不參與水化，故水化產(chǎn)物較少。CAC水泥中各水化產(chǎn)物尺寸CAH10、C2AH8及C4AcH11約為30μm，C3AH6約為4μm；CMA水泥中CAH10約為28μm，C2AH8及C4AcH11約為20μm，C3AH6約為2μm。圖4養(yǎng)護(hù)不同齡期的CAC水泥水化試樣SEM照片F(xiàn)ig.4MicrostructuresofCACcementhydratedatdifferentcuringperiods:(a)1d,(b)5d,(c)14d,and(d)28d圖5養(yǎng)護(hù)不同齡期的CMA水泥水化試樣SEM照片F(xiàn)ig.5MicrostructureofCMAcementhydratedatdifferentcuringperiods:(a)1d,(b)5d,(c)14d,and(d)28d3結(jié)論1）水灰比為5時，CAC水泥和CMA水泥水化初期分別發(fā)生于3~17min和3~38min，誘導(dǎo)期分別發(fā)生于17~139min和38~247min。與CAC水泥相比，CMA水泥水化初期即離子

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