混凝土服役時會不可避免與地下水、土壤、海水和工業(yè)污染等環(huán)境中具有侵蝕性的離子接觸,被這些離子化學(xué)腐蝕,導(dǎo)致水泥水化產(chǎn)物的物相組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而使混凝土發(fā)生脫落,縮減正常使用壽命。隨著沿海及鹽湖地區(qū)建設(shè)的加快和高性能混凝土的研發(fā),侵蝕性Mg²⁺對水泥水化產(chǎn)物的作用研究日益重要,本課題研究了Mg²⁺與水泥主要水化產(chǎn)物的作用及其產(chǎn)物的性能。本文首先采用溶液法分別制備了水化硅酸鈣（C-S-H）、鈣礬石（AFt）和單硫型水化硫鋁酸鈣（AFm）,加入飽和Mg²⁺溶液。研究了Mg²⁺分別與主要水泥水化產(chǎn)物C-S-H、AFt和AFm的作用,并對其作用產(chǎn)物進行了物相組成、微觀結(jié)構(gòu)和官能團聚合程度的分析;其次,對研究中發(fā)現(xiàn)的高鎂膠凝材料產(chǎn)物——水化硅酸鎂（M-S-H）的物相組成、微觀結(jié)構(gòu)等進行了探索研究。實驗研究得出以下結(jié)論:（1）Mg²⁺與C-S-H反應(yīng)后的產(chǎn)物為透閃石、M-S-H、方鎂石和碳酸鈣/鎂;隨齡期增長產(chǎn)物的硅氧聚合程度增大,且單硅酸結(jié)構(gòu)聚合轉(zhuǎn)換成鏈狀雙硅酸鹽結(jié)構(gòu)或群結(jié)構(gòu),Q

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

C-S-H凝膠的Taylor模型演變[18]

第1章緒論3體情況下，衍生出層狀類1.4nm托貝莫來石結(jié)構(gòu)和類羥基硅鈣石結(jié)構(gòu)[19]。（2）固溶模型：是基于熱力學(xué)理論的簡易C-S-H凝膠模型�？烧J為兩層硅氧四面體鏈中間存在CaO，其中鈣離子和水融入使結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣化，具體結(jié)構(gòu)如圖1.2所示[20]。圖1.2C-S-H凝膠的固溶模型[20]Fig1.2SolidsolutionmodelofC-S-H[20]圖1.3C-S-H凝膠的Colloid模型[19]Fig.1.3ColloidmodelofC-S-Hgel[19]（3）Colloid模型為納米結(jié)構(gòu)模型，由于C-S-H凝膠存在直徑小于5nm的球狀最小結(jié)構(gòu)單元膠束。認為C-S-H凝膠含水的區(qū)域包括層間空間、膠粒內(nèi)孔、小凝膠孔和大凝膠孔，每個區(qū)域中存在的水都有其特定的熱力學(xué)特性，如圖1.3所示[19]。（4）納米結(jié)構(gòu)中介結(jié)構(gòu)假說：具有短程有序、長程無序，在納米尺寸上結(jié)晶或形成微晶[21]。1.2.2C-S-H的研究現(xiàn)狀由于水泥水化的產(chǎn)物除C-S-H外，還有AFt、Ca(OH)2等其他物相，且水化產(chǎn)物相互鑲嵌，很難直接研究水化過程生成C-S-H的結(jié)構(gòu)及形貌[19,22]。因此，單獨制備出高純度的C-S-H凝膠再對其進行Mg2+的作用研究是可行的。國內(nèi)外很多學(xué)者采用實驗合成C-S-H，模擬水泥水化過程中生成該凝膠，再進行后期性能研究。制備C-S-H凝膠的方法主要有：沉淀法、水熱合成法、溶液合成法、β-C2S水化反應(yīng)法和C3S單礦水化反應(yīng)法，如下所示。（1）沉淀法。以硝酸鈣和硅酸鈉為原料制備C-S-H，并研究不同分散劑對其性能影響[23]，發(fā)現(xiàn)C-S-H微觀結(jié)構(gòu)呈類纖維狀、類球形堆疊狀和團聚錫箔狀；且纖維狀的C-S-H加入水泥漿體的分散性最好，可縮短漿體的凝結(jié)時間，增強早期強度。Suzuki等[24]以Si(OH)4和CaCl2溶液為原料通過沉淀法制備C-S-H，合成的C-S-H呈球形顆粒的附聚物，顆粒是由眾多細小板狀微晶聚集組成；隨Ca/Si比增

第1章緒論3體情況下，衍生出層狀類1.4nm托貝莫來石結(jié)構(gòu)和類羥基硅鈣石結(jié)構(gòu)[19]。（2）固溶模型：是基于熱力學(xué)理論的簡易C-S-H凝膠模型�？烧J為兩層硅氧四面體鏈中間存在CaO，其中鈣離子和水融入使結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣化，具體結(jié)構(gòu)如圖1.2所示[20]。圖1.2C-S-H凝膠的固溶模型[20]Fig1.2SolidsolutionmodelofC-S-H[20]圖1.3C-S-H凝膠的Colloid模型[19]Fig.1.3ColloidmodelofC-S-Hgel[19]（3）Colloid模型為納米結(jié)構(gòu)模型，由于C-S-H凝膠存在直徑小于5nm的球狀最小結(jié)構(gòu)單元膠束。認為C-S-H凝膠含水的區(qū)域包括層間空間、膠粒內(nèi)孔、小凝膠孔和大凝膠孔，每個區(qū)域中存在的水都有其特定的熱力學(xué)特性，如圖1.3所示[19]。（4）納米結(jié)構(gòu)中介結(jié)構(gòu)假說：具有短程有序、長程無序，在納米尺寸上結(jié)晶或形成微晶[21]。1.2.2C-S-H的研究現(xiàn)狀由于水泥水化的產(chǎn)物除C-S-H外，還有AFt、Ca(OH)2等其他物相，且水化產(chǎn)物相互鑲嵌，很難直接研究水化過程生成C-S-H的結(jié)構(gòu)及形貌[19,22]。因此，單獨制備出高純度的C-S-H凝膠再對其進行Mg2+的作用研究是可行的。國內(nèi)外很多學(xué)者采用實驗合成C-S-H，模擬水泥水化過程中生成該凝膠，再進行后期性能研究。制備C-S-H凝膠的方法主要有：沉淀法、水熱合成法、溶液合成法、β-C2S水化反應(yīng)法和C3S單礦水化反應(yīng)法，如下所示。（1）沉淀法。以硝酸鈣和硅酸鈉為原料制備C-S-H，并研究不同分散劑對其性能影響[23]，發(fā)現(xiàn)C-S-H微觀結(jié)構(gòu)呈類纖維狀、類球形堆疊狀和團聚錫箔狀；且纖維狀的C-S-H加入水泥漿體的分散性最好，可縮短漿體的凝結(jié)時間，增強早期強度。Suzuki等[24]以Si(OH)4和CaCl2溶液為原料通過沉淀法制備C-S-H，合成的C-S-H呈球形顆粒的附聚物，顆粒是由眾多細小板狀微晶聚集組成；隨Ca/Si比增

【參考文獻】：
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本文編號：3405282