基于化学分析的水泥浆体中游离氧化钙的水化反应.docx

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基于化学分析的水泥浆体中游离氧化钙的水化反应

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都志强李刚欧阳志

摘要：基于化学分析与TG-DSC分析有机结合，面向以CaO为关键组分的水泥浆体中的游离氧化钙，进行了水化反应研究。结果表明，在水泥浆体中，膨胀熟料游离氧化钙的反应速度非常快，处于恒温状态时，水胶比0.4的水泥浆体中添加水进行搅拌，2h之后，游离氧化钙水化反应可达到将近30%，在24h之后，水化反应可直接超出50%，在7d之后，水化反应便可完全完成;葡萄糖酸钠缓凝剂可在一定程度上延迟膨胀熟料游离氧化钙的水化反应，但是效果并不显著。

关键词：化学分析;TG-DSC分析;水泥浆体;游离氧化钙;水化反应

：TQ172：A：1001-5922（2021）09-0059-04

HydrationReactionofFreeCalciumOxideinCementPasteBasedonChemicalAnalysis

DuZhiqiang，LiGang，OuyangZhi

（ShaanxiRailwayInstitute，Weinan714000，China）

Abstract：BasedontheorganiccombinationofchemicalanalysisandTG-DSCanalysis，thehydrationreactionoff-CaOincementpastewithCaOasthekeycomponentwasstudied.Theresultsshowthatthereactionrateoff-CaOincementpasteisveryfast.Atconstanttemperature，addwatertothecementpastewithawater-to-binderratioof0.4forstirring.After2hours，thehydrationreactionoff-CaOcanreachnearly30%，after24hours，thehydrationreactioncandirectlyexceed50%，after7days，thehydrationreactioncanbecompletedcompletely;sodiumgluconateretardercandelaythehydrationreactionoff-CaOinexpandedclinkertoacertainextent，buttheeffectisnotsignificant.

Keywords：chemicalanalysis;TG-DSCanalysis;cementpaste;f-CaO;hydrationreaction

0引言

f-CaO（游離氧化钙）是水泥的伴生矿相，遇水发生水化反应，既会释放大量热量，还会由于生成Ca（OH）2造成体积严重膨胀，以此于硬化水泥石中产生局部膨胀应力。在含量不断增加的趋势下，还会降低水泥石的抗拉与抗折强度，甚至会导致水泥制成品发生变形、开裂，以及安定性较差等现象。所以硅酸盐水泥生产过程中，f-CaO一直被划定为熟料中的不利组分，且在水泥熟料生产中倍受控制。在f-CaO研究与认知持续深化的形势下，人们开始意识到f-CaO水化引发体积膨胀的特性具有可利用性。例如通过f-CaO此特征可生成静态化爆破剂与膨胀水泥，而膨胀水泥可有效弥补混凝土工程收缩问题。而且少量f-CaO还降低坍落度损失，调整凝结时间，并碱性激发混合材料活性[1]。在此基础上，文章基于化学分析深入研究了水泥浆体中f-CaO的水化反应。

1f-CaO的影响机制

1.1水泥安定性

低温f-CaO结构相对疏松，水化速度较快，易于发现，对于水泥安定性的影响并不显著，在工程施工过程中主要体现在混凝土不凝结与不硬化，且早期并不存在强度等多层面。高温f-CaO表层被玻璃釉状物质所缠绕包裹，水化速度较慢，一般需要多月或更长时间才会发生水化反应。硬化水泥石高温f-CaO发生水化反应会生产大量Ca（OH）2，体积膨胀，在体积无法全面移动于混凝土结构孔隙，但混凝土抗拉强度无法限制体积膨胀应力的时候，便会直接影响混凝土强度，甚至还会引发水泥石开裂现象。f-CaO表层经常会被结晶或者玻璃体覆盖，水化速度缓慢，所以含量太高会威胁水泥熟料强度与安定性。

1.2水泥强度

强度是水泥的重要指标，而f-CaO会直接影响水泥水化反应的微观结构，以及其物理性能。水