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化学外加剂已经成为水泥基材料中不可或缺的组成成分,而无机盐类外加剂作为主要的早强剂和防冻剂,能够明显提高水泥混凝土早期强度和降低其冰点,在将来相当长的时间内将会继续在水泥基材料中大量使用。本文利用同步辐射软X射线光谱显微技术、高分辨率X射线衍射等前沿技术,系统地研究了Ca Cl2、Ca(NO3)2、Ca(NO2)2和Na2SO4四种无机盐对C3S和C3A水化产物微观结构的影响,揭示了无机盐对C3S水化机理的影响、Ca Cl2与C3A水化产物的键合作用机理、CaCl2对水热合成的C-S-H(I)微观结构的影响以及与AFm相的键合作用,为无机盐对C3S和C3A水化产物与结构的影响以及无机盐的合理应用提供必要的理论依据和基础支撑。采用扫描透射X射线显微技术(STXM),结合近边X射线吸收精细结构吸收谱(NEXAFS)、29Si固体核磁共振、X射线衍射和差示扫描量热(DSC)等技术手段,研究了无机盐对C3S水化产物微观结构的影响,揭示了其对水化机理的影响规律。研究表明:C3S水化产物C-S-H凝胶结构中Ca2+的配位情况并不是六配位八面体对称,而是七配位不规则对称;Ca Cl2并未与C-S-H发生化学键合,也未改变Ca2+不规则的七配位对称性,但Ca Cl2通过加速C3S的溶解过程来缩短预诱导期和诱导期,直接进入到加速期,并激发了C-S-H硅酸盐链中桥连Si O4四面体的形成,增大了C-S-H结构中硅酸根链的聚合度,进而使得C-SH形貌向二维方向生长形成薄层状。Ca(NO3)2未改变C-S-H中Ca2+不规则的七配位对称性,但在一定程度上增大了C-S-H凝胶中Ca Ox多面体的晶体场强度,优化了C-S-H中Ca原子配位对称性;Ca(NO3)2对C3S水化反应的加速作用并不明显,反而在一定程度上延长了诱导期,仅提高了3d内C-S-H硅酸盐链的聚合度,但对7d和28d的C-S-H硅酸盐链的聚合度并无影响;Ca(NO2)2对C3S水化反应速率及C-S-H硅酸盐链的聚合度几乎无影响。Na2SO4较大程度上缩短了C3S水化过程中的预诱导期和诱导期,直接进入到加速期。Na2SO4未改变C-S-H凝胶微观结构中Ca2+不规则的七配位对称性,对C-S-H硅酸盐链的聚合度几乎无影响,但增大了C3S及其水化产物C-S-H凝胶和Ca(OH)2的分散度。采用高能X射线衍射技术深入研究了CaCl2对C-S-H(I)(钙硅比为1.0)微观结构特征的影响,避免了C3S水化产物氢氧化钙的干扰,发现随着CaCl2的浓度的增加,C-S-H(I)中Si-O键长(1.64?)保持不变,Si原子的配位数均为4,而Ca原子的配位数从7下降到6,C-S-H(I)结构从类Tobermorite结构逐渐转变为类jennite结构,而层间距由~12?增大至~14.5?。采用扫描透射X射线显微技术(STXM),结合近边X射线吸收精细结构吸收谱(NEXAFS)和XRD等手段,揭示了Ca Cl2与C3A水化产物的键合作用机理,发现CaCl2存在时,C3A水化产物为C3AH6和Friedel盐(Fs);当掺入50%石膏(C3A的质量分数)时,CaCl2溶液浓度为36m M时,C3A水化产物中出现Kuzel盐(Ks),而在1 mol/L的CaCl2溶液中,Ks不能稳定存在并转化为Fs,并发现Fs生成于板状晶体Kuzel盐周围以及与钙矾石的界面区域。随着CaCl2溶液浓度的增加,单硫型硫铝酸钙(Ms)转化为AFt、Ks和Fs,而AFt和Kuzel盐中的SO42-不断被溶液中Cl-所替代而游离出来,最终形成Fs和石膏。根据Ca L3,2-edge NEXAFS吸收谱前延峰的个数及前延峰2的尖锐程度,可有有效区分Ms、Ks和Fs:AFm相有着三个类似的L3边界前峰,而AFt相仅有两个;Ms、Ks和Fs层间结构中SO42-含量的不同导致了前延峰2尖锐程度的变化,即单硫型硫铝酸钙>Kuzel盐>Friedel盐。