论文部分内容阅读
硅酸盐水泥水化的实质是不同熟料矿物的单独水化及其耦合作用,其最终形成的C-（A）-S-H凝胶显著影响混凝土的力学和耐久性能。C3S和C3A作为硅酸盐水泥的主要矿物组成,是影响C-（A）-S-H凝胶微结构的主要成分。论文针对C3A掺量、养护温度及硫酸盐侵蚀对C3S水化形成C-S-H凝胶微结构的影响机制尚不明确的问题,依托国家自然科学基金项目“侵蚀性离子对混凝土材料中Al掺杂C-S-H凝胶微结构和性能的影响机理”（51778513）,研究了浆体组成、养护温度以及Na2SO4侵蚀对C3S-C3A浆体水化产物组成、C-（A）-S-H凝胶微结构形成与演变、含Al相产物的迁移与转变,以及孔结构和氯离子吸附固化能力的变化规律和影响机理。取得的主要研究成果如下:（1）C3A促进了C3S的早期水化,其水化程度提高幅度随着C3A掺量的增大而增大;C3A水化释放的Al3+可以进入C-S-H凝胶硅氧链上的桥硅氧四面体位置,形成C-（A）-S-H凝胶,同时提高C-S-H凝胶硅氧链的聚合程度;C3A的加入会在浆体中引入孔径小于20 nm的介孔,降低硬化浆体的平均孔径,提高复合浆体孔隙率和氯离子吸附固化能力。（2）提高养护温度可以显著提高C3S-C3A浆体的早期水化程度,促进C3A水化释放的Al3+进入C-S-H凝胶硅氧链的桥位;随着养护温度的升高,C3S-C3A浆体中C-（A）-S-H的Ca/Si降低、MCL和Al[4]/Si增大,C3S-C3A硬化浆体的孔比表面积、累积孔容和平均孔径均下降,致使复合浆体的氯离子吸附固化量下降。（3）Na2SO4侵蚀可以促进C3S-C3A浆体的水化,提高浆体中C-（A）-S-H凝胶的MCL,但阻碍C3A水化形成的Al3+进入C-S-H凝胶桥位,导致C-（A）-S-H凝胶Al[4]/Si降低;C3S-C3A浆体水化至不同龄期后受Na2SO4侵蚀,随着Na2SO4开始侵蚀时间的延后,C-（A）-S-H凝胶Al[4]/Si和Ca/Si降低幅度减小;随着侵蚀龄期的延长,C-（A）-S-H凝胶Al[4]/Si和Ca/Si降低,Na2SO4侵蚀对C3S-C3A水化形成的C-（A）-S-H凝胶具有脱铝和脱钙作用,导致其微结构发生演变。（4）Na2SO4侵蚀导致硬化复合浆体的孔比表面积、累积孔容和平均孔径降低,导致氯离子吸附固化能力下降。随C3A掺量越大,复合浆体氯离子吸附固化量降幅越大;与1 d开始侵蚀的浆体相比,水化28 d后侵蚀的复合浆体10 nm以下孔径的气孔含量下降,导致复合浆体的孔比表面积、累积孔容进一步下降,但平均孔径增大,复合浆体氯离子吸附固化量进一步降低。论文研究成果可为揭示硫酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝浆体的微结构的形成与演变机理提供参考依据。