环境扫描电镜对水泥熟料单矿物水化过程地研究.pdfVIP

——． 苎塾星全里查兰塑鎏丝圭些兰墨璧里垫查兰室 环境扫描电镜对水泥熟料单矿物水化过程的研究‘ 刘贤萍，王培铭，陈红霞，计亦奇 同济大学混凝士材料研究实验室，上海200092 摘要：用场发射环境扫描电子昱微镜对溶胶．凝胶法制备的四大水泥熟料单矿物的水化过程进行了 研究，结果显示不同水化阶段典型的水化产物形貌．c3S水化形成的C．S．H凝胶从凝胶状长成纤 状达pm级，并且相互之间交错生长．C2S的水化过程与c3S相似，但是较为缓慢，水化28d时纤 状的水化铝酸钙；水化12小时，大部分都是立方体的晶体．C4f水化2分钟时，出现了较多的 立方体晶体． 关键词：环境扫描电镜；水泥熟料单矿物；水化 二十世纪六、七十年代，水泥水化研究取得了根大进展，自九十年代开始，伴随着计算机技 术的发展，大量新技术、新方法的应用，取得了很多更新的研究成果。其中就包括了环境扫描电 E]ect∞on 镜(Environment]Scann／ne 扫描电镜研究的样品不需干燥、镀膜和中止水化，含水样品可直接在样品窒的环境状态下进行观察， 避免了镀膜和真空对形貌的影响，因此所观察到的形貌更能反映样品的真实情况。用场发射电子 枪取代钨丝电子枪的环境扫描电镜由于分辨本领可迭几纳米，能获得纳米尺度水泥水化产物形貌 oⅡ”，推动了水泥水化研究的进一步开展。高胶凝性水泥熟料性能与传统水泥熟料的性能有所不同， 它们的水化过程也有所区别，因此研究非传统方法制各的水泥熟料单矿物的水化过程对高胶凝性 水泥熟料水化性能的研究会有所借鉴意义。本文用场发射环境扫描电镜研究溶腔．凝胶法制备的水 泥熟料单矿物水化过程，观察典型的水化产物形貌，为水泥水化模型的建立提供基础。 1实验 水灰比为1．0。先用等温微量热仪(TAMAir08IsothermalCalorimeter)进行水化热的测定，以决定 水化样品的观测龄期。水化试样置于密封容器申，在室温养护至预定龄期后，使用场发射环境扫 描电镜(ESEM．FEG，Ⅺ。30型)进行水化产物形貌的观测。早期水化样品的观测是在样品养护至 温度参数，使得湿度达到80％-95％，用微型机械手将样品破碎，观察新鲜断面。 。国家重点基础研究发展规划(973)项目(2001CB610704)资助 ——堑堡塑苎皇整翌查婆塾塾苎芏塑垄些塾矍竺墅塞 2结果与讨论 2，l水化热 为了观察水泥熟料单矿物水化各阶段典型的水化产物形貌，首先进行了水化热测定，结果示 个阶段(图l(a))。C2S的水化热虽然很低，但其水化放热速率曲线形状与C；S的相似，相应的， 根据水化热测量，水化反应也可以划分为五个阶段(图1(b))：初始水化(从加水开始到水化 部分的热量在2小时内释放(图1(c))。根据水化热随时间的变化，将水化反应划分为三个阶段： 加速期，从与水接触的瞬间至放热速率达到最大值，约为4分钟；快速减速期，从放热速率达到 最大值到放热速率开始缓慢减慢前，约为2小时；缓慢减慢期，此阶段水化缓慢进行直至完全水 化n C^#LF水化6分钟的时候水化放热速率达到最大值，约630W／molAh03(图l(d))。 Ⅱl Ⅳ Ⅳ 妻 盖 葛 * 苷 期 舒《 趟《 一‘『毒薹Lo。_{ 疆 皇霉IlglI苫o；E ／ ＼ 、 州 水他时闯m (a)c3S (b)∞ 水他时阃届 承化时阗m (c