石灰石粉在水泥浆抗氯离子渗透性中的作用机理

为了阐明氯离子和石灰石粉、铝相之间的相互作用,以及它们对水泥浆微观结构和氯离子渗透性的影响,通过X射线衍射仪和差热分析表征了水泥浆的物相,采用扫描电镜观测了水泥浆的微观形貌,借助压汞法测试了水泥浆的孔结构,通过RCM法表征了水泥浆的氯离子渗透性。在此基础上,研究了氯盐环境下,不同掺量和比表面积石灰石粉对水泥浆微观形貌和氯离子迁移系数的影响。研究结果表明,随着石灰石粉掺量的增大或比表面积的减小,水泥浆的氯离子迁移系数随之增大。当石灰石粉的掺量从0%增大到30%时,水泥浆的氯离子迁移系数从7.16×10^(−12)m^(2)/s增大到22.17×10^(−12)m^(2)/s。当石灰石粉的比表面积从500 m^(2)/kg增大到800 m^(2)/kg时,水泥浆的氯离子迁移系数从22.17×10^(−12)m^(2)/s降低到20.57×10^(−12)m^(2)/s。在氯盐环境下,碳铝酸钙的XRD衍射峰随之消失,并形成了Friedel’s盐的衍射峰。随着石灰石粉掺量的增大,Friedel’s盐含量先增大后降低。当石灰石粉掺量为10%时,Friedel’s盐含量最高,增大到了3.70%。当石灰石粉比表面积从500 m^(2)/k增大到800 m^(2)/k,Friedel’s盐含量从3.02%增大到3.63%,水泥浆最可几孔径从38.72 nm降低到36.54 nm,孔隙率从25.63%降低到25.24%,改善了水泥浆的微观结构,从而提高了水泥浆的抗氯离子渗透性。在氯盐环境下,石灰石粉掺量不宜超过20%,建议石灰石粉的比表面积为800 m2/kg,以提高掺石灰石粉水泥基材料的抗氯离子渗透性。

碳铝酸盐对水泥—石灰石粉—矿粉胶凝体系抗氯离子渗透性能的影响

采用单一质心设计法设计水泥-石灰石粉-矿粉水泥浆体胶凝体系,通过X射线衍射分析、热重分析、压汞分析,研究了碳铝酸盐对水泥浆体抗氯离子渗透性能、Friedel’s盐和孔结构的影响。研究结果表明:和不掺石灰石粉相比,单掺25%、50%(质量分数)的石灰石粉水泥浆体的氯离子迁移系数分别增大了193.02%和534.50%;和单掺50%石灰石粉相比,复掺25%石灰石粉与25%矿粉水泥浆体的氯离子迁移系数减小了85.98%。碳铝酸盐含量随石灰石粉掺量的增加而增加,矿粉增大了碳铝酸盐的生成量。经过RCM试验后,各组样品中均未发现碳铝酸盐的衍射峰。单掺0%、25%、50%石灰石粉水泥浆体的Friedel’s盐生成量分别为2.74%、2.94%、1.09%;和单掺50%石灰石粉相比,复掺25%石灰石粉和25%矿粉水泥浆体的Friedel’s盐生成量增加了363.30%;石灰石粉掺量越多,水泥浆体的孔隙率和最可几孔径越大;和单掺50%石灰石粉相比,复掺25%石灰石粉和25%矿粉水泥浆体的孔隙率和最可几孔径分别减小了31.23%和57.84%。经过RCM试验后生成的Friedel’s盐改善了水泥浆体的孔结构。