Effect of C/S Ratio on Morphology and Structure of Hydrothermally Synthesized Calcium Silicate Hydrate

The samples of the C-S-H series were synthesized by hydrothermal reaction of fumed silica, CaO and deionized water at initial C/S ratios between 1.0-1.7. Phase composition and structural and morphology characteristics of C-S-H samples were analyzed by XRD, IR and SEM. The experimental results showed that the d-spacing of （002）, （110） and （020） decreased, the d-spacing of （200） increased, and the d-spacing of （310） varied randomly, the polymerization of silica tetrahedra of C-S-H decreased, and morphology of C-S-H samples varied from sheet shapes to long reticular fibers as C/S ratio increased.

纳米无定形C-S-H凝胶颗粒及其结构表征

以无水氯化钙(CaCl2)和水玻璃为原料,通过室温沉淀反应制备了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶颗粒。采用SEM、FTIR、XRD、XRF、TEM等对不同C/S和pH值条件下制备的C-S-H凝胶颗粒的形貌和结构进行了表征。结果表明,较低pH值条件下制备的C-S-H凝胶颗粒间呈现不同程度的团聚,-Si-O键之间显示一定的聚合度,其平均粒径在15～25 nm之间,且呈无定形结构;在pH值较高时,该凝胶颗粒呈半结晶结构。

C-S-H凝胶的水热合成及其性能研究

水热合成C-S-H凝胶并将其作为晶种添加到水泥中,研究其对水泥物理性能及水化的影响。研究了不同的钙硅比、反应温度、反应时间对合成过程及产物的影响,并将合成产物作为晶种添加到水泥中,研究其对水泥胶砂强度及水化产物的影响。研究表明:水热合成C-S-H的最佳条件为水热温度80℃,反应7 d,钙硅比控制1.5;将C-S-H凝胶以2%的掺量添加到水泥中,可促进水泥水化,改善水泥石的机械强度尤其是早期强度,并且有效缩短水泥凝结时间。

C-(A)-S-H对氯离子的吸附性能研究

通过化学沉淀法合成了不同钙硅比(n_(Ca)/n_(Si)=0.8～2.0)和不同铝硅比(n_(Al)/n_(Si)=0～0.6)的水化硅酸钙(C-S-H)和水化硅铝酸钙(C-A-S-H),并以氯盐溶液浸泡结合离子色谱仪(IC)研究了这2种水化产物对氯离子的吸附特性;同时结合傅里叶红外光谱法(FTIR)和扫描电镜(SEM)研究了钙硅比、铝硅比对C-(A)-S-H结构及其微观形貌的影响.结果表明:随着浸泡液浓度的增大,C-S-H和C-A-S-H对氯离子的吸附量均逐渐增大,吸附曲线符合Freundlich吸附模型;钙硅比和铝硅比影响着C-(A)-S-H的聚合度和结构,C-(A)-S-H的氯离子吸附能力随钙硅比有先升高后降低的趋势;随着铝硅比的增大,尤其是铝硅比超过0.2之后,C-A-S-H吸附氯离子的能力明显降低.

CaO-SiO_(2)-H_(2)O水热反应的物相变化和物理性能研究

本文研究了钙硅比、压蒸温度、保温时间、成型压力和水固比,对CaO-SiO_(2)-H_(2)O体系物相变化和性能的影响,并采用XRD内标法确定物相含量。压制成型的试件在Ca/Si比约为0.666,180℃压蒸8h,可获得最优的干燥强度。Ca/Si比、温度过低,保温时间过短,石英的反应量偏低,强度降低;Ca/Si比过高会形成晶态的C_(2)SH,温度过高会形成较多的晶态托贝莫来石和硬硅钙石,对强度不利。压蒸温度从180℃提升至220℃,水化硅酸钙形貌从片状、层状、板状逐渐向棒状、纤维状转变。压制成型试件(水固比0.18)含水少,反应过程中传质受阻,其主要产物为非晶态的C-S-H凝胶,占比约70%,托贝莫来石占比不到3%,由此可知,对于模压法钙硅压蒸制品,非晶态水化硅酸钙为强度的主要影响者,而非托贝莫来石。提升水固比可有效促进托贝莫来石和硬硅钙石的结晶。无论何种配比和工艺条件下制备的压蒸试件,饱水后强度仅为干燥强度的36%~80%左右。

钙硅比对溶液法制备的水化硅酸钙形貌影响

水化硅酸钙(C—S—H)是水泥最主要的水化产物之一,它对现代混凝土的各种使役性能有重要影响。该文以硝酸钙(Ca(NO3)2.4H2O)和硅酸钠(Na2SiO3.9H2O)及去离子水为原料,在60℃温度下采用溶液反应合成方法制备出了反应龄期为7 d,初始钙硅比分别为1.0、1.3、1.5、1.7的C—S—H。利用SEM对制备出的C—S—H进行了形貌测试。结果表明随着初始钙硅比从小到大的变化,C—S—H微观形貌从开始的片状结构到针棒状结构逐渐过渡。

PVA纤维橡胶混凝土力学性能及微观特征分析

为探究PVA纤维对橡胶混凝土力学性能和界面微观特征的影响,通过轴心抗压试验和抗折试验对不同纤维掺量下橡胶混凝土的破坏形态、抗压强度和抗折强度进行了对比分析,并采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析技术(EDS)对其微观形貌和界面过渡区进行了研究。结果表明:掺入PVA纤维可以有效缓解橡胶混凝土强度的衰减趋势,最佳掺量控制在1%左右,试件抗压破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏,应力应变曲线下降段更加平缓。橡胶颗粒减小了混凝土界面受荷面积,改变了集料与水泥基体界面处的元素含量,导致混凝土强度降低。掺入PVA纤维会降低橡胶混凝土的Ca/Si比值,较基准混凝土降低幅度为5%~10%,界面黏接处C-S-H的生成量有所提高,有效地改善了橡胶混凝土内部界面缺陷。

无机外加剂中各离子对水化硅酸钙的影响研究进展

近年来,随着混凝土技术的发展,外加剂已成为制备混凝土的重要辅助材料,但外加剂引入的各种离子对水化硅酸钙(C-S-H)的结构及形貌有较大影响。因此综合评述了无机外加剂中不同离子对C-S-H组成、结构及微观形貌的影响:Al^(3+)能够直接参与C-S-H结构的构建;Na^(+)、K^(+)、Cl^(-)可以加速水化反应,促进C-S-H凝胶的生成;适量的SO_(4)^(2-)有助于C-S-H结晶,而过量的SO_(4)^(2-)则会降低C-S-H的稳定性。详细分析了上述各离子对C-S-H硅氧四面体聚合度、层间距及平均分子链长的影响和研究进展,并在此基础上研究了无机外加剂中多离子共存对C-S-H结构的影响。无机外加剂对C-S-H硅氧四面体聚合度、层间距及平均分子链长的影响还需进一步研究。