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马保悃等:甲酸钙对硫铝酸盐水泥早期水化过程的影响
1763
文章编号:1001-9731(2013)12-1763-0
甲酸钙对硫铝酸盐水泥早期水化过程的影响
马保国,朱艳超,胡迪,李海南
武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,湖北武汉430070)
摘要:利用维卡仪、水化放热速率、XRD、 TG-DSC程的影响研究较少,韩建国等通过测试凝结时间、
和SEM等测试手段,研究了甲酸钙(Ca(HCOO)2)对强度和水化热,研究了Li2CO、对硫铝酸盐水泥水化
硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程和水化产物及微观历程的影响,发现Li2CO3可大幅度加速硫铝酸盐水
形貌的影响。结果表明,Ca(HCOO)2可明显促进硫泥的凝结,显著缩短硫铝酸盐水泥的水化诱导期,提高
铝酸盐水泥的凝结,并缩短初凝和终凝时间间隔;显著硫铝酸盐水泥早期水化放热速率和水化放热量。Sth
缩短了硫铝酸盐水泥的水化诱导期,且使水化加速期
ane等?研究了石掺量对硫铝酸盐水泥早期水化
提前,使第一水化热峰值提高32%,但对水化稳定期的影响,发现当石膏掺量>10%时,可以促进其水化并
的水化放热速率无明显影响;Ca(HCOO)2可以提高且使水化产物处于稳定状态
硫铝酸盐水泥水化环境的碱度,在早期提高了水化产
甲酸钙(Ca(HCOO)2)是多元醇制造过程中的副
物钙石(AFt)的结晶度,水化早期生成的水化产物产物,可用于水泥的快速凝固剂、润滑剂、早强剂,加快
结构致密,但并不改变水化稳定期的水化产物和徽观水泥的硬化速度,缩短凝结时间。Ca(HCOO)2可促
形貌。
进C3S的水化,掺有Ca(HCOO)2的普硅水泥浆体硬
关键词:硫铝酸盐水泥;甲酸钙;水化过程;水化产化后可产生更多的钙矶石(AF),从而增加早期强
物;钙矶石
度13:1。然而,Ca(HCOO)2作为早强剂对硫铝酸盐
中图分类号:TU528.0
文献标识码:A水泥水化过程的研究尚未见相关报道。本文通过测试
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.12.020
凝结时间和利用水化热、XRD、TG-DSC和SEM测试
1引言
手段,研究了Ca(HCOO)2对硫铝酸盐水泥早期水化
的影响,并分析了作用机理
硫铝酸盐水泥在制造过程中的CO2排放量(约
0.35t/吨水泥)比生产硅酸盐水泥的CO2排放量(约
原材料与实验方法
0.71t/吨水泥)约降低1/2,是一种高性能特种水
原材料
泥2。硫铝酸盐水泥孰料的主要成分是硫铝酸钙
采用湖北安达特种水泥厂生产的硫铝酸盐水泥,
(C4A2S)和β型硅酸二钙(BC2S),它具有凝结时间快、比重为2.981,比表雨积为410m2/kg,其化学组成见
早期强度高、耐久性好和可在负温下水化等优良特表1。甲酸钙为市售工业级产品,比重2.023(20C),
性31。硫铝酸盐水泥是除硅酸盐水泥和铝酸盐水泥有效含量98.0%
之外的第三系列水泥,目前已显现出向生态建筑材料
表1硫铝酸盐水泥的化学组成
方向发展的趋势5,正在被广泛应用于冬季施工、高速 Table1 Chemical composition of sulfoaluminate ce-
铁路、水利工程等特殊工程中。GB/20472-2006《硫铝
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酸盐水泥》中规定硫铝酸盐水泥的终凝时间大于
180min,然而,在客运专线桥梁盆式橡胶支座锚固的施(%,质量分数
Cao Sio Al. O, Fe: Mgo S), Nay OTI()2 I_oss
工中,要求硫铝酸盐水泥基灌浆料的2b抗压强度达到
硫铝酸
20MPal6';在水利修补工程中,要求缝隙注浆材料在灌
盐水泥140.57.613.63.152.859.90.061.-99.67
注1h内终凝?。因此,研究具有早强性质的外加剂对
2实验方法
硫铝酸盐水泥水化历程的影响及对硫锠酸盐水泥在快
甲酸钙(Ca(HCOO)2)对硫铝酸盐水泥凝结时间
凝和超早强材料中的应用具有指导意义
的影响按照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、
关于外加剂对硅酸盐水泥水化的影响,個内外已凝结时间、安定性檢验方法》利用维卡仪进行测试,实
有大量研究?。但是外加剂对硫铝酸盐水泥水化过验采用固定水灰比0.29,甲酸钙的掺量为硫铝酸盐水
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2009CB623201-1):国家自然科学基金资助项目(51178363)
收到初稿日期:2013-01-03
收到修改稿日期:2013-05-17
通讯作者:朱艳超
作者简介:马保国(1957一),男,河南开封人,教授,博士,从事硅酸盐建筑材料研究。