首页 期刊 光谱学与光谱分析 XRD和FTIR的掺硅酸钠富水材料强度演化机制 【正文】

XRD和FTIR的掺硅酸钠富水材料强度演化机制

作者:王志明; 孙玉宁; 王永龙; 张硕 河南理工大学能源科学与工程学院; 河南焦作454002; 深井瓦斯抽采与围岩控制国家地方联合工程实验室(河南理工大学); 河南焦作454000
富水材料   硅酸钠   强度演化   x射线衍射   傅里叶变换红外光谱  

摘要:硅酸盐水泥和铝酸盐水泥是广泛应用的无机注浆材料,混合使用这两种材料可制备凝结时间短及强度高的胶凝材料。然而,在富水条件下(水灰比大于1),添加适量二水石膏所制备的硅酸盐-铝酸盐水泥基材料水化后期发生强度衰减。为了改善硅酸盐-铝酸盐水泥基富水材料的强度性能,将一定量的硅酸钠掺入硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-二水石膏三元体系中。采用RMT-150力学试验系统测试含不同硅酸钠掺入量的硅酸盐-铝酸盐水泥基富水材料的强度,分析其强度演化特性及掺入硅酸钠对其强度的影响;采用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)对不同硅酸钠掺量的富水材料微观结构进行表征,分析其微观形貌、物相的变化规律,进而揭示该富水材料的强度演化机制。强度试验结果显示,不掺硅酸钠的富水材料早期强度低,并且后期强度发生衰减;而硅酸钠的掺入有助于提高硅酸盐-铝酸盐水泥基富水材料的早期强度,并且在一定程度上减少材料固化后的后期强度衰减量,当硅酸钠掺入量高于3%以上时,可以有效控制该富水材料后期强度的衰减。SEM,XRD及FTIR研究结果表明:不掺硅酸钠的硅酸盐-铝酸盐水泥基富水材料水化14d时,检测到所属六方晶系的物相CAH10及C2AH8转变为具有立方晶系结构的C3AH6,这种晶型转变是导致该富水材料强度衰减的原因。相比不掺硅酸钠的富水材料,当硅酸钠掺入1%时,富水材料水化3d生成更多的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,这有利于提高富水材料的早期强度;水化14d后,XRD结果显示,在d=11.75,6.24出现C2ASH8的衍射峰,而直至28d才检测到C3AH6(d=5.16,3.18)衍射峰,并且C3AH6衍射强度较不掺硅酸钠的材料低,FTIR谱3643cm^-1处出现的振动带证实了这一发现。这说明掺入1%硅酸钠促使六方晶系(CAH10及C2AH8)转变为C2ASH8,进而抑制了CAH10及C2AH8向C3AH6的转变。但是,添加1%�

注:因版权方要求,不能公开全文,如需全文,请咨询杂志社

学术咨询 免费咨询 杂志订阅