碳化环境下矿物掺合料对固化态氯离子稳定性的影响

发布时间：2020-01-30 22:54

【摘要】：采用内掺氯化钠的方法,并借助X射线衍射仪和差式扫描量热仪,研究了碳化环境下粉煤灰和矿渣微粉对固化态氯离子稳定性的影响。结果表明:碳化环境下,固化态氯离子将失去稳定性,重新转变成游离态氯离子,而Friedel盐和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的分解是其失稳的主要原因;粉煤灰和矿渣微粉对固化态氯离子在碳化环境下的稳定性存在一定程度的负面影响,会加速其向游离态氯离子转变,尤以粉煤灰影响更甚;碳铝酸盐仅是Friedel盐碳化过程一个过渡性产物,其最终也将因为碳化而分解。
【图文】：

曲线,试样,曲线,吸热峰

·５０４·硅酸盐学报２０１４年３．３热性能分析为了进一步确认碳化环境下水化产物中Ｆｒｉｅｄｅｌ盐数量变化情况，对基准样Ｃ和试样ＣＦＡ碳化区域的水化产物进行ＤＳＣ分析，结果如图４和图５所示。由图４可见，基准样Ｃ碳化０ｄ的ＤＳＣ曲线上存在几处明显的吸热峰，分别位为１３１、３３６、４２６和７１０℃，根据热分析理论图谱和水泥化学的相关原理可知，它们分别对应为单硫型硫铝酸钙、Ｆｒｉｅｄｅｌ盐、Ｃａ（ＯＨ）２和ＣａＣＯ３分解时的最大吸热峰［２３］。与碳化０ｄ的ＤＳＣ曲线相比，Ｃ碳化２８ｄ后，其ＤＳＣ曲线上已无明显的单硫型硫铝酸钙吸热峰，尽管还可见Ｆｒｉｅｄｅｌ盐和Ｃａ（ＯＨ）２吸热峰，但是二者峰值已明显减弱，与此同时，ＣａＣＯ３吸热峰峰值则进一步增强，这一变化与图３中Ｃ的ＸＲＤ分析结果相一致。同样分析图５中试样ＣＦＡ碳化前后的ＤＳＣ曲线变化特征可知，与试样Ｃ碳化２８ｄ后ＤＳＣ曲线上尚存较弱的Ｆｒｉｅｄｅｌ盐和Ｃａ（ＯＨ）２吸热峰所不同，试样ＣＦＡ碳化２８ｄ后ＤＳＣ曲线上已无明显的Ｆｒｉｅｄｅｌ盐和Ｃａ（ＯＨ）２吸热峰，说明被测样品水化产物中，二者存量极低，这也与图３中试样ＣＦＡ的ＸＲＤ衍射分析结果相一致，也进一步表明，尽管矿物掺合料的使用有助于提高水泥基材料对氯离子的固化性能，但是也会降低固化态氯离子在碳化条件下的稳定性。此外，如前所述碳铝酸盐是Ｆｒｉｅｄｅｌ盐碳化过程中的一个重要产物，，其结晶度较差，难以用Ｘ

曲线,曲线,氯离子,铝酸盐

析过程中，其在９００～９３０℃之间存在一明显的特征吸热峰［２４］，而在图４和图５中的ＤＳＣ曲线上，均未发现在此温度区间内有吸热峰存在，依此可判断水化产物中没有（或仅存极少量）的碳铝酸盐，这证明了翁开茂［１４］的结论，碳铝酸盐仅是Ｆｒｉｅｄｅｌ盐碳化过程一个过渡性产物。图４试样Ｃ碳化０和２８ｄ后碳化区域的ＤＳＣ曲线Ｆｉｇ．４ＤＳＣｃｕｒｖｅｓｏｆｓａｍｐｌｅＣａｆｔｅｒｃａｒｂｏｎａｔｅｄｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔｆｏｒ０ａｎｄ２８ｄ图５ＣＦＡ碳化０和２８ｄ后碳化区域的ＤＳＣ曲线Ｆｉｇ．５ＤＳＣｃｕｒｖｅｓｏｆＣＦＡａｆｔｅｒｃａｒｂｏｎａｔｅｄｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔｆｏｒ０ａｎｄ２８ｄ４结论１）碳化环境下，化学结合和物理吸附２种固化态氯离子均会失去稳定性，重新转变成游离态氯离子，而这主要与Ｆｒｉｅｄｅｌ盐和Ｃ－－Ｓ－－Ｈ凝胶的分解有关；２）尽管粉煤灰和矿渣微粉的使用能提高水泥基材料对氯离子的固化能力，但在发生碳化反应的情况下，其对固化态氯离子的稳定性存在一定程度的负面影响，会加速其向游离态氯离子转变；３）与矿渣微粉相比，粉煤灰的使用会进一步降低水化产物中固化态氯离子在碳化环境下的稳定性；４）碳铝酸盐仅是Ｆｒｉｅｄｅｌ盐碳化过程一个过渡性产物，其最终也将因为碳化而分解。参考文献：［１］ＧｌＡＳＳＥＲＦＰ，ＫＩＮＤＮＥＳＳＡ，ＳＴＲＯＮＡＣＨＳＡ．ＳｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｉｎＡＦｍｐｈａｓｅｓ：ＰａｒｔＩ．Ｃｈｌｏｒｉｄｅ，ｓｕｌｆａｔｅａｎｄｈｙｄｒｏ

【参考文献】