摘 要

钙矾石是水泥基材料重要的水化产物之一，钙矾石的生成过程与数量对水泥基材料的性能影响显著，其稳定性也常常关系到水泥基材料的稳定性，研究高温湿热环境下钙矾石的稳定性，对于水泥基材料在高温湿热环境系的服役行为研究，具有重要的理论意义。

研究通过X射线衍射（XRD）分析探讨矿物掺合料种类、体系碱度、石灰石粉掺量对钙矾石含量的影响，探讨了不同环境温度下以及水化环境中C₃A熟料的水化产物组成，探究水化环境中硫酸根离子浓度、环境温度对钙矾石生成情况的影响，模拟不同C3A含量水泥在不同温度下的水化过程。

研究结果表明：在高温环境下C₃A水化迅速，在40°C下Kuzlite较少，钙矾石生成量大，结晶完整，表明硫酸根的存在更多的作用是生成钙矾石，且其结晶形态比低温度下更好。高温湿热环境的作用，有利于C₃A在硫酸根下形成钙矾石而不是Kuzlite转化，钙矾石有一定的耐高温特性。

关键词：钙矾石（AFt）；稳定性；铝酸三钙；水泥水化；水化产物

Abstract

Ettringite is one of the important hydration products of cement-based materials. The process and quantity of ettringite have a significant effect on the performance of cement-based materials, and its stability is often related to the stability of cement-based materials. The stability of ettringite is of great theoretical significance for the study of the service behavior of cement-based materials in hot and humid environment.

The effects of mineral admixture type, system alkalinity and limestone powder content on the content of ettringite were investigated by XRD measurement. The composition of hydration products of C3A clinker under different ambient temperature and hydration environment was discussed. The effects of sulfate ion concentration and ambient temperature on the formation of ettringite were simulated, and the hydration process of cement with different C3A content at different temperatures was simulated.

The results show that C3A hydrates rapidly in high temperature environment, Kuzlite is less at 40 ° C, etherealite is large and crystallized, indicating that the presence of sulfate has more effect to produce ettringite and its crystallization Morphology is better than low temperature. The role of high temperature hot and humid environment is conducive to C3A formation of ettringite instead of Kuzlite under sulfate, ettringite has a certain high temperature characteristics.

Key words: ettringite; stability; tricalcium aluminate; Cement hydration; hydration product

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 研究现状 1

1.2.1 钙矾石的来源 1

1.2.2 钙矾石的稳定性影响因素 3

1.2.3 钙矾石稳定性对基体的影响 3

1.3 现阶段的主要问题 4

1.4 主要研究内容 4

1.5 技术路线 4

第2章 原料、仪器和试验方法 6

2.1 实验原料 6

2.2 实验设备 6

2.2.1主要测量仪器参数 7

2.3 试验方法 7

2.3.1 C₃A单矿的制备 7

2.3.2 游离氧化钙的滴定 7

2.3.3 不同硫酸根离子浓度对照实验 9

2.4 数据处理方法 10

第3章 结果与讨论 11

3.1 C₃A在20°C下水化产物分析 11

3.1.1低硫酸根浓度下1、3、7天水化产物 11

3.1.2 中硫酸根浓度下C₃A在1、3、7天水化产物 12

3.1.3 高硫酸根浓度下C₃A在1、3、7天水化产物 13

3.2 C₃A在30°C下水化产物分析 14

3.2.1低硫酸根浓度下1、3、7天水化产物 14

3.2.2中硫酸根浓度下1、3、7天水化产物 15

3.2.3高硫酸根浓度下1、3、7天水化产物 15

3.3 C₃A在40°C下水化产物分析 16

3.3.1低硫酸根浓度下1、3、7天水化产物 16

3.3.2中硫酸根浓度下1、3、7天水化产物 17

3.3.3中硫酸根浓度下1、3、7天水化产物 18

3.4 C₃A在低浓度硫酸根溶液中水化性能 19

3.5 C₃A在高浓度硫酸根溶液中水化性能 20

3.6 温度对钙矾石稳定性的影响 20

第4章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 21

参考文献 22

致 谢 23