低碱度硫铝酸盐水泥干缩性能影响因素的研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
石灰行 １５ １５ １５ １５ ２５ ２５ ２５ ２５ ３５ ３５ ３５
ＣａＳ０４／３ＣａＯ· ２９ ４２
５７ ７５
３４ ５０ ６９
９１
４１
６１
８６
３Ａ１２０３·ＣａＳＯ，Ｉ
１．２试验用配制水泥的物理性能 依据表２中的配比进行小磨试验，磨制比表面积
不小于４００ｍ２／ｋｇ的水泥。参照ＪＣ／Ｔ６５９－－２００３对所配 制水泥进行全套物检，检验结果见表３。
而对于ＡＦｍ而吉‘，Ⅵ１相对湿度在９０％以上时，其 主面间距为１．０３ｎｍ，含２８－３０个水分子；当相对湿度 为７５％－９０％时，则存在１８个水分子的水化物；而当 ，ｔｌｘ寸湿度为３３％－７５％时，其主面间距为０．８９２ｎｍ，水 化物具有１２个水分子；当相对湿度在３３％以下时，水 含量降至７个水分子，相应的主面６占距为０．８２ｎｍＩ圳。
９ ８ ７ ６ ５ ４
ｂ一、特姆卜 ３
２ ｌ Ｏ
图１石灰石掺量为１５％。不同ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳ０４ 条件下。低碱度硫铝酸盐水泥干缩率与龄期关系
９ ８ ７ ６ ５ ４
ｂ＿【、糌姆卜 ３
２ １ Ｏ
图２石灰石掺量为２５％，不同ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳ０４ 条件下。低碱度硫铝酸盐水泥干缩率与龄期关系
一８一
枷渗Ｃ匿ＭＬｑ＿ＩＴ
２０１０．Ｎｏ．１
———■●—■■—■■——●■■—■●—————————●—■——■—■———————————■■——■■■■—■■—————■嘲积鼎黜掰燃ｒ 黼站‘
低碱度硫铝酸盐水泥干缩性能影响因素的研究
郭俊萍，梁树娟，张秋英，肖忠明 （中国建筑材料科学研究总院，北京１０００２４）
ＡＩｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｖｅｎ ｌＬＯｗ＂ａｌｋａｌｉｎｉｔｙ ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ ｃｅｍｅｎｔ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｉｅｒｅｎｔ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３ＡＩ：Ｏ：ｌ· ＣａＳ０４ ａｎｄ ｄｉｔｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＣａＣＯ，Ｉ ａｎｄ ｃｕｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｏｆ ３０ｔ殇，ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｖａｌｌｕｅｓ ｏｆ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｇｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｗ ａｌｋａｌｉｎｉｔｙ ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ ｃｅｍｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｒｅｎｄｅｄ ｔｏ ｓｔａｂｌｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅ，ａｎｄ ｉｔｓ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｗａｔｅｒ ｌｏｓｓ ｉｎ ｂｏｔｈ ｃａｐｉｌｌａｒｙ ａｎｄ ＡＦｔ．．ａｎｄ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｄｅｐｅｎｄｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＡＦｔ．Ａｓ ｆａｒ ａｓ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｗａｓ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ．，ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｗａｓ】Ｌｏｗｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＣａＳ０４一／３ＣａＯ·３Ａ１２０＿一Ｉ·ＣａＳ０４。＜４２％．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｕｐｏｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＦｔ．，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ，ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｃｅｍｅｎＬ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ ａｌｋａｌｉｎｉｔｙ ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ ｃｅｍｅｎｔ；ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ；ｒａｔｉｏ ｏｆ ＣａＳＯＪ３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳ０４；ＡＦｔ
选用唐山北极熊特种水泥有限公司提供的原材 料，其化学组分见表ｌ。由矿物组成计算公式得各矿 物的理论含量：熟料矿物中２ＣａＯ·ＳｉＯ：，含量为 ２９．０７％，３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳＯ，Ｉ含量为６１．３４％；硬石膏 中ＣａＳＯ。含量为８４．０５％。采用此原材料配制低碱度
硫铝酸盐水泥样品，ＣａＳＯＪ３ＣａＯ·３Ａ１２０：。－ＣａＳＯ，。比值
的范围在２９％～９１％之问变化，详见表２（除特别说明
外，本文中的百分含量均为质量含量）。
表１原材料化学成分
％
名称 【＾，ｓｓ ＳｉＯ．， Ｍ２０３ Ｆｅ２０３ Ｃａ，ｔＯ ＭｇＯ Ｓ０３ Ｔｉ０２ ∑
熟料
Ｏ．３２ １０．１３ ３２．．４９ ２．６０ ４２．１２ １．９９ ８．３０ １．５２ ９９．４７
２５ｄ ４．５ ４．６ ６．６ ６．５ ５．Ｏ ５．４ ６．３ ６．５ ４．２ ４．９ ５．Ｉ
２８ｄ ４．７ ４．７ ６．７
—
６．８ ５．２ ５．５ ６．４ ６．７ ４．３ ５．Ｏ ５．３
３２ｄ ４．９ ４．９ ７．Ｏ ７．０ ５．４ ５．９ ６．７ ６．９ ４．７ ５．３ ５．５
——
３６，ｔ ５．１ ５．１ ７．３ ７－３ ５．８ ６．１ ７．１ ７．１ ５．１ ５．７ ５．８
—。——
４０ｄ ５．３ ５．２ ７．５ ７．４ ６．１ ６．５ ７．４ ７．３ ５．２ ５．９ ５．９
—
４４ｄ ５．３ ５．３ ７．７ ７．６ ６．３ ６．７ ７．６ ７．４ ５．５ ６．２ ５．９
—＿
４８ｄ ５．４ ５．５ ８．Ｏ ７．７ ６．７ ７．１ ８．０ ７．５ ５．６ ６．４ ６．１
————
万方数据
２０１０．Ｎｏ．１
郭俊萍，等：低碱度硫铝酸盐水泥干缩性能影响因素的研究
一９一
、鼎戳黼姆赣礅酾簸祷圈霸■—■■■—————————●■■■———————————■●——●●————●■■—●——■—●—■————■■■—■—●
编号
ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １ｌ
表３配制水泥的基本物理性能
１３ｄ ３．５ ３．６ ５．４ ５．１ ４．２ ４．４ ５．１ ５．１ ３．５ ３．９ ４．０
１６ｄ ３．８ ４．Ｏ ６．１ ５．７ ４．５ ４．７ ５．５ ５．７ ３．８ ４．３ ４．５
１９ｄ ４．２ ４．３ ６．１ ６．Ｏ ４．７ ５．Ｏ ５．８ ６．０ ３．９ ４．４ ４．７
２２ｄ ４．４ ４．４ ６．４ ６．４ ４．９ ５．２ ６．Ｏ ６１３ ４．１ ４．７ ５．０
相对湿度为３０％）中养护，测定试体各干缩龄期的干 缩值。
３试验结果与讨论
试验结果见表４。
表４低碱度硫铝酸盐水泥胶砂试体的干缩率 １０＿４
龄期 １
２
３
４
５
６
７
８
９
１０
ｌｌ
７ｄ ２．１ ２．４ ３．９ ３．４ ３．３ ３．３ ３．８ ３．６ ２．５ ２．８ ２．８
ｌｏｄ ３．０ ３．２ ４．８ ４．７ ３．９ ３．９ ４．５ ４．７ ３．３ ３．７ ３．７
摘要：通过配制不同ＣａＳ０４。／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳＯ，４比值、不同石灰石掺量的１１个低碱度硫铝酸盐水泥，在养护湿度为 ３０％的条件下。对其不同龄期下的干缩率进行测定。试验结果表明：低碱度硫铝酸盐水泥的干缩率随龄期的发展而增 长，且到一定龄期后趋于稳定；低碱度硫铝酸盐水泥的干缩主要是由毛细孔和ＡＦｔ共同失水引起的；ＡＦｔ的形成数量决 定其干缩率大小；就本试验而言。ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳＯ，ｌ＜４２％时，干缩率较低；石灰石是通过影响水泥中ＡＦｔ形成 量来影响低碱度硫铝酸盐水泥的干缩率的。 关键词：低碱度硫铝酸盐水泥；干缩；ＣａＳＯＪ３ＣａＯ·３Ａ１２０．３·ＣａＳＯ｝；ＡＦｔ
石灰石 ４１．７５ ３．４０ １．Ｏｌ Ｏ．５２ ５１．３７ １．６０
９９，．６５
行膏 ７．２６ １．２３ ０．４４ Ｏ．３４ ３８．５６ ２＿３０ ４９．４４
９９．．５７
表２低碱度硫铝酸盐水泥的配比及
ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳ０４
％
试验编号
１
２３
４
５
６
７
８
９
１０ ｌｌ
石膏 １５ ２０ ２５ ３０ １５ ２０ ２５ ３０ １５ ２０ ２５ 配比 熟料 ７０ ６５ ６０ ５５ ６０ ５５ ５０ ４５ ５０ ４５ ４０
５２ｄ ５．４ ５．５ ８．２ ７．７ ６．７ ７．３ ８．２ ７．５ ５．７ ６．５ ６．１
—
５６（１ ５．３ ５－４ ８．２ ７．６ ６．７ ７．２ ８．２ ７．５ ５．７ ６．４ ６．０
３．１ 养护龄期与低碱度硫铝酸盐水泥干缩率的关系 各石灰石掺量下试样于缩率随龄期的变化分别
见图ｌ一图３。可以看出：随着养护龄期延长，低碱度硫 铝酸盐水泥干缩率增大；且当龄期在４４－５２ｄ时，干缩 率逐渐趋于稳定。
六方柱状钙矾石晶体由多面柱和平行于Ｃ轴的 小孔缝组成。多面柱为［Ｃａ△ｌｚ（０Ｈ）－ｚ·２４Ｈ２０］６＋，孔缝为
万方数据
一１０一
枷渗ＣＥ／，ｔＥＮＴ
■—■—■■——■———●—■—————■———■■■————■—●■———■—————■—■——————■—■—■—■—■——■黼翻■嘲嘲础瓣梅娥‰ｒ
３２．６ Ｏ．０４８
４．９
１６．８
３０．１ ０．０６９
２试验方法
按照ＪＣ／Ｔ６０３－－２００４（水泥胶砂干缩试验方法》进 行成型，成型后在（２０±１）℃、相对湿度小低于９０％的
湿气养护箱中养护６ｈ脱模，然后放入温度为
（２０±１）ｏＣ的养护水中养护（６６±１）ｈ，从水中取出测定
初始读数，再放入干缩养护控制箱（温度为（２０±１）℃，
Ｆｉｒｓｔ ａｕｔｈｏｒ＇’Ｓ ａｄｄｒｅｓｓ：Ｃｈｉｎａ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｃａｄｅｍｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２４，Ｃｈｉｎａ
中图分类号：ＴＱｌ７２．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２—９８７７（２０１０）０１—０００８—０４
低碱度硫铝酸盐水泥是由含３ＣａＯ·３ＡＩｚＯ，· ＣａＳＯ。、２ＣａＯ·ＳｉＯ：等矿物的熟料、石厌石和硬石膏以 一定的比例配制而成，属于硫铝酸盐水泥系列中的一 个品种，主要用于ＧＲＣ制品。但在使用过程中由于体 积变形而引起的开裂现象比较普遍，严重影响了 ＧＲＣ制晶的广泛应用。其中，干缩是引起开裂的因素 之一。因此，本文从低碱度硫铝酸盐水泥组分——熟 料、石灰石和硬石膏出发，研究低碱度硫铝酸盐水泥 的干缩性能。干缩是失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附 水而发生的收缩。毛细孔水在空气湿度低于９８％时即 可蒸发；存在于凝胶之间的层问水以及吸附于凝胶表 面的吸附水，当空气湿度低于４０％，都可以蒸发。需要 对空气湿度为３０％左右时，引起低碱度硫铝酸盐水泥 干缩的因素进行讨论。 １试验材料 １．１试验用原材料
２０１０№Ｎ １
［（Ｓ０４），～２Ｈ２０］６。。多面柱由连续的钙和铝的多面体组 成。每半个晶胞（即一个分子３ＣａＯ·ＡＩ：０３－３ＣａＳＯ。· ３２Ｈ：Ｏ）有６个以ＯＨ一荩形式存在的水；钙多面体中以 分子形式存在的水有２４个；多面棱柱间孔缝巾的水 为２个水分子。从这个结构式可知，１个钙矾石分子 中含有３２个水分子，其中２６个水是以Ｈ：Ｏ的形式 结合的，它们在结构中的结合较弱，在特殊的条件下 比较容易失去ｆ２Ｊ。如在无水氯化钙的干燥条件下，钙矾 石保留的水分子为１７．４个Ｉ ３Ｉ。
ｌ
，
摹１５
：
围３ 石灰石掺量为３５％。不同ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３‘ＣａＳ（＇４ 条件下，低碱度硫铝酸盐水泥干缩率与龄期关系
低碱度硫铝酸盐水泥的主要水化产物是水化硫 铝酸钙、水化碳铝酸钙、铝胶（Ａ１２０，·３Ｈ２０）、铁胶 Ｆｅ（ＯＨ）３以及水化硅酸钙凝胶（ＣａＯ—Ｓｉ０２一Ｈ２０（Ｉ）） 等。水化硫铝酸钙由于形成的条件小同又分为高硫型 水化硫铝酸钙（３ＣａＯ·Ａ１２０３·３ＣＡＳ０４·３２Ｉ－ｔ［２０，简称ＡＦｔ 或钙矾石）和低硫型水化硫铝酸钙（３ＣａＯ·Ａｌ：０，· ＣａＳ０４·１２Ｈ２０，简称ＡＦｍ）２种【１１。
４３ｌ
Hale Waihona Puke Baidu
５．７
６．７
３１．２
３９．２ ０．０１０
９．９
４３９
５．１
６．３
２９．９
４１．４ ０．０５０
９．９
４３６
４．７
５．５
２４．１
４１．７ ０．０７３
９．３
４２５
４．２
４．９
２３．６
３８．１ Ｏ．１３ｌ
９．７
４３２
４．８
６．Ｏ
２５．９
３３．７ Ｏ．０１４
９．７
４４０
４．０
９．６
４３３
３．３
５．５
２０．５
比表 抗折强度／ＭＰａ
ｐＨ
面积
／（ｍ２／ｋｇ）
ｌｄ
７ｄ
ｌＯ．Ｏ
４２８
５，９
７．３
抗压强度／ＭＰａ
ｌｄ
７ｄ
自山 膨胀率
／％
３５．Ｏ
４５．４
Ｏ．０１ｌ
９．９
４２８
６．４
６．９
３４．８
４３．８
０．０２ｌ
９．９
４３２
６．３
７．１
３４．０
４８．９
０．０５３
９．６
４２２
５．１
６．Ｏ
２８－３
４４．５ Ｏ．１３４
９．９
ＣａＳ０４／３ＣａＯ· ２９ ４２
５７ ７５
３４ ５０ ６９
９１
４１
６１
８６
３Ａ１２０３·ＣａＳＯ，Ｉ
１．２试验用配制水泥的物理性能 依据表２中的配比进行小磨试验，磨制比表面积
不小于４００ｍ２／ｋｇ的水泥。参照ＪＣ／Ｔ６５９－－２００３对所配 制水泥进行全套物检，检验结果见表３。
而对于ＡＦｍ而吉‘，Ⅵ１相对湿度在９０％以上时，其 主面间距为１．０３ｎｍ，含２８－３０个水分子；当相对湿度 为７５％－９０％时，则存在１８个水分子的水化物；而当 ，ｔｌｘ寸湿度为３３％－７５％时，其主面间距为０．８９２ｎｍ，水 化物具有１２个水分子；当相对湿度在３３％以下时，水 含量降至７个水分子，相应的主面６占距为０．８２ｎｍＩ圳。
９ ８ ７ ６ ５ ４
ｂ一、特姆卜 ３
２ ｌ Ｏ
图１石灰石掺量为１５％。不同ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳ０４ 条件下。低碱度硫铝酸盐水泥干缩率与龄期关系
９ ８ ７ ６ ５ ４
ｂ＿【、糌姆卜 ３
２ １ Ｏ
图２石灰石掺量为２５％，不同ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳ０４ 条件下。低碱度硫铝酸盐水泥干缩率与龄期关系
一８一
枷渗Ｃ匿ＭＬｑ＿ＩＴ
２０１０．Ｎｏ．１
———■●—■■—■■——●■■—■●—————————●—■——■—■———————————■■——■■■■—■■—————■嘲积鼎黜掰燃ｒ 黼站‘
低碱度硫铝酸盐水泥干缩性能影响因素的研究
郭俊萍，梁树娟，张秋英，肖忠明 （中国建筑材料科学研究总院，北京１０００２４）
ＡＩｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｖｅｎ ｌＬＯｗ＂ａｌｋａｌｉｎｉｔｙ ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ ｃｅｍｅｎｔ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｉｅｒｅｎｔ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３ＡＩ：Ｏ：ｌ· ＣａＳ０４ ａｎｄ ｄｉｔｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＣａＣＯ，Ｉ ａｎｄ ｃｕｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｏｆ ３０ｔ殇，ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｖａｌｌｕｅｓ ｏｆ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｇｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｗ ａｌｋａｌｉｎｉｔｙ ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ ｃｅｍｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｒｅｎｄｅｄ ｔｏ ｓｔａｂｌｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅ，ａｎｄ ｉｔｓ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｗａｔｅｒ ｌｏｓｓ ｉｎ ｂｏｔｈ ｃａｐｉｌｌａｒｙ ａｎｄ ＡＦｔ．．ａｎｄ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｄｅｐｅｎｄｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＡＦｔ．Ａｓ ｆａｒ ａｓ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｗａｓ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ．，ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｗａｓ】Ｌｏｗｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＣａＳ０４一／３ＣａＯ·３Ａ１２０＿一Ｉ·ＣａＳ０４。＜４２％．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｕｐｏｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＦｔ．，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ，ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｃｅｍｅｎＬ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ ａｌｋａｌｉｎｉｔｙ ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ ｃｅｍｅｎｔ；ｄｒｙ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ；ｒａｔｉｏ ｏｆ ＣａＳＯＪ３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳ０４；ＡＦｔ
选用唐山北极熊特种水泥有限公司提供的原材 料，其化学组分见表ｌ。由矿物组成计算公式得各矿 物的理论含量：熟料矿物中２ＣａＯ·ＳｉＯ：，含量为 ２９．０７％，３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳＯ，Ｉ含量为６１．３４％；硬石膏 中ＣａＳＯ。含量为８４．０５％。采用此原材料配制低碱度
硫铝酸盐水泥样品，ＣａＳＯＪ３ＣａＯ·３Ａ１２０：。－ＣａＳＯ，。比值
的范围在２９％～９１％之问变化，详见表２（除特别说明
外，本文中的百分含量均为质量含量）。
表１原材料化学成分
％
名称 【＾，ｓｓ ＳｉＯ．， Ｍ２０３ Ｆｅ２０３ Ｃａ，ｔＯ ＭｇＯ Ｓ０３ Ｔｉ０２ ∑
熟料
Ｏ．３２ １０．１３ ３２．．４９ ２．６０ ４２．１２ １．９９ ８．３０ １．５２ ９９．４７
２５ｄ ４．５ ４．６ ６．６ ６．５ ５．Ｏ ５．４ ６．３ ６．５ ４．２ ４．９ ５．Ｉ
２８ｄ ４．７ ４．７ ６．７
—
６．８ ５．２ ５．５ ６．４ ６．７ ４．３ ５．Ｏ ５．３
３２ｄ ４．９ ４．９ ７．Ｏ ７．０ ５．４ ５．９ ６．７ ６．９ ４．７ ５．３ ５．５
——
３６，ｔ ５．１ ５．１ ７．３ ７－３ ５．８ ６．１ ７．１ ７．１ ５．１ ５．７ ５．８
—。——
４０ｄ ５．３ ５．２ ７．５ ７．４ ６．１ ６．５ ７．４ ７．３ ５．２ ５．９ ５．９
—
４４ｄ ５．３ ５．３ ７．７ ７．６ ６．３ ６．７ ７．６ ７．４ ５．５ ６．２ ５．９
—＿
４８ｄ ５．４ ５．５ ８．Ｏ ７．７ ６．７ ７．１ ８．０ ７．５ ５．６ ６．４ ６．１
————
万方数据
２０１０．Ｎｏ．１
郭俊萍，等：低碱度硫铝酸盐水泥干缩性能影响因素的研究
一９一
、鼎戳黼姆赣礅酾簸祷圈霸■—■■■—————————●■■■———————————■●——●●————●■■—●——■—●—■————■■■—■—●
编号
ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １ｌ
表３配制水泥的基本物理性能
１３ｄ ３．５ ３．６ ５．４ ５．１ ４．２ ４．４ ５．１ ５．１ ３．５ ３．９ ４．０
１６ｄ ３．８ ４．Ｏ ６．１ ５．７ ４．５ ４．７ ５．５ ５．７ ３．８ ４．３ ４．５
１９ｄ ４．２ ４．３ ６．１ ６．Ｏ ４．７ ５．Ｏ ５．８ ６．０ ３．９ ４．４ ４．７
２２ｄ ４．４ ４．４ ６．４ ６．４ ４．９ ５．２ ６．Ｏ ６１３ ４．１ ４．７ ５．０
相对湿度为３０％）中养护，测定试体各干缩龄期的干 缩值。
３试验结果与讨论
试验结果见表４。
表４低碱度硫铝酸盐水泥胶砂试体的干缩率 １０＿４
龄期 １
２
３
４
５
６
７
８
９
１０
ｌｌ
７ｄ ２．１ ２．４ ３．９ ３．４ ３．３ ３．３ ３．８ ３．６ ２．５ ２．８ ２．８
ｌｏｄ ３．０ ３．２ ４．８ ４．７ ３．９ ３．９ ４．５ ４．７ ３．３ ３．７ ３．７
摘要：通过配制不同ＣａＳ０４。／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳＯ，４比值、不同石灰石掺量的１１个低碱度硫铝酸盐水泥，在养护湿度为 ３０％的条件下。对其不同龄期下的干缩率进行测定。试验结果表明：低碱度硫铝酸盐水泥的干缩率随龄期的发展而增 长，且到一定龄期后趋于稳定；低碱度硫铝酸盐水泥的干缩主要是由毛细孔和ＡＦｔ共同失水引起的；ＡＦｔ的形成数量决 定其干缩率大小；就本试验而言。ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳＯ，ｌ＜４２％时，干缩率较低；石灰石是通过影响水泥中ＡＦｔ形成 量来影响低碱度硫铝酸盐水泥的干缩率的。 关键词：低碱度硫铝酸盐水泥；干缩；ＣａＳＯＪ３ＣａＯ·３Ａ１２０．３·ＣａＳＯ｝；ＡＦｔ
石灰石 ４１．７５ ３．４０ １．Ｏｌ Ｏ．５２ ５１．３７ １．６０
９９，．６５
行膏 ７．２６ １．２３ ０．４４ Ｏ．３４ ３８．５６ ２＿３０ ４９．４４
９９．．５７
表２低碱度硫铝酸盐水泥的配比及
ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３·ＣａＳ０４
％
试验编号
１
２３
４
５
６
７
８
９
１０ ｌｌ
石膏 １５ ２０ ２５ ３０ １５ ２０ ２５ ３０ １５ ２０ ２５ 配比 熟料 ７０ ６５ ６０ ５５ ６０ ５５ ５０ ４５ ５０ ４５ ４０
５２ｄ ５．４ ５．５ ８．２ ７．７ ６．７ ７．３ ８．２ ７．５ ５．７ ６．５ ６．１
—
５６（１ ５．３ ５－４ ８．２ ７．６ ６．７ ７．２ ８．２ ７．５ ５．７ ６．４ ６．０
３．１ 养护龄期与低碱度硫铝酸盐水泥干缩率的关系 各石灰石掺量下试样于缩率随龄期的变化分别
见图ｌ一图３。可以看出：随着养护龄期延长，低碱度硫 铝酸盐水泥干缩率增大；且当龄期在４４－５２ｄ时，干缩 率逐渐趋于稳定。
六方柱状钙矾石晶体由多面柱和平行于Ｃ轴的 小孔缝组成。多面柱为［Ｃａ△ｌｚ（０Ｈ）－ｚ·２４Ｈ２０］６＋，孔缝为
万方数据
一１０一
枷渗ＣＥ／，ｔＥＮＴ
■—■—■■——■———●—■—————■———■■■————■—●■———■—————■—■——————■—■—■—■—■——■黼翻■嘲嘲础瓣梅娥‰ｒ
３２．６ Ｏ．０４８
４．９
１６．８
３０．１ ０．０６９
２试验方法
按照ＪＣ／Ｔ６０３－－２００４（水泥胶砂干缩试验方法》进 行成型，成型后在（２０±１）℃、相对湿度小低于９０％的
湿气养护箱中养护６ｈ脱模，然后放入温度为
（２０±１）ｏＣ的养护水中养护（６６±１）ｈ，从水中取出测定
初始读数，再放入干缩养护控制箱（温度为（２０±１）℃，
Ｆｉｒｓｔ ａｕｔｈｏｒ＇’Ｓ ａｄｄｒｅｓｓ：Ｃｈｉｎａ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｃａｄｅｍｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２４，Ｃｈｉｎａ
中图分类号：ＴＱｌ７２．１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２—９８７７（２０１０）０１—０００８—０４
低碱度硫铝酸盐水泥是由含３ＣａＯ·３ＡＩｚＯ，· ＣａＳＯ。、２ＣａＯ·ＳｉＯ：等矿物的熟料、石厌石和硬石膏以 一定的比例配制而成，属于硫铝酸盐水泥系列中的一 个品种，主要用于ＧＲＣ制品。但在使用过程中由于体 积变形而引起的开裂现象比较普遍，严重影响了 ＧＲＣ制晶的广泛应用。其中，干缩是引起开裂的因素 之一。因此，本文从低碱度硫铝酸盐水泥组分——熟 料、石灰石和硬石膏出发，研究低碱度硫铝酸盐水泥 的干缩性能。干缩是失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附 水而发生的收缩。毛细孔水在空气湿度低于９８％时即 可蒸发；存在于凝胶之间的层问水以及吸附于凝胶表 面的吸附水，当空气湿度低于４０％，都可以蒸发。需要 对空气湿度为３０％左右时，引起低碱度硫铝酸盐水泥 干缩的因素进行讨论。 １试验材料 １．１试验用原材料
２０１０№Ｎ １
［（Ｓ０４），～２Ｈ２０］６。。多面柱由连续的钙和铝的多面体组 成。每半个晶胞（即一个分子３ＣａＯ·ＡＩ：０３－３ＣａＳＯ。· ３２Ｈ：Ｏ）有６个以ＯＨ一荩形式存在的水；钙多面体中以 分子形式存在的水有２４个；多面棱柱间孔缝巾的水 为２个水分子。从这个结构式可知，１个钙矾石分子 中含有３２个水分子，其中２６个水是以Ｈ：Ｏ的形式 结合的，它们在结构中的结合较弱，在特殊的条件下 比较容易失去ｆ２Ｊ。如在无水氯化钙的干燥条件下，钙矾 石保留的水分子为１７．４个Ｉ ３Ｉ。
ｌ
，
摹１５
：
围３ 石灰石掺量为３５％。不同ＣａＳ０４／３ＣａＯ·３Ａ１２０３‘ＣａＳ（＇４ 条件下，低碱度硫铝酸盐水泥干缩率与龄期关系
低碱度硫铝酸盐水泥的主要水化产物是水化硫 铝酸钙、水化碳铝酸钙、铝胶（Ａ１２０，·３Ｈ２０）、铁胶 Ｆｅ（ＯＨ）３以及水化硅酸钙凝胶（ＣａＯ—Ｓｉ０２一Ｈ２０（Ｉ）） 等。水化硫铝酸钙由于形成的条件小同又分为高硫型 水化硫铝酸钙（３ＣａＯ·Ａ１２０３·３ＣＡＳ０４·３２Ｉ－ｔ［２０，简称ＡＦｔ 或钙矾石）和低硫型水化硫铝酸钙（３ＣａＯ·Ａｌ：０，· ＣａＳ０４·１２Ｈ２０，简称ＡＦｍ）２种【１１。
４３ｌ
Hale Waihona Puke Baidu
５．７
６．７
３１．２
３９．２ ０．０１０
９．９
４３９
５．１
６．３
２９．９
４１．４ ０．０５０
９．９
４３６
４．７
５．５
２４．１
４１．７ ０．０７３
９．３
４２５
４．２
４．９
２３．６
３８．１ Ｏ．１３ｌ
９．７
４３２
４．８
６．Ｏ
２５．９
３３．７ Ｏ．０１４
９．７
４４０
４．０
９．６
４３３
３．３
５．５
２０．５
比表 抗折强度／ＭＰａ
ｐＨ
面积
／（ｍ２／ｋｇ）
ｌｄ
７ｄ
ｌＯ．Ｏ
４２８
５，９
７．３
抗压强度／ＭＰａ
ｌｄ
７ｄ
自山 膨胀率
／％
３５．Ｏ
４５．４
Ｏ．０１ｌ
９．９
４２８
６．４
６．９
３４．８
４３．８
０．０２ｌ
９．９
４３２
６．３
７．１
３４．０
４８．９
０．０５３
９．６
４２２
５．１
６．Ｏ
２８－３
４４．５ Ｏ．１３４
９．９