无机外加剂对α半水石膏性能的影响及其作用机理研究

【摘要】：本课题研究了无机外加剂对α半水石膏水化性能的影响。采用常规方法测定了石膏浆体的凝结时间、强度和膨胀率,并采用液相化学组成分析、扫描电镜观察(SEM)、水化放热速率测试以及ζ电位测定等手段,对其作用机理进行了较为深入的探讨。 研究结果表明,作为外加剂的无机盐,只要不含与Ca~(2+)、SO_4~(2-)生成沉淀或进行络合反应的离子,则其中的阳离子是影响α半水石膏水化的主要因素,而阴离子的影响则很小。产生这一现象的主要原因是:在α半水石膏的水化硬化过程中,阳离子对α半水石膏的ζ电位产生较大影响,从而改变了α半水石膏颗粒的分散程度和溶解速度;而阴离子很难进入双电层,因此对水化过程的影响较小。研究还表明:由于一价阳离子能较大程度地提高石膏浆体的ζ电位,因而有效地提高了石膏颗粒的分散程度,对α半水石膏的水化加速作用很大,而二、三价离子对石膏浆体的ζ电位影响依次减小,对半水石膏颗粒的分散程度和浆体凝结时间的影响均不如一价阳离子作用大。 除硫酸铝外,实验中采用的外加剂在掺入量相同的情况下对强度的影响基本相同。无机盐的引入产生了盐效应,加大了K/Ksp 值,因而加大水化产物二水石膏的晶体尺寸,并减小了晶体的长径比,对强度将产生一定程度的影响。但不同无机盐的引入,都没有改变二水石膏针状的结晶形态,因此对强度的改变量差别不大。硫酸铝的引入,使石膏浆体中生成部分钙矾石晶体,钙矾石晶体与二水石膏晶体不匹配,从而增加了硬化体内部的缺陷,因此,随着硫酸铝掺入量的增加,硬化体强度的降低比较严重。 试验结果表明,无机外加剂的种类不同,α半水石膏水化时生成的二水石膏晶体的尺寸和形貌均不同。使二水石膏结晶粗大的无机外加剂,一般都减小水化后浆体的膨胀率。二水石膏晶体的形貌与尺寸是影响膨胀量大小的主要原因。