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硅酸盐通报2025年第10期:机械辅助湿化学法合成纳米C-S-H复合晶种早强剂的研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨立荣;杨士汶;李帅康;王生强;张华康;刘志刚;王春梅;

单位:河北省无机非金属材料重点实验室;河北省工业固废综合利用技术创新中心;华北理工大学材料科学与工程学院;

摘要:硫酸钠(Na_2SO_4)和纳米水化硅酸钙(C-S-H)晶种可作为水泥基材料的早强剂,二者结合使用可进一步提高水泥基材料的早期力学性能。本研究分别以分析纯CaSO_4和Na_2SiO_3·9H_2O为钙源和硅源,聚羧酸减水剂(PCE)为分散剂,采用机械辅助湿化学法原位制备Na_2SO_4和纳米C-S-H复合晶种早强剂,考察了钙硅摩尔比和机械力作用时间对复合晶种早强剂结构和性能的影响,探讨了复合晶种早强剂的合成机制。结果表明,钙硅摩尔比1.0、机械力作用时间1.0 h时,制备的复合晶种早强剂表现出较低的平均粒度(52.38 nm)、较高的稳定性和优异的早强性能。当机械力作用时间为1.0 h时,Na_2SO_4和纳米C-S-H协同作用使大掺量矿渣水泥1 d抗压强度提升35.3%。与单掺纯纳米C-S-H晶种及Na_2SO_4的相比,复合晶种早强剂的加入使大掺量矿渣水泥1 d抗压强度分别提高了13.1%和17.3%。机械力作用可细化CaSO_4颗粒,破坏化学键,提高Ca~(2+)溶出活性,促进钙、硅组分均匀混合,协同湿化学反应原位高效制备纳米复合晶种早强剂。本研究为实现水泥基材料低成本、大规模使用复合晶种早强剂提供支撑。

关键词:复合晶种早强剂;;硫酸钠;;纳米水化硅酸钙;;机械辅助湿化学法

基金资助:燕赵钢铁实验室区域创新能力提升项目(YZISL2024008)