刘娟红等：石膏种类对富水充填材料凝结硬化性能与机理的影响 ·1559* 和溶解度成为影响硫铝酸盐水泥水化、硬化过程的重 明显降低，而二水石膏的特征峰已经消失，另外氢氧化 要因素 钙和铝胶的衍射峰强度相比20min时有了一定增长， 2.2二水石膏的影响 且有单硫型的水化硫铝酸钙存在.水化1d与水化2h 2.2.1成分分析 的相类似，钙矾石仍然是主要水化产物，单硫型水化硫 图1是以二水石膏为原材料的富水充填材料水化 铝酸钙、氢氧化钙和铝胶的衍射峰强度也有一定的增 20min、2h和1d的X射线衍射图谱.可以看出，水化 长，但增长量不大.这说明以二水石膏为原材料的富 20min时，富水充填材料中主要是未水化的无水硫铝 水充填材料的水化反应主要发生在前20min,并且产 酸钙以及水化生成的钙矾石，还有部分二水石膏、氢氧 物是以钙矾石为主，同时硫铝酸盐水泥矿物的自身 化钙以及水化生成的铝胶.水化2h的富水充填材料 水化也会生成单硫型的水化硫铝酸钙、氢氧化钙和 主要水化产物是钙矾石，未水化的无水硫铝酸钙的峰 铝胶 A-CA.S A-CAS 2500 B一AFI 2000T间 B-AFt C-Caso.2H,0 1800 C-AFm D-Ca(OH). 1600 D-Ca(OH) 2000 E-A1,0·3I,0 1400 E-A,0,·3H,0 1500 1200 1000 1000 0 600 500 200 10 20 30 50 60 30 50 60 20) 1800(g A—CAS B-AF 1600 C-AFm D一CaOH), 1400 BE-Al,0·3H,0 1200 1000 800 600 400 200 10 2030405060 2019 图1二水石膏为原材料的富水充填材料不同龄期的X射线衍射图谱.(a)20min:(b)2h:(c)1d Fig.1 XRD patterns of water-tich filling materials consisting dihydrate gypsum for different ages:(a)20 min:(b)2h:(c)1d 2.2.2组织形貌分析 2.3半水石膏的影响 图2是以二水石膏为原材料的富水充填材料水化 2.3.1成分分析 20min、2h和1d硬化浆体的扫描电镜照片.图中表 图3是以α-半水石膏为原材料的充填材料水化 明：水化20min时，硬化体中水化产物较少，只有零星 20min、2h、ld和7d的X射线衍射图谱.可以看出：水 的一些钙矾石晶体产生和凝胶状物质存在，且这些晶 化20min时，浆体中主要是大量的未水化的无水硫铝 体比较短，没有交错缠绕在一起，大部分还是分散的存 酸钙，钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙和铝胶的特征峰强 在；水化2的硬化体内部存在较多的凝胶，且有针棒 度很低，还存在二水石膏和α半水石膏，可以确定浆 状的钙矾石晶体存在，晶体和凝胶体团聚在一起；水化 体中二水石膏晶相是α-半水石膏与水发生反应转化 1d时，钙矾石晶体各向异性生长，纤细的钙矾石相互 而成.水化2后，浆体中主要相还是无水硫铝酸钙， 交错，交织形成致密而又多孔的内部结构，把胶凝团缠 钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙、α半水石膏、氢氧化钙、 绕在一起，成为一个整体 铝胶等物质的衍射峰强度与20min时的相比，没有太刘娟红等: 石膏种类对富水充填材料凝结硬化性能与机理的影响 和溶解度成为影响硫铝酸盐水泥水化、硬化过程的重 要因素． 2. 2 二水石膏的影响 2. 2. 1 成分分析 图 1 是以二水石膏为原材料的富水充填材料水化 20 min、2 h 和 1 d 的 X 射线衍射图谱． 可以看出，水化 20 min 时，富水充填材料中主要是未水化的无水硫铝 酸钙以及水化生成的钙矾石，还有部分二水石膏、氢氧 化钙以及水化生成的铝胶． 水化 2 h 的富水充填材料 主要水化产物是钙矾石，未水化的无水硫铝酸钙的峰 明显降低，而二水石膏的特征峰已经消失，另外氢氧化 钙和铝胶的衍射峰强度相比 20 min 时有了一定增长， 且有单硫型的水化硫铝酸钙存在． 水化 1 d 与水化 2 h 的相类似，钙矾石仍然是主要水化产物，单硫型水化硫 铝酸钙、氢氧化钙和铝胶的衍射峰强度也有一定的增 长，但增长量不大． 这说明以二水石膏为原材料的富 水充填材料的水化反应主要发生在前 20 min，并且产 物是以钙矾石为主，同时硫铝酸盐水泥矿物的自身 水化也会生成单硫型的水化硫铝酸钙、氢氧化钙和 铝胶． 图 1 二水石膏为原材料的富水充填材料不同龄期的 X 射线衍射图谱． ( a) 20 min; ( b) 2 h; ( c) 1 d Fig． 1 XＲD patterns of water-rich filling materials consisting dihydrate gypsum for different ages: ( a) 20 min; ( b) 2 h; ( c) 1 d 2. 2. 2 组织形貌分析 图 2 是以二水石膏为原材料的富水充填材料水化 20 min、2 h 和 1 d 硬化浆体的扫描电镜照片． 图中表 明: 水化 20 min 时，硬化体中水化产物较少，只有零星 的一些钙矾石晶体产生和凝胶状物质存在，且这些晶 体比较短，没有交错缠绕在一起，大部分还是分散的存 在; 水化 2 h 的硬化体内部存在较多的凝胶，且有针棒 状的钙矾石晶体存在，晶体和凝胶体团聚在一起; 水化 1 d 时，钙矾石晶体各向异性生长，纤细的钙矾石相互 交错，交织形成致密而又多孔的内部结构，把胶凝团缠 绕在一起，成为一个整体． 2. 3 α-半水石膏的影响 2. 3. 1 成分分析 图 3 是以 α-半水石膏为原材料的充填材料水化 20 min、2 h、1 d 和 7 d 的 X 射线衍射图谱． 可以看出: 水 化 20 min 时，浆体中主要是大量的未水化的无水硫铝 酸钙，钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙和铝胶的特征峰强 度很低，还存在二水石膏和 α-半水石膏，可以确定浆 体中二水石膏晶相是 α-半水石膏与水发生反应转化 而成． 水化 2 h 后，浆体中主要相还是无水硫铝酸钙， 钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙、α-半水石膏、氢氧化钙、 铝胶等物质的衍射峰强度与 20 min 时的相比，没有太 · 9551 ·