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1、·34· 2013年第5期2013年10月SichuanBuildingMaterials第39卷总第175期DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2013.05.018碳硫硅钙石与钙矾石的微观区别李硕,李杨(重庆市建设工程质量监督总站检测中心,重庆401147)摘要:碳硫硅钙石和钙矾石有极其相似的结构,在CaSiO·3HO+2{CaSO·2HO}+CaCO+CO+32724232微观程度上很难区分,因此本文主要介绍了碳硫硅钙石形23HO→Ca[Si(OH)]·(CO)·(SO)·24HO266232422成机理,以及碳硫硅
2、钙石和钙矾石的微观结构组成,并依反应生成的CH不会作为最终产物存在,他将与大气据碳硫硅钙石和钙矾石的形成机理介绍了扫描电镜、能谱中或溶于水中的CO反应生成碳酸钙,成为碳硫硅钙石形2分析、X衍射、傅里叶红外衍射、热分析、拉曼光谱以及成过程的碳酸盐来源之一。同位素测定法等现代分析测试技术方法,用来微观鉴定碳Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O硫硅钙石和钙矾石。由此可见,在碳硫硅钙石形成过程中,氢氧化钙(CH)关键词:碳硫硅钙石;钙矾石;现代测试分析技术实际上是作为反应物参与反应。+中图分类号:TQ172．41文献标志码:B2)由钙矾石逐渐转化而成。硅钙
3、矾石转变机理是指在文章编号:1672-4011(2013)05-0034-03适当的温度(通常是15℃以下)和pH值(通常是10．5~13．0)下,由钙矾石、硅酸盐和碳酸盐在水中反应生成碳硫0前言硅钙石。钙矾石是碳硫硅钙石的先驱物,由于两者结构非4+3+2-常相似,在适当条件下,容易发生Si与Al以及SO碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)不同于通常所说的硫42-2-+CO与SO+HO的拓扑化学交换,形成一系列固溶酸盐侵蚀模式,因为他所侵害的目标是硬化水泥基材料中3423+的水化硅酸钙C-S-H,而C-S-H是碳硫硅钙石(Thau-体-硅钙矾石(Woodfo
4、rdite),进而转化为碳硫硅钙石。Al4+masite)形成反应的主要反应物。众所周知,C-S-H是硅被Si交换后,又重新释放回孔溶液中,形成更多的钙矾酸盐水泥(包括抗硫酸盐水泥)的主要胶凝物质,而碳硫硅石。如此往复,碳硫硅钙石将不断生成。这个反应开始时钙石已被证明是一种松软而无胶结能力的物质。因此,TSA速率非常慢,一旦碳硫硅钙石开始形成,反应速率将明显的主要劣化形式是使坚硬的水泥硬化体或其他硅酸盐凝胶加快。相对来说,该途径较溶液反应途径要快些。反应式体转变成柔软、无胶结力、甚至用人的手指头就可剥离的、为:[1-2]Ca[AlxFe(OH)]·(SO
5、)·26HO+CaSiO呈灰白色的泥状物质,使水泥基材料失去胶凝性,从6(1-x)62432327·3HO+2CaCO+4HO➝Ca[Si(OH)]·[(SO)·而导致水泥基材料的结构破坏和强度损失。在扫面电镜下,23266242(CO)]·24HO+CaSO·2HO+2xAl(OH)+2(1-x)碳硫硅钙石与钙矾石(Ettringite)均是针状晶体,其结构非322423Fe(OH)+4Ca(OH)常相似,对于一般的方法很难鉴别出碳硫硅钙石和钙矾石,32有CO存在时,也可能按下式进行反应:为此,本文介绍了碳硫硅钙石的形成机理以及碳硫硅钙石2Ca[Alx
6、Fe(OH)]·(SO)·26HO+CaSiO和钙矾石的鉴别方法。6(1-x)62432327·3HO+CaCO+CO+3HO➝Ca[AlxFe(OH)]·23226(1-x)621碳硫硅钙石的形成机理(SO)·26HO+CaSO·2HO+2xAl(OH)+2(1-x)Fe432423(OH)+3Ca(OH)[1,3-5]32关于碳硫硅钙石形成机理就目前已有研究认为有同溶液反应机理一样,生成的CH也是作为反应物参三种:一种认为TSA是由水泥石中的水化产物C-S-H凝与了碳硫硅钙石的形成反应。胶与硫酸盐及碳酸盐在适当条件下直接反应生成;另一种CA和CAF在
7、有石膏存在时,容易生成钙矾石,这有[11]34认为TSA由硅钙矾石过渡相逐渐转化而成;第三种则是利于碳硫硅钙石通过硅钙矾石途径形成。认为:碳硫硅钙石是以钙矾石为结晶模版进行异相结晶形3)以钙矾石为模版结晶。碳硫硅钙石以钙矾石为模版成。进行前期成核结晶,然后快速生成碳硫硅钙石。1)直接反应机理。在适当的温度(通常是15℃以下)以上三种碳硫硅钙石的生成机理均是与钙矾石有着密和pH值(通常是10．5~13．0)下,硫酸盐、碳酸盐、硅酸切关系,在整个的碳硫硅钙石的生成过程中,都伴随着有盐和钙离子在水中会直接反应生成碳硫硅钙石。该反应速钙矾石形成,因此在很多情况下
8、,主要是鉴别碳硫硅钙石率非常慢,通常需要数月才会生成明显的产物,反应式为:和钙矾
