碳酸化改性对CaO-C4A3(S)膨胀剂熟料矿物组成及水化历程的影响

摘要

采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、微量热和测长法等测试方法对经碳酸化改性的氧化钙-硫铝酸钙(CaO-C4A3(S))膨胀剂熟料的矿物组成、水化历程及膨胀特性进行分析.结果表明:800℃以下的高温碳酸化改性,使得膨胀剂熟料颗粒表层中的游离氧化钙(f-CaO)转变成碳酸钙,且碳酸化率随着反应温度的升高而增大,对其他矿物组成无影响.改性膨胀剂熟料的水化历程与碳酸化率相关,低碳酸化率可显著降低膨胀剂熟料的放热速率峰值,但不改变累计放热曲线形状;高碳酸化率不仅降低膨胀剂熟料的放热速率峰值,还大幅延缓放热峰值出现时间,并改变累计放热曲线的形状,使早期放热量大幅降低.碳酸化改性对膨胀剂熟料膨胀历程的影响与对水化放热历程的影响趋势基本一致,低碳酸化率条件下,改性主要增加膨胀剂熟料5d前的膨胀量,5d后的膨胀历程与改性前基本一致;高碳酸化率条件下,改性降低膨胀剂熟料3d前的膨胀量,但3～7 d间膨胀量迅速增加,7～14 d仍有显著膨胀,28 d限制膨胀率较改性前提升1.6倍.碳酸化改性显著提高了CaO-C4A3(S)膨胀剂熟料在水泥基材料硬化阶段的膨胀效能.