掺杂矿渣对水泥收缩补偿效应的影响

安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 2 页 第 1 页装订线掺 杂 矿 渣 对 水 泥 收 缩 补 偿 效 应 的 影 响 摘 要 研 究 矿 渣 水 泥 的 收 缩 补 偿 实 验 ， 通 过 调 整 不 同 原 料 (矿 渣 粉 、 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 、 石膏 以 及 明 矾 )的 配 合 比 ， 达 到 最 好 的 效 果 ， 即 在 满 足 强 度 的 前 提 条 件 下 测 定 矿 渣 水 泥 试块 的 膨 胀 率 。 由 于 实 验 条 件 限 制 ， 主 要 测 量 其 28 d 的 相 对 膨 胀 率 (28 d 相 对 膨 胀 率 =28 d试 块 长 度 /脱 模 试 块 长 度 )， 通 过 不 同 的 实 验 配 合 比 ， 可 以 得 到 以 下 的 结 论 ： 矿 渣 掺 量 的不 同 影 响 着 水 泥 的 收 缩 补 偿 效 应 ； 水 泥 熟 料 掺 加 量 影 响 着 水 泥 的 收 缩 补 偿 效 应 ； 钙 矾石 的 生 成 量 影 响 着 水 泥 收 缩 补 偿 效 应 。 本 文 实 验 部 分 分 为 两 个 阶 段 ， 其 采 用 的 原 料 具有 很 大 的 不 同 ， 在 第 一 阶 段 实 验 中 (原 料 ： 矿 渣 粉 、 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 粉 以 及 石 膏 )可 以 得到 矿 渣 ： 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 ： 石 膏 =55:38:7 是 为 最 佳 实 验 配 合 比 ， 此 时 可 以 看 到 明 显 的收 缩 补 偿 效 应 。 第 二 阶 段 实 验 在 第 一 阶 段 实 验 的 基 础 上 引 用 了 明 矾 添 加 硫 酸 根 离 子 作为 硫 酸 盐 激 发 剂 ， 可 以 得 到 矿 渣 粉 ： 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 粉 ： 石 膏 ： 明 矾 =53:36:9:2 是 为 最佳 配 合 比 ， 可 以 明 显 的 看 到 第 二 阶 段 实 验 比 第 一 阶 段 实 验 具 有 较 高 的 收 缩 补 偿 效 应 ， 这是 因 为 加 入 明 矾 引 入 了 硫 酸 根 离 子 导 致 生 成 钙 矾 石 的 量 增 加 ， 钙 矾 石 微 膨 胀 填 充 水 泥水 化 导 致 的 收 缩 从 而 出 现 补 偿 效 应 。 关 键 词 ： 矿 渣 掺 量 ； 钙 矾 石 微 膨 胀 ； 收 缩 补 偿 效 应安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 2 页 第 2 页装订线The compensation effect of adding slag on the cement AbstractThe experiment of slag cement shrinkage compensation, by adjusting the different materials(slag powder, the co-ordination of Portland cement clinker, gypsum, and alum)to achieve the best results, that is a prerequisite to meet the strength to determinate the expansion rate of slag cement. While experimental discondition, The main measure is the relative expansion rate of 28 days (the relative expansion rate of 28 days = specimen length of 28 days / block length of stripping test).The different experiments can obtained the following conclusions: the slag content affect the shrinkage compensation effect of the cement; Portland cement content affect the shrinkage compensation effect of the cement; The ettringite content affect the shrinkage compensation effect of the cement. The experimente can be divided into two phases. The use of different materials in different experiments, On the first experiment (materials can be consist of slag powder、 Portland cement powder and gypsum) slag powder: Portland cement powder : gypsum = 55:38:7 is the best experimental mixing ratio.You can see a significant contraction compensation effect. The second experiments on the basis of the first round of experiments reference the alum as the activating agent. Slag powder: Portland cement powder: Gypsum: Alum =53:36:9:2 is the best fit,You can see the second round of the experiment is well than the first round of experiments on the higher shrinkage compensation effect, Addition the alum to increase the ettringite content. The micro-expansion of ettringite filled the contraction which results from the cement hydration.Key Words： Slag content; micro-expansion of ettringite; contraction and compensationeffect;安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 2 页 第 1 页装订线目 录引 言 .11 文 献 综 述 .21.1 矿 渣 概 述 .21.1.1 矿 渣 的 形 成 .21.1.2 矿 渣 的 分 类 .21.1.3 矿 渣 的 组 成 .31.1.4 矿 渣 的 微 观 结 构 .31.1.5 矿 渣 的 水 化 硬 化 反 应 .41.1.6 矿 渣 水 泥 的 收 缩 补 偿 机 理 .51.1.7 矿 渣 在 水 泥 中 的 应 用 .61.2 激 发 剂 .81.2.1 激 发 剂 的 分 类 .81.2.2 双 重 激 发 剂 .81.3 膨 胀 机 理 .81.3.1 钙 矾 石 早 期 膨 胀 机 理 .81.3.2 方 镁 石 的 后 期 膨 胀 .92 实 验 部 分 .102.1 实 验 目 的 .102.2 实 验 原 料 .102.3 实 验 设 备 .102.4 实 验 步 骤 (第 一 阶 段 ).112.4.1 标 准 稠 度 需 水 量 测 定 .112.4.2 矿 渣 水 泥 试 块 胶 砂 成 型 .122.4.3 矿 渣 水 泥 试 块 的 养 护 .132.4.4 矿 渣 水 泥 试 块 抗 折 强 度 测 定 .132.4.5 矿 渣 水 泥 试 块 抗 压 强 度 测 定 .132.4.6 矿 渣 水 泥 试 块 收 缩 补 偿 膨 胀 率 的 测 定 .14安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 2 页 第 2 页装订线2.4.7 实 验 配 合 比 设 计 27.142.4.8 实 验 数 据 记 录 .152.4.9 实 验 原 因 分 析 .182.5 实 验 步 骤 (第 二 阶 段 ).222.5.1 实 验 配 合 比 设 计 33.222.5.2 实 验 数 据 记 录 .222.5.3 实 验 现 象 分 析 .25结 论 .29致 谢 .30参 考 文 献 .31安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 33 页 第 1 页装订线引 言水 泥 混 凝 土 是 最 为 常 用 的 路 面 材 料 之 一 。 它 在 硬 化 过 程 中 往 往 会 发 生 明 显 的 体 积收 缩 ， 其 主 要 来 源 包 括 水 泥 浆 体 硬 化 产 生 的 化 学 收 缩 1、 自 收 缩 以 及 材 料 失 水 引 起 的 干缩 等 。 在 实 际 路 面 结 构 中 ， 由 于 受 到 外 在 结 构 约 束 (如 钢 筋 )以 及 内 部 组 分 的 约 束 (如 骨 料 )，材 料 的 收 缩 受 到 限 制 ， 在 内 部 产 生 裂 纹 。 在 材 料 设 计 、 结 构 设 计 和 结 构 施 工 阶 段 ， 如果 没 有 采 取 适 当 措 施 控 制 收 缩 ， 材 料 自 身 存 在 的 裂 纹 将 会 成 为 影 响 结 构 耐 久 性 和 安 全性 的 重 要 因 素 2。混 凝 土 裂 缝 几 乎 是 所 有 工 程 技 术 人 员 都 会 面 临 的 难 题 。 目 前 ， 在 混 凝 土 中 掺 加 膨胀 剂 制 作 微 膨 胀 补 偿 收 缩 混 凝 土 的 技 术 已 成 为 混 凝 土 工 程 控 制 裂 缝 较 为 理 想 的 方 法 之一 ， 并 为 广 大 设 计 、 施 工 、 建 设 方 面 的 人 员 所 接 受 。 同 时 随 着 高 性 能 混 凝 土 的 应 用 日趋 广 泛 ， 对 补 偿 收 缩 提 出 了 更 高 的 要 求 。矿 渣 用 于 水 泥 混 合 材 或 混 凝 土 矿 物 掺 合 料 ， 在 降 低 产 品 成 本 、 保 护 环 境 方 面 具 有重 要 意 义 ， 同 时 ， 也 影 响 到 水 泥 的 水 化 硬 化 过 程 ， 导 致 水 泥 混 凝 土 某 些 性 能 的 改 变 ，体 积 变 形 性 能 是 水 泥 及 其 混 凝 土 性 能 的 重 要 方 面 3， 为 了 补 偿 水 泥 及 其 混 凝 土 在 水 化 硬化 过 程 中 产 生 的 体 积 收 缩 ， 人 常 常 在 水 泥 生 产 或 混 凝 土 拌 制 时 引 入 膨 胀 ， 而 应 用 水 泥混 合 材 或 混 凝 士 矿 物 掺 合 料 4， 不 可 避 免 地 影 响 到 水 泥 及 其 混 凝 土 的 膨 胀 性 能 ， 本 次实 验 研 究 矿 渣 对 水 泥 膨 胀 性 能 的 影 响 情 况 ， 并 对 影 响 的 机 理 进 行 了 一 些 探 讨 ， 目 的 是想 生 产 膨 胀 型 水 泥 或 配 制 膨 胀 混 凝 土 。安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 33 页 第 2 页装订线1 文 献 综 述1.1 矿 渣 概 述1.1.1 矿 渣 的 形 成高 炉 矿 渣 5是 冶 炼 生 铁 时 从 高 炉 中 排 出 的 一 种 废 渣 。 在 冶 炼 生 铁 时 ， 加 入 高 炉 的原 料 ， 除 了 铁 矿 石 和 燃 料 (焦 炭 )外 ， 还 有 助 熔 剂 。 当 炉 温 达 到 1400 -l600 时 ， 助 熔 剂与 铁 矿 石 发 生 高 温 反 应 生 成 生 铁 和 矿 渣 。 高 炉 矿 渣 是 由 脉 石 、 灰 分 、 助 熔 剂 和 其 他 不能 进 入 生 铁 中 的 杂 质 所 组 成 的 易 熔 混 合 物 。 从 化 学 成 分 上 看 ， 高 炉 矿 渣 是 属 于 硅 酸 盐质 材 料 。 每 生 产 1 t 生 铁 时 高 炉 矿 渣 的 排 放 量 ， 随 着 矿 石 品 位 和 冶 炼 方 法 不 同 而 变 化 。例 如 采 用 贫 铁 矿 炼 铁 时 ， 生 产 1 t 生 铁 产 出 1.0-2.0 t 高 炉 矿 渣 ； 用 富 铁 矿 炼 铁 时 ， 生 产 l t 生 铁 只 产 出 0.25 t 高 炉 矿 渣 。 由 于 近 代 选 矿 和 炼 铁 技 术 的 提 高 ， 每 吨 生 铁 产 生 的 高 炉矿 渣 量 已 经 大 大 下 降 6。1.1.2 矿 渣 的 分 类由 于 炼 铁 原 料 品 种 和 成 分 的 变 化 以 及 操 作 等 工 艺 因 素 的 影 响 ， 高 炉 矿 渣 的 组 成 和性 质 也 不 同 。 高 炉 矿 渣 的 分 类 主 要 有 两 种 方 法 。按 照 冶 炼 生 铁 的 品 种 分 类高 炉 矿 渣 按 冶 炼 生 铁 的 品 种 可 分 为 ： 铸 造 生 铁 矿 渣 ， 冶 炼 铸 造 生 铁 时 排 出 的 矿 渣 ；炼 钢 生 铁 矿 渣 ， 冶 炼 供 炼 钢 用 生 铁 时 排 出 的 矿 渣 ； 特 种 生 铁 矿 渣 ， 用 含 有 其 他 金 属 的铁 矿 石 熔 炼 生 铁 时 排 出 的 矿 渣 。按 矿 渣 的 碱 度 分 类高 炉 矿 渣 的 化 学 成 分 中 的 碱 性 氧 化 物 之 和 与 酸 性 氧 化 物 之 和 的 比 值 称 为 高 炉 矿 渣的 碱 度 或 碱 性 率 (以 M0 表 示 )，即 碱 性 率 Mo=(CaO+MgO) (SiO2+A12O3) 7按 照 高 炉 矿 渣 的 碱 性 率 (Mo)可 把 矿 渣 分 为 如 下 3 类 ：碱 性 矿 渣 ： 碱 性 率 Mo1 的 矿 渣 ；中 性 矿 渣 ： 碱 性 率 Mo=1 的 矿 渣 ；酸 性 矿 渣 ： 碱 性 率 Mo1 的 矿 渣 ；安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 33 页 第 3 页装订线碱 性 率 比 较 直 观 地 反 映 了 矿 渣 中 碱 性 氧 化 物 和 酸 性 氧 化 物 含 量 的 关 系 。1.1.3 矿 渣 的 组 成高 炉 矿 渣 中 主 要 的 化 学 成 分 是 SiO2、 A12O3、 CaO、 MgO、 MnO、 FeO、 S 等 。 此外 ,有 些 矿 渣 还 含 有 微 量 的 TiO2、 V2O5、 Na2O、 BaO、 P2O5、 Cr2O3 等 。 在 高 炉 矿 渣 中CaO、 SiO2、 Al2O3 占 重 量 的 90 以 上 。高 炉 矿 渣 中 的 各 种 氧 化 物 成 分 以 各 种 形 式 的 硅 酸 盐 矿 物 形 式 存 在 。 碱 性 高 炉 矿 渣中 最 常 见 的 矿 物 有 黄 长 石 、 硅 酸 二 钙 、 橄 榄 石 、 硅 钙 石 、 硅 灰 石 和 尖 晶 石 。 酸 性 高 炉矿 渣 由 于 其 冷 却 的 速 度 不 同 ， 形 成 的 矿 物 也 不 一 样 。 当 快 速 冷 却 时 全 部 凝 结 成 玻 璃 体 ；在 缓 慢 冷 却 时 (特 别 是 弱 酸 性 的 高 炉 渣 )往 往 出 现 结 晶 的 矿 物 相 。 如 黄 长 石 、 假 硅 灰 石 、辉 石 和 斜 长 石 等 。 高 钛 高 炉 矿 渣 的 矿 物 成 分 中 几 乎 都 含 有 钛 。 锰 铁 矿 渣 中 存 在 着 锰 橄榄 石 (2MnOSiO2)矿 物 。 高 铝 矿 渣 中 存 在 着 大 量 的 铝 酸 一 钙 (CaOAl2O3)、 三 铝 酸 五 钙(5CaO3A12O3)、 二 铝 酸 钙 (CaO2A12O3)等 。1.1.4 矿 渣 的 微 观 结 构矿 渣 水 泥 对 硅 酸 盐 水 泥 性 能 的 影 响 ， 越 来 越 受 到 学 者 的 关 注 ， 因 此 转 化 为 对 矿 渣水 泥 的 微 观 结 构 的 研 究 ， 试 图 找 到 其 收 缩 补 偿 的 原 因 ， 进 而 充 分 运 用 到 建 筑 以 及 道 路行 业 中 。 他 们 借 助 玻 璃 的 结 构 理 论 来 解 释 矿 渣 的 结 构 。1.认 为 粒 化 高 炉 矿 渣 是 由 不 同 的 氧 化 物 (Al2O3 、 SiO2)形 成 的 各 个 方 向 发 展 的 空 间网 络 ， 它 的 分 布 规 律 要 比 晶 体 差 得 多 ， 近 程 有 序 ， 远 程 无 序 。2.认 为 粒 化 高 炉 矿 渣 是 由 极 度 变 形 的 微 晶 组 成 ， 它 们 的 尺 寸 及 其 微 小 ， 仅 50-4000A， 是 缺 陷 的 、 扭 曲 的 处 于 介 稳 态 的 微 晶 子 ， 具 有 较 高 的 活 性 。3.认 为 粒 化 矿 渣 的 结 构 在 宏 观 上 是 由 硅 氧 四 面 体 组 成 的 聚 合 度 不 同 的 网 状 结 构 ，钙 、 镁 离 子 分 布 在 网 状 结 构 的 空 穴 中 ， 微 观 上 大 体 是 按 相 律 形 成 不 均 匀 物 相 或 微 晶 矿物 ， 近 程 有 序 ， 远 程 无 序 。以 上 几 种 理 论 在 解 释 玻 璃 的 性 质 时 取 得 了 很 好 的 效 果 ， 但 是 就 矿 渣 玻 璃 体 而 言 ，不 同 组 成 的 矿 渣 表 现 出 的 活 性 不 一 样 ， 同 样 组 成 经 历 不 同 水 淬 工 艺 的 矿 渣 也 表 现 出 不同 的 水 化 活 性 。 很 明 显 ， 矿 渣 的 水 化 活 性 与 其 微 观 结 构 有 关 ， 已 经 证 明 掺 有 适 量 矿 渣的 混 凝 土 在 耐 久 性 、 抗 蚀 性 、 抗 冻 性 和 水 化 热 等 许 多 方 面 的 性 能 显 著 优 于 普 通 混 凝 土 。安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 33 页 第 4 页装订线不 仅 如 此 ， 利 用 矿 渣 开 发 出 的 无 熟 料 水 泥 、 少 熟 料 水 泥 或 其 它 有 特 殊 用 途 的 胶 凝 材 料 除节 能 、 环 保 外 ， 还 具 有 特 别 优 异 的 性 能 。1.1.5 矿 渣 的 水 化 硬 化 反 应矿 渣 的 化 学 效 应 8是 指 矿 渣 组 分 由 于 参 与 化 学 反 应 对 水 泥 强 度 的 贡 献 作 用 ， 应 包含 玻 璃 体 解 体 后 自 身 发 挥 水 硬 活 性 的 水 化 反 应 和 吸 收 熟 料 水 化 产 物 Ca(OH)2 发 生 的 火 山灰 反 应 ， 因 此 矿 渣 化 学 效 应 应 包 含 潜 在 效 应 和 火 山 灰 效 应 。 实 际 上 矿 渣 水 泥 的 水 化 过程 并 不 像 理 论 模 型 那 样 简 单 9， 即 矿 渣 玻 璃 体 解 体 后 发 生 的 自 水 化 反 应 的 产 物 也 可 能 在与 Ca(OH)2 反 应 ， 因 此 矿 渣 的 两 种 化 学 效 应 很 难 区 分 。 再 者 ， 矿 渣 发 挥 潜 在 活 性 的 水化 作 用 也 是 在 Ca(OH)2 这 种 碱 性 介 质 的 环 境 下 ， 习 惯 上 将 与 Ca(OH)2 有 关 的 反 应 都 称 为火 山 灰 效 应 10， 在 后 面 的 研 究 中 不 在 区 分 两 种 化 学 效 应 ， 将 化 学 效 应 统 称 为 火 山 灰 效应 。 矿 渣 水 泥 的 水 化 硬 化 不 仅 表 现 在 熟 料 和 矿 渣 水 化 的 先 后 次 序 方 面 ， 而 且 水 化 产 物的 组 成 和 结 构 也 存 在 差 别 。 矿 渣 水 泥 的 水 化 硅 酸 钙 以 低 碱 度 水 化 硅 酸 钙 为 主 ， 再 者 ，矿 渣 水 泥 中 由 于 存 在 火 山 灰 效 应 ， 水 化 产 物 中 Ca(OH)2 含 量 较 低 。 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 中的 基 本 矿 物 是 C2S、 C3S、 C3A、 C4AF， 中 主 要 的 强 度 贡 献 者 是 C3S 和 C2S， 而 且 它 们在 水 泥 中 的 含 量 最 多 ， 成 为 水 泥 的 主 要 组 成 部 分 ， 水 化 后 生 成 的 水 化 产 物 主 要 是 钙 硅比 为 1.6-1.9 的 高 碱 度 水 化 硅 酸 钙 (C-H-S)和 游 离 石 灰 和 低 碱 度 的 水 化 硅 酸 钙 (C/S 小 于1.5)相 比 ， 高 碱 度 水 化 硅 酸 钙 的 强 度 要 低 得 多 ， B.依 留 辛 11等 研 究 合 成 的 水 化 硅 酸 钙 晶须 的 抗 拉 强 度 ， 研 究 表 明 ： 低 碱 度 的 水 化 硅 酸 钙 晶 须 的 抗 拉 强 度 可 以 达 到 1300MPa， 而高 碱 度 的 水 化 硅 酸 钙 晶 须 的 抗 拉 强 度 仅 及 低 碱 度 水 化 硅 酸 钙 晶 须 抗 拉 强 度 的 一 半 ， 这种 强 度 性 能 上 的 差 别 ， 主 要 是 它 们 的 结 晶 结 构 不 同 所 致 。 在 低 碱 度 水 化 硅 酸 钙 中 ， 硅氧 链 的 缩 聚 程 度 要 高 得 多 。 此 外 B.夸 特 巴 耶 夫 等 人 用 人 工 合 成 的 纯 净 的 水 化 硅 酸 钙 小试 件 的 抗 折 强 度 试 验 也 表 明 ： 低 碱 度 谁 硅 酸 钙 的 强 度 大 大 优 于 高 碱 度 的 水 化 硅 酸 钙 。其 原 因 在 于 ， 除 了 低 碱 度 的 水 化 硅 酸 钙 本 身 的 强 度 很 高 以 外 ， 还 在 于 低 碱 度 水 化 硅 酸钙 的 晶 体 尺 度 较 小 ， 比 表 面 积 甚 大 ， 由 其 构 成 的 结 晶 连 生 体 具 有 很 多 的 接 触 点 。 因 此 ，其 结 晶 连 生 体 的 强 度 也 高 。 低 碱 度 水 化 硅 酸 钙 的 稳 定 性 也 高 于 高 碱 度 的 水 化 硅 酸 钙 ，例 如 低 碱 度 水 化 硅 酸 钙 在 水 中 的 溶 解 度 极 低 ， 而 高 碱 度 的 水 化 硅 酸 钙 则 要 高 出 20 多 倍 ，必 须 强 调 指 出 ， 在 水 泥 水 化 过 程 中 ， 除 了 生 成 高 碱 度 水 化 硅 酸 钙 以 外 ， 还 产 生 大 量 的安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 33 页 第 5 页装订线Ca(OH)2 ， 这 一 组 分 的 强 度 很 低 。 掺 入 矿 渣 粉 后 ， 矿 渣 粉 中 的 SiO2 和 Al2O3 与 水 泥 的 水化 产 物 发 生 二 次 反 应 ， 即 所 谓 的 火 山 灰 反 应 ， 生 成 水 化 硅 酸 钙 和 水 化 铝 酸 钙 凝 胶 。 其 反应 式 如 下 ：2(3CaOSiO2)+6SiO2=3CaO2SiO23H2O+3Ca(OH)22(2CaOSiO2)+4SiO2=3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2SiO2+x Ca(OH)2+H2O=x CaOSiO2H2OAl2O3+y Ca(OH)2+H2O=y CaOAl2O3H2O水 化 反 应 的 同 时 就 降 低 了 水 泥 水 化 产 物 中 Ca(OH)2 的 浓 度 ， 促 进 了 水 泥 水 化 的 数量 大 幅 度 增 加 ， 凝 胶 与 集 料 的 界 面 结 构 也 达 到 改 善 12。1.1.6 矿 渣 水 泥 的 收 缩 补 偿 机 理矿 渣 硅 酸 盐 水 泥 在 水 泥 水 化 硬 化 过 程 的 过 程 中 起 到 的 收 缩 补 偿 效 果 ， 较 普 通 硅 酸盐 水 泥 水 化 硬 化 更 为 复 杂 ， 有 两 种 解 释 机 理 分 别 从 宏 观 上 和 微 观 结 构 对 其 在 水 化 硬 化过 程 中 起 到 的 收 缩 补 偿 效 应 进 行 解 说 13。从 宏 观 上 看 ： 矿 渣 硅 酸 盐 水 泥 调 水 后 ， 首 先 水 泥 熟 料 矿 物 与 水 作 用 ， 生 成 水 化 硅酸 钙 、 水 化 铝 酸 钙 等 ， 这 些 水 化 物 的 性 质 与 纯 硅 酸 盐 水 泥 水 化 时 是 相 同 的 。 生 成 的 氢氧 化 钙 是 矿 渣 的 碱 性 激 发 剂 ， 它 解 离 了 玻 璃 体 的 结 构 ， 使 得 玻 璃 体 中 的 Ca2+、 AlO45-、 Al3+、 SiO44+离 子 进 入 溶 液 ， 生 成 新 的 水 化 物 ， 即 水 化 硅 酸 钙 、 水 化 铝 酸 钙 。 有 石 膏和 明 矾 提 供 SO42-离 子 时 还 会 生 成 水 化 硫 铝 酸 钙 AFT 即 (钙 矾 石 ) 14， 钙 矾 石 具 有 一 定 的微 膨 胀 性 能 ， 从 而 对 水 泥 水 化 硬 化 过 程 中 的 体 积 收 缩 具 有 一 定 的 补 偿 作 用 。从 微 观 结 构 上 看 ， 在 一 般 情 况 下 ， 矿 渣 的 碱 性 系 数 越 高 ， 表 现 出 的 水 硬 性 就 越 高 ，从 矿 渣 玻 璃 体 微 观 结 构 模 型 可 以 知 道 ， 矿 渣 是 由 富 钙 相 和 富 硅 相 组 成 的 具 有 致 密 结 构的 整 体 ， 其 中 富 钙 相 占 多 数 为 连 续 相 ， 将 非 连 续 的 呈 类 似 球 状 或 柱 状 分 布 的 富 硅 相 包裹 于 其 中 ， 富 钙 相 可 以 认 为 是 矿 渣 玻 璃 体 的 结 构 形 成 体 ， 维 持 着 矿 渣 玻 璃 体 结 构 的 稳定 ， 在 富 钙 相 玻 璃 中 ， 网 络 形 成 体 中 的 Ca-O、 Mg-O 键 比 Si-O15键 弱 得 多 ， 这 是 因 为富 钙 相 本 身 有 具 有 很 多 细 小 单 元 聚 集 而 成 的 堆 积 结 构 ， 具 有 庞 大 的 内 比 表 面 积 ， 更 增加 了 热 力 学 不 稳 定 性 ， 但 另 一 方 面 ， 富 钙 相 又 具 有 一 定 的 热 力 学 稳 定 性 ， 使 其 破 坏 必须 克 服 一 定 的 活 化 能 。安徽工业大学 毕业设计(论文)报告纸共 33 页 第 6 页装订线在 通 常 情 况 下 ， 由 于 水 分 子 的 弱 作 用 不 足 以 克 服 富 钙 相 分 解 活 化 能 ， 富 钙 相 在 水 中能 够 保 持 其 结 构 的 稳 定 ， 故 矿 渣 玻 璃 体 在 水 中 是 近 似 惰 性 的 ， 矿 渣 在 通 常 情 况 下 与 水 不能 发 生 反 应 ， 在 碱 性 环 境 中 ， 情 况 则 大 不 一 样 ， 高 浓 度 的 OH-离 子 的 强 烈 作 用 克 服 了 富钙 相 的 分 解 活 化 能 ， 富 钙 相 迅 速 与 OH-发 生 了 如 下 反 应 而 溶 解 ：-Si-O-Ca-O-Si+NaOH=Si-O-Na+Ca(OH)2 (1)由 于 富 钙 相 是 连 续 相 ， 富 硅 相 呈 类 似 球 状 分 布 于 富