α-半水石膏对水泥砂浆性能的影响与水化机理研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0269

摘要/Abstract

摘要：

为了提高注浆用水泥砂浆的性能，采用α-半水石膏取代部分水泥进行材料改性，分析了α-半水石膏与尾砂含量对水泥砂浆坍落度、收缩率、强度与耐久性等的影响，依据微观实验和矿物成分分析结果对水泥砂浆的水化机理进行了分析。结果发现:采用α-半水石膏取代部分水泥有利于提高水泥砂浆的流动性，并降低其干燥收缩率；当α-半水石膏取代率为15%时，水泥砂浆的和易性、强度和耐久性均得到了显著改良；α-半水石膏具有化学活性，可以促进胶凝材料的二次水化反应，进而增加水泥砂浆的密实度。该研究对制备绿色环保、高性能的注浆水泥砂浆具有重要的参考作用。

关键词: 水泥砂浆, α-半水石膏, 改性, 微观结构

Abstract:

In order to improve the performance of cement mortar for grouting，α-hemihydrate gypsum was used to replace part of cement for material modification.The effects of α-phosphogypsum content and tailings content on slump，shrinkage，strength，and durability were analyzed.The hydration mechanism of cemental slurry was studied according to the microscopic experiment and mineral composition results.The results showed that using α-phosphogypsum to replace part of cement was beneficial to improve the workability index of cement mortar and reduce the drying shrinkage rate.When the replacement ratio was 15%，the workability，strength and durability of the slurry were significantly improved.The chemical activity of α-phosphogypsum could promote the secondary hydration of the cementitious material and increase the compactness of the filling slurry.This study had important reference function for the preparation of a high-performance composite cement materials.

Key words: cement mortar, α-hemihydrate gypsum, modification, microstructure

中图分类号:

TB322

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图/表 12

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参考文献 16

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原料	化学成分质量分数/%
原料	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	SO₃	K₂O	P₂O₅
水泥	21.2	6.2	3.3	63.0	2.8	2.1	1.2	0.0
α-半水石膏	7.1	15.2	0.0	36.4	3.0	21.1	2.1	1.1

试件组别	取代率/ %	质量浓度/（kg•m^-3）
试件组别	取代率/ %	石膏	水泥	尾砂	天然砂	水
0-0	0	0	400	0	1 440	288
15-0	15	60	340	0	1 440	288
30-0	30	120	280	0	1 440	288
0-50	0	0	400	720	720	288
15-50	15	60	340	720	720	288
30-50	30	120	280	720	720	288
0-100	0	0	400	1 440	0	288
15-100	15	60	340	1 440	0	288
30-100	30	120	280	1 440	0	288

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