镁铝水滑石对高铁低钙硅酸盐水泥性能的影响

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0339

摘要/Abstract

摘要：

采用成核晶化隔离法合成了镁铝水滑石（MgAl-LDH），并利用石灰石、砂岩和铁矿粉制备了高铁低钙硅酸盐水泥熟料（铁相质量分数为19.6%）。通过X射线衍射（XRD）、热重（TG）、扫描电镜（SEM）和化学分析法，研究了MgAl-LDH掺量对高铁低钙水泥氯离子固化能力、力学性能和微观结构的影响规律。结果表明：MgAl-LDH能显著提升高铁低钙水泥化学固化氯离子能力及力学性能；当MgAl-LDH掺量为3%（质量分数）时，与空白组相比，7 d氯离子固化率提升了46.4%，3、7、28 d抗压强度分别提高了27.5%、34.6%和17.1%。微观测试表明MgAl-LDH能促进高铁低钙水泥早期水化生成更多的水化产物，在一定程度上促进了水泥结构的致密化；并且能促进水化产物和氯离子发生反应生成Friedel′s盐，提升了高铁低钙水泥对氯离子的化学固化量。

关键词: 镁铝水滑石, 高铁低钙水泥, 氯离子固化, 力学性能, Friedel′s盐

Abstract:

MgAl-layered double hydroxides（MgAl-LDH） were synthesized using a separate nucleation and aging steps（SNAS） method，and high-iron low-calcium portland cement（iron phase mass fraction of 19.6%） was prepared by limestone，standstone and iron ore powder.The effects of MgAl-LDH content on the chloride curing ability，mechanical properties and microstructure of high-iron low-calcium cement were studied by X-ray diffraction（XRD），thermogravimetric（TG），scanning electron microscopy（SEM），and chemical analysis methods.The results showed that MgAl-LDH could improve the mechanical properties and chemical curing ability of chloride ions.When MgAl-LDH content was 3%（mass fraction），compared with the blank group，the chloride ion curing rate at 7 d was increased by 46.4%，and the compressive strength at 3，7 d and 28 d was increased by 27.5%，34.6% and 17.1%，respectively.The microscopic tests showed that MgAl-LDH could promote the early hydration of high-iron low-calcium cement to generate more hydration products，and promote the densification of cement structure to a certain extent.And it could promote the reaction of hydration products and chloride ions to form Friedel's salt，and improve the chemical curing amount of chloride ions.

Key words: MgAl-LDH, high-iron low-calcium cement, chloride bingding, mechanical properties, Friedel′s salt

中图分类号:

TQ172

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图/表 12

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参考文献 23

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原料	烧失量	w（SiO₂）	w（Al₂O₃）	w（Fe₂O₃）	w（CaO）	w（MgO）
石灰石	38.48	6.60	3.71	2.65	47.42	1.10
砂岩	1.81	90.07	4.04	2.59	1.07	0.41
铁矿粉	9.37	59.24	2.66	26.24	1.88	0.49

组别	m（镁铝水滑石）/g	m（高铁低钙水泥）/g	m（水）/g
LH₀	0.00	180	72.00
LH₁	1.80	180	72.72
LH₂	3.60	180	73.44
LH₃	5.40	180	74.16
LH₄	7.20	180	74.88

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