用電子顯微鏡研究硬化水泥的結構特征與強度
電子顯微鏡研究表明,水泥的硬化可以劃分為三個階段。
氫氧化鈣和鈣礬石在加水后短時間內即形成。水化的第一階段
大約一小時后就結束,在此階段較可能是硅酸鈣水化物決定著
強度的發展。
水化第二階段大約需要24小時。在此期間,硅酸鈣水化物
及鈣礬石形成比較長的纖維或針狀結晶,這些晶體可以長入到
不穩定的基底結構的大孔中。在水化第二階段所建立的結構決
定著其后強度的發展。在水化第三階段,各種孔依然存在,這
些孔將被水化增加的產物所填充,同時結構必將更加堅實。如
果在低溫下硬化或在緩凝劑作用下硬化,則水化第二階段硅酸
鈣水化物可以生長成較長纖維。因而后期強度可以增加20%
。
如果加速水化,則會形成短纖維的硅酸鈣水化物。在這種
情況下,其后期強度低于正常硬化的強度。由于硅酸鈣水化物
高度的無序結構,因而具有低小的特征強度。但仍然是形成硬
化水泥主要強度的相。如果能保證水化產物的粘結力,無機或
有機材料的外加纖維只能增加硬化水泥的強度。
氫氧化鈣及鋁酸鈣水化物的結晶都呈六角板狀。它們的作
用對硬化水泥總的強度來說是非常小的,因此,不再討論它們
。在硬化水泥的結構中,孔同樣是一個十分重要的因素,孔空
間的改變同樣能表明結構組成及硬化過程。強度主要決定于這
些孔是如何被搭接的。據此,對硬化水泥結構的研究必須集中
在孔上。
為了電子顯微鏡的研究,將水灰比為0.4---0.45的水泥
漿體置于玻璃管或塑料管中,然后將管子密封。水化一天后,
將管子打碎。從硬化水泥非常平的周界表面制取碳膜復型,此
膜復印出孔中結構的詳細情況。這樣,水化未受干擾,因此這
些孔的孔壁復現了硬化漿體的真正結構。