加气混凝土水化产物及其微观形貌研究
新型混凝土微观结构表征研究
新型混凝土微观结构表征研究一、引言混凝土是建筑物和基础设施的主要材料之一。
然而，混凝土的性能取决于其微观结构，因此对混凝土微观结构的研究变得越来越重要。
近年来，新型混凝土材料的研究和开发不断涌现，例如高性能混凝土、自密实混凝土和自修复混凝土等，这些新型混凝土材料的性能和应用取决于其微观结构的表征。
因此，本文将对新型混凝土微观结构的表征研究进行综述。
二、混凝土微观结构的表征方法1.扫描电子显微镜（SEM）SEM是一种常用的混凝土微观结构表征方法，它可以通过电子束扫描混凝土表面，得到高清晰度的图像。
利用SEM可以观察混凝土中的孔隙、石头、骨料和水泥基体等微观结构，进而分析混凝土的性能和组成。
2.透射电子显微镜（TEM）TEM是一种高分辨率的混凝土微观结构表征方法，可以观察混凝土中的纳米级结构。
TEM可以用于分析混凝土中的水化产物、钙矾石、氧化铁、硅酸盐凝胶等微观结构，进而探究混凝土的性能和应用。
3.原位X射线衍射（XRD）XRD是一种混凝土微观结构表征方法，可以用于研究混凝土中的结晶相。
通过XRD可以分析混凝土中的水化产物、氧化铁、硅酸盐凝胶等微观结构，进而探究混凝土的性能和组成。
三、新型混凝土微观结构的表征研究1.高性能混凝土的微观结构高性能混凝土具有高的强度、高的耐久性和良好的抗裂性能，其性能取决于其微观结构。
研究表明，高性能混凝土中的硅酸盐凝胶和钙矾石颗粒尺寸比普通混凝土小，并且分布均匀。
此外，高性能混凝土中的水泥基体密度更大，孔隙率更小，这也是其性能优越的原因之一。
2.自密实混凝土的微观结构自密实混凝土具有自动填充微小孔隙的能力，其性能取决于其微观结构。
研究表明，自密实混凝土中的水泥基体密度更大，孔隙率更小。
此外，自密实混凝土中的颗粒尺寸比普通混凝土小，并且分布均匀，这也是其自密实的原因之一。
3.自修复混凝土的微观结构自修复混凝土具有自我修复微裂缝的能力，其性能取决于其微观结构。
研究表明，自修复混凝土中的微生物和多孔材料可以在微裂缝处生长，形成新的水泥基体，从而修复微裂缝。
水泥混凝土的微观分析及性能研究
水泥混凝土的微观分析及性能研究水泥混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其成分复杂、结构复杂，具有很好的可塑性和耐久性。
本文将从水泥混凝土的微观结构出发，探究其物理性质和力学性质，从而深入研究水泥混凝土的结构和性能。
1.水泥混凝土微观结构的分析水泥混凝土的微观结构主要由水泥胶砂骨料三种组成。
水泥胶是在水泥水化作用过程中，水和水泥之间的物质交换反应，生成的胶状物。
水泥胶的生成过程主要分为两个阶段，即感应期和加速期。
感应期是水泥粉末初次接触水时，发生化学反应的过程。
在感应期内，水泥粉和水局部发生反应，其反应产物形成局部水泥芯片，并向周围扩散。
加速期是反应的第二个阶段，主要是水泥水化反应的爆发性增长期。
水泥胶的生成与水泥水化反应密切相关，影响水泥胶的生成的因素很多，如水泥粉的热度、水化温度、水泥水化时间、水泥用量等。
水泥混凝土中的细沙和骨料对其力学性能的影响也很大。
细沙和骨料的种类和状况会影响混凝土的质量、强度和延性。
2.水泥混凝土物理性质的分析物理性质是说明物质性质的常见方式，水泥混凝土的物理性质包括密度、吸水率、透气性和耐久性等。
密度是指物体的质量与其体积之比，是材料的一个基本物理性质。
水泥混凝土的密度是指混凝土体积的质量，与其材料的组成和生产过程有关。
水泥混凝土的吸水率是指其吸水的速度和吸水量。
水泥混凝土的吸水率会受到其材料的组成、孔隙率和平整度等因素的影响。
透气性是水泥混凝土的气流通过其表面或内部的渗透性。
透气性也与其材料的组成有关，但也会受到湿度和温度等因素的影响。
耐久性是指水泥混凝土在外界条件作用下，保持其性能的稳定性和耐久度。
耐久性是建筑工程中的非常重要的一个因素，它会直接影响到工程质量和使用寿命。
3.水泥混凝土力学性质的分析力学性质是指水泥混凝土在力学作用下的性质，包括抗压强度、抗拉强度、弯曲强度等。
抗压强度是指水泥混凝土在受到横向压力作用下，承受最大的压缩荷载的能力。
抗拉强度是指水泥混凝土在受到拉力的作用下，抵抗破坏的能力。
混凝土中水化产物对力学性能的影响研究
混凝土中水化产物对力学性能的影响研究一、背景介绍混凝土是一种广泛应用于建筑领域的材料，其力学性能的稳定性和可靠性是保证结构安全的重要保障。
水化产物是混凝土在水和水泥反应的过程中产生的一种新物质，对混凝土的力学性能有着重要的影响。
因此，对水化产物对混凝土力学性能的影响进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、水化产物的种类及特性1.硬化水化物：主要包括硅酸钙晶体、水合硅酸钙胶体等，具有一定的力学强度和稳定性。
2.溶解水化物：主要包括氢氧化钙、水合铝酸盐等，具有较弱的力学强度和稳定性。
3.胶凝体：主要是由水化硅酸盐胶体构成，具有较高的力学强度和稳定性。
三、水化产物对混凝土力学性能的影响1.力学性能：水化产物的存在增强了混凝土的力学强度和刚度，但也会降低混凝土的延性和韧性。
2.耐久性：水化产物的形成可以填充混凝土中的孔隙，降低混凝土的渗透性和吸水性，从而提高混凝土的耐久性。
3.热学性能：水化产物的形成可以吸收混凝土中的热量，缓解混凝土的温度变化，从而提高混凝土的热学性能。
四、水化产物对混凝土力学性能的影响机理1.填充作用：水化产物的形成可以填充混凝土中的孔隙，从而提高混凝土的密实性和力学性能。
2.结晶作用：水化产物的形成可以在混凝土中形成晶体结构，从而提高混凝土的力学性能和稳定性。
3.界面作用：水化产物与混凝土颗粒之间的界面作用可以增强混凝土的内聚力，从而提高混凝土的力学性能和稳定性。
五、水化产物对混凝土力学性能的影响评价方法1.力学性能测试：通过压缩试验、拉伸试验等方法，评价水化产物对混凝土力学性能的影响。
2.显微结构观察：通过扫描电镜、透射电镜等方法，观察混凝土中水化产物的形态和分布情况，评价其对混凝土力学性能的影响。
3.化学分析方法：通过X射线衍射、红外光谱等方法，分析混凝土中水化产物的成分和结构，评价其对混凝土力学性能的影响。
六、水化产物对混凝土力学性能的影响研究现状目前，国内外学者已经对水化产物对混凝土力学性能的影响进行了大量的研究。
混凝土微观结构分析
混凝土微观结构分析混凝土是一种常用的建筑材料，广泛应用于房屋、桥梁、道路等基础设施建设中。
混凝土的性能与其微观结构密切相关，因此对混凝土的微观结构进行分析是十分重要的。
本文将从原材料、水化反应和孔隙结构等方面，对混凝土的微观结构进行分析。
一、原材料对混凝土微观结构的影响混凝土的主要原材料包括水泥、骨料和水。
水泥是混凝土的胶凝材料，骨料是其主要的填充材料，水则是用来形成胶状物质的介质。
这些原材料在混凝土的微观结构中起着不可或缺的作用。
首先，水泥颗粒是混凝土微观结构的主要组成部分之一。
水泥颗粒可以通过水化反应与水发生化学反应，形成胶体状的水泥胶凝体。
这些水泥胶凝体填充在混凝土的骨料间隙中，形成混凝土的骨骼结构，赋予混凝土一定的强度和稳定性。
其次，骨料是混凝土微观结构中的骨架支撑部分。
骨料之间的接触面积和质量对混凝土的性能有着重要的影响。
合适的骨料种类和粒径分布可以使得混凝土的骨架结构更加紧密，提高混凝土的强度和耐久性。
最后，水对混凝土的微观结构和性能也有着重要影响。
适量的水可以使混凝土颗粒间形成均匀的水泥胶凝体，并有助于混凝土的流动性。
然而，过量的水会导致混凝土孔隙结构增大，降低混凝土的强度和耐久性。
二、水化反应对混凝土微观结构的影响混凝土的水化反应是指水与水泥颗粒发生化学反应，形成水泥胶凝体的过程。
水化反应是混凝土微观结构形成的基础，直接影响混凝土的性能。
水化反应过程中，水泥颗粒中的主要成分——硅酸盐矿物与水发生反应，形成水化产物以及胶状水泥基质。
这些水化产物填充在混凝土的骨架结构中，增加了混凝土的内聚力和强度。
水化反应的进行需要一定的时间，在此期间混凝土会不断发生变化。
初期水化反应主要是快速反应，混凝土强度得不到有效的提高；而后期水化反应则是缓慢反应，混凝土的强度逐渐提高。
因此，在混凝土浇筑后需要经过一定的养护时间，使得水化反应得以充分进行，从而提高混凝土的性能。
三、孔隙结构对混凝土微观结构的影响混凝土中的孔隙结构是指混凝土中的空隙和孔洞。
利用电子显微镜观察混凝土微观结构的研究
利用电子显微镜观察混凝土微观结构的研究一、引言混凝土作为一种广泛应用于建筑、道路等领域的材料，其微观结构的研究对于混凝土的性能研究和改进具有重要意义。
电子显微镜是一种高分辨率的显微镜，具有观察微观结构的能力，可以提供混凝土微观结构的详细信息。
本文旨在通过利用电子显微镜观察混凝土微观结构的研究，探讨混凝土的微观结构特征及其对混凝土性能的影响。
二、电子显微镜技术1. 电子显微镜的原理电子显微镜是一种利用电子束来取代光束成像的高分辨率显微镜。
其原理是通过在真空环境下加速高能电子，使其穿过样品并与样品中的原子相互作用，从而产生电子衍射、电子透射和电子反射等现象，通过对这些现象的分析和处理可以得到样品的高分辨率图像。
2. 电子显微镜的类型电子显微镜主要分为透射电子显微镜和扫描电子显微镜两种类型。
透射电子显微镜主要用于观察材料的内部结构，如晶体结构、晶体缺陷等；扫描电子显微镜主要用于观察材料的表面形貌和成分分析等。
三、混凝土微观结构特征1. 水泥石胶体水泥石胶体是混凝土的主要基材，它是由水泥、水和细集料混合后水化反应形成的水化产物。
电子显微镜观察发现，水泥石胶体呈现出一种颗粒状的结构，颗粒大小一般在1-10μm之间。
水泥石胶体表面覆盖着一层致密的水化产物，这种致密层可以有效防止混凝土中的水分向外扩散，从而保证混凝土的耐久性。
2. 骨料骨料是混凝土中的主要骨架材料，它可以有效地提高混凝土的强度和耐久性。
电子显微镜观察发现，骨料表面普遍存在一些微小的凹坑和裂缝，这些凹坑和裂缝可以增加骨料与水泥石胶体的粘结强度，从而提高混凝土的强度和耐久性。
3. 孔隙结构孔隙是混凝土中的一种重要微观结构，它直接影响混凝土的密实程度和耐久性。
电子显微镜观察发现，混凝土中的孔隙主要分为毛细孔和气孔两种类型。
毛细孔是由于水泥石胶体的致密层覆盖不到位而形成的细小孔隙，其直径一般在10-100nm之间；气孔是由于混凝土中存在的气体在水泥石胶体水化反应过程中释放而形成的孔隙。
关于混凝土微观结构的研究
关于混凝土微观结构的研究摘要：近年来，随着我国综合国力的大幅提升，城市化进程不断的加快，各类建筑工程发展的速度也在突飞猛进的加快。
因此混凝土在建筑中的的地位越来越高，得到的广泛的应用。
混凝土的微观结构对其稳定性、强度和外观表型都有重要影响，本文就混凝土的微观结构进行简要讨论，为施工作业时提高工程质量提供一定的理论依据。
关键词：混凝土；微观结构，影响因素国民经济的快速发展加快了我国城市化的步伐，建筑行业得到了快速发展。
各种新型材料不断涌现，但是大量的调查研究表明，目前混凝土结构仍然是我国建筑结构的最主要的一种形式，而且可能在以后的较长一段时间内还是重要的建筑结构形式，被其它材料取代的可能性并不大。
混凝土结构具有强的稳定性和很好的强度，与钢筋配合使用承载力大大增强。
但是混凝土的这种优点也同时受到多种因素影响，如凝结时间、气孔结构、高温等因素都会影响混凝土的微观结构，进而影响到混凝土的强度、渗透性、耐高温性和耐磨性等性能。
1混凝土的微观结构的尺度分析所谓微观尺度一般指的是纳米尺度，在这种尺度下混凝土的结构特征主要是水泥和硬化的水泥砂浆的内部微观结构，纳米尺度能够辨清硬化水泥砂浆的颗粒和空隙的结构情况。
通过使用x射线、差热分析或者水银压入测孔法能够观察分析出混凝土内部复杂的空隙分布。
在微观尺度分析的基础上，配合使用细观尺度和宏观尺度，能够精确的分析出混凝土的宏观性能。
2影响混凝土微观结构的因素2.1混凝土凝结时间对微观结构的影响岳汉威等（2008）研究表明混凝土工程施工过程中混凝土的凝结时间对其微观结构有重要影响。
延长混凝土的凝结时间，加深了水泥水化反应的程度，这就使得水化反应向着生成C-S-H的反应方向进行的更加彻底，而且凝结事件延长后降低了混凝土结构中氢氧化钙晶体的含量，加强了内部过渡层与水泥基体之间的一致性和均一性。
另外，延长凝结时间减小了混凝土结构内部的孔径和空隙率，微观结构显得更加致密。
2.2气孔结构对混凝土微观结构的影响混凝土在宏观和微观上观察都有多孔的结构特征，这些气孔的形成是由多方面的化学和物理因素决定的。
水泥水化过程的微观分析与模拟
水泥水化过程的微观分析与模拟水泥是一种广泛应用于建筑结构中的基础材料。
它的制造过程包括将粉状水泥与水混合组成混凝土。
在水泥加水的过程中，水泥中所含有的微观成分开始进行水化反应，最终形成固体混凝土。
这个水化过程是非常复杂的，需要使用先进的模拟技术进行研究。
水泥的主要成分是氧化钙(CaO)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化铁(Fe2O3)等化学物质。
在水泥制造过程中，这些化学物质被石灰石和干法粉磨所产生的其他原料热解和反应，最终形成熟料。
在熟料中，化学反应尚未完成，在进行水化反应之前，熟料必须先通过研磨和混合等过程被加工成所需的水泥。
当水加入熟料中时，水开始与水泥中的成分发生化学反应。
在这个过程中，水泥在分子水平上进行了拆分，这就是水泥在水化反应过程中膨胀的原因。
水分子在水中被称为氢氧离子(H+)和氢氧根离子(OH-)，当它们接触到水泥中的矿物质时，就开始与包裹在石灰石和粘土矿物表面的剩余离子进行反应。
这些反应极其复杂，涉及到大量的中间产物和离子，如石灰石(CaCO3)、石英(SiO2)、黏土矿物和放线菌等。
在这种复杂的体系中，即使是视频观察也很难获得关于化学过程发展的准确信息。
在这个过程中，模拟技术可以帮助我们更好地理解水泥的化学变化。
通过计算机上的化学模型，我们可以模拟水泥中可能发生的化学反应，从而预测最终形成的化合物。
这些模型考虑了水、氢氧离子和各种离子的浓度、温度和多相交互，可以为相关阶段的化学反应提供合理预测，同时考虑了多种与水化水泥相关的条件。
在水泥水化过程中，常采用多种模拟方法，如分子动力学模拟和Monte Carlo 模拟。
这些模拟技术允许我们更好地理解水泥中的化学变化和发展，为水泥的使用和生产提供了有力的评估和支持。
分子动力学模拟方法基于牛顿力学原理，用数值模拟计算分子之间相互作用引起的动态行为，用于研究水泥中的小分子结构、表面活性等。
Monte Carlo模拟是一种更加异质的方法，可以为多相反应提供全面的描述，包括水、矿物、集成氢氧离子的缝合物以及其他化学物质的交互。
混凝土微观试验方法
采用测试电阻率的方法[1]来监测混凝土的水化程度是一个有效可行的方法。
通过对不同水灰比、不同掺合料混凝土电参数和相应曲线变化规律的研究表明,早龄期混凝土电阻率和强度随时间发展的曲线具有很强的相似性与相关性。
如图1所示,利用混凝土早龄期电阻率的变化速率曲线,可以采用直观和量化的方法将混凝土的水化进程划分为水泥水解I(dissolution)、诱导期II(competition ofdissolution-precipitation)、凝结III(setting)、硬化IV(hardening)和硬化后期V(hardening deceleration)五个阶段[2]。
通过电阻率速率曲线的0值点M、拐点L、峰值点P与P2,可以表征水泥颗粒开始接触及相互紧密连接的水化过程,较精确地确定混凝土的凝结时间。
混凝土早期电阻率的变化反映了混凝土早期水化进程的发展,客观上体现了混凝土早期内部联通孔隙减少、水化产物生成等一系列变化。
同时,进一步的研究还表明电阻率与混凝土早期强度之间还存在内在联系。
X射线衍射分析（XRD）X衍射原理,如图9.1所示，当X射线入射到晶体时,如果入射角度0满足布拉格定律,则X射线强度因衍射而得到加强,此时可以记录到衍射线,而从其它角度入射的则无衍射,这也称为/选择性衍射0,其本质就是入射的X射线照射到晶体中各平行原子面上,各原子面各自产生相互平行的衍射线的结果。
这些衍射线的衍射角度与晶体的结构相联系,也就具有唯一性,因此可以判断材料中的晶体成份。
同时,衍射的晶体数目多少将决定衍射射线的强度。
虽然衍射射线的强度还受到温度、吸收等其他因素的影响,但是,通过衍射射线的峰值可以定性判断出晶体成份的数量关系。
X射线衍射(XRD)技术提供了分析晶体矿物的便利方法"如果晶体矿物被置于特定波长的X射线下,射线使原子层衍射并产生衍射峰,它是矿物的表征。
典型XRD图的横坐标(衍射角)表示晶格间距,纵坐标(峰高)表示衍射强度。
基于多尺度分析的混凝土微观结构特征研究
基于多尺度分析的混凝土微观结构特征研究一、研究背景混凝土是建筑工程中最常用的建筑材料之一，其力学性能、耐久性能等特性直接影响着建筑物的安全性和使用寿命。
其微观结构特征是影响混凝土宏观性能的重要因素之一。
因此，研究混凝土微观结构特征对于深入了解混凝土宏观性能具有重要意义。
二、研究方法本研究采用多尺度分析的方法，通过对混凝土微观结构进行不同尺度的观察和分析，揭示混凝土微观结构的特征。
三、混凝土微观结构特征1. 混凝土的基本组成混凝土是由水泥、砂、石料和水等原材料按一定比例混合而成的。
其中水泥是混凝土的胶凝材料，主要成分为硅酸盐和铝酸盐。
砂和石料是混凝土的骨料，主要用于增加混凝土的强度和硬度。
水则是混凝土中的溶剂，用于保持混凝土的流动性和湿度。
2. 混凝土的微观结构混凝土的微观结构主要由水泥石、水化产物和骨料组成。
水泥石是由水泥和水反应形成的胶凝体，其主要成分是硅酸钙凝胶和水合硅酸钙。
水化产物是由水泥石和水反应产生的化合物，包括氢氧化钙、氢氧化铝、氢氧化钾等。
骨料则是混凝土中的主要骨架，其主要成分是石英、长石、云母等。
3. 混凝土的多尺度特征在不同的尺度下观察混凝土微观结构，可以发现混凝土的多尺度特征。
在纳米尺度下，混凝土的水化产物具有一定的晶体结构，其结晶度和晶体大小会影响混凝土的强度和耐久性。
在微米尺度下，混凝土的水泥石和骨料之间的界面区域是影响混凝土力学性能的重要因素。
在毫米尺度下，混凝土的孔隙结构和孔径分布是影响混凝土渗透性和耐久性的关键因素。
四、研究意义通过多尺度分析混凝土微观结构特征，可以深入了解混凝土的力学性能、耐久性能等宏观特性的形成机制，有利于指导混凝土的设计和制备。
五、研究展望未来研究可以进一步深入探究混凝土微观结构与宏观性能的关系，探索混凝土微观结构的调控方法，以提高混凝土的力学性能和耐久性能。
同时，可以结合计算机模拟等方法，对混凝土微观结构进行三维重建和仿真，以进一步揭示混凝土微观结构的特征和规律。
混凝土结构水化反应过程及其影响因素研究
混凝土结构水化反应过程及其影响因素研究混凝土是一种常见的建筑材料，其主要成分是水泥、骨料、粉料和掺合料。
在混凝土结构的施工中，水泥通过与水反应形成水化产物，从而使混凝土硬化和增强。
混凝土水化反应过程是一个复杂的化学过程，涉及多个阶段和多个因素的影响。
水化反应可以分为早期水化和后期水化两个阶段。
早期水化发生在混凝土刚浇注后的数小时内，而后期水化则延续几周甚至几个月。
在早期水化阶段，水泥颗粒与水中的化学物质发生反应，生成硅酸钙凝胶和水化产物。
这些产物填充了颗粒之间的空隙，从而增加了混凝土的强度和稳定性。
混凝土水化反应受到多个因素的影响。
首先，水灰比是指混凝土中水泥含量与水的质量比。
水灰比越小，混凝土的强度和耐久性越好，因为较少的水含量意味着更多的水化反应可以发生。
另外，水泥中的硅酸盐、铝酸盐和铁酸盐等混合物的含量和性质也会影响水化反应的速率和产物形成。
温度也是水化反应的重要因素。
较高的温度可以加速水化反应的进行，而较低的温度则会减缓反应速率。
这是因为水化反应是一个放热过程，高温会提供更多的能量来驱动反应。
然而，过高的温度可能会导致混凝土内部产生裂缝和应力集中的问题，影响其整体强度。
此外，混凝土的颗粒级配和掺合料的种类和含量也会对水化反应产物和强度产生影响。
适当选择和调整粉料和骨料的组合，可以改变混凝土的孔隙结构和分布，从而影响水化反应的进行和混凝土的力学性能。
总结回顾起来，混凝土的水化反应是一个复杂而重要的过程，对混凝土结构的强度、耐久性和稳定性起着重要作用。
水灰比、水泥中的混合物含量和性质、温度以及颗粒级配和掺合料的选择都是影响水化反应的关键因素。
通过充分理解和控制这些因素，可以优化混凝土结构的设计和施工，确保其具备良好的性能和寿命。
对于混凝土结构水化反应过程及其影响因素的理解，我认为需要加深对混凝土材料和水化反应机理的研究。
此外，通过实验和模拟分析，可以更准确地预测和评估混凝土结构的性能。
混凝土作为一种重要的建筑材料，在工程实践中有着广泛的应用，因此对其水化过程的研究具有重要的理论和实践意义。
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摘要：本文首先通过采用 XRD 衍射方法和 SEM 扫描电镜方法对蒸压加气混凝土水化产物的种类、结构和形貌进行研究；然后实验以碱激发磷渣活性的方式制备免蒸压加气混凝土，研究测试了加气混凝土的孔隙率并对孔隙进行了微观形貌分析，运用 XRD，SEM，DSC-TG 和FTIR等测试方法分析了碱激发免蒸压磷渣加气混凝土的水化产物。
结果发现：经蒸压后水化产物以托勃莫来石、硅酸钙和水化石榴子石为主，内部由连通状和封闭状的“蜂窝状”椭圆形小孔构成，孔壁中有许多的“褶皱状”的产物；碱磷渣免蒸压加气混凝土的水化产物主要有水化硅酸钙凝胶、白钙沸石和水化硅铝酸钙，部分水化产物碳化生成了CaCO3。
关键字：加气混凝土；微观分析；孔结构；水化产物前言：磷渣是电炉法制取黄磷过程中产生的工业废渣，据统计我国每年排放磷渣约500×104~600×104ｔ，由于其含有磷和氟，长期堆放在露天，经过雨淋后有毒物质会渗透到土壤中造成环境污染．磷渣中含有氧化硅、氧化铝，是具有潜在活性的材料，资源化利用磷渣不仅是减少环境污染、改善生态环境的有效途径，而且也是防止资源浪费，提高效益，发展生态清洁工艺，使社会、经济、环境相互协调和持续发展的重要措施．加气混凝土是通过发气剂使水泥料浆拌合物发气产生大量均匀封闭的气泡，并经过养护硬化而形成的一种多孔混凝土，通常孔隙率可达 70%～80%，加气混凝土中孔隙的分布、孔径的大小和孔的形状直接决定砌块的性能，具有轻质、保温、隔热、利废、防火和易加工等优点．加气混凝土根据养护方式可以分为免蒸压养护和蒸压养护混凝土，目前加气混凝土产品主要以蒸压养护为主，对免蒸压养护加气混凝土的研究相对较少,本文分别对蒸压加气混凝土水化产物的形貌和种类、孔结构的分布等微观结构和免蒸压碱磷渣加气混凝土的孔隙进行了测试和研究，利用XRD，SEM，DSC-TG和FTIR等分析手段对水化产物进行了分析和探讨。
一、对蒸压加气混凝土水化产物的研究1 蒸压条件对水化产物的影响蒸压加气混凝土是一种轻质多孔材料，由钙质材料、硅质材料、发气剂（铝粉）、水和少量外加剂制成，加气混凝土坯体在蒸压养护过程中的水化热反应状况如下：⑴升温阶段：随着温度升高，Ca(OH)2与粉煤灰中的活性 SiO2反应生成碱度较高的水化硅酸钙，随着 SiO2的不断溶解，水泥水化的C-S-H 凝胶与石灰和粉煤灰合成的 C-S-H 等水化硅酸钙的碱度不断降低，开始变成半结晶的 CSH(I)。
与此同时，三硫型的水化硫铝酸钙分解成单硫型的水化铝酸钙。
⑵恒温阶段：在 180～200℃恒温初期，大量生成CSH（I）。
在此温度下，单硫型水化铝酸钙也无法稳定，继续分解成 CaSO4，水化铝酸钙和 SiO2作用生成水化石榴子石。
随着恒温时间的延长，水化硅酸钙的结晶程度不断提高，出现托勃莫来石，进一步延长时间还可能生成其他结晶的水化硅酸钙。
因此，加气混凝土的水化产物有 CSH(I)，托勃莫来石、水化石榴子石等，随着恒温压力和养护时间的不同，它们的数量和结晶程度均在变化。
2 采用 XRD 衍射方法研究加气混凝土水化产物采用 XRD 衍射方法对不同蒸压制度下加气混凝土水化产物的种类及数量进行分析，试验中固定石灰为130kg/m3，石膏为 15kg/m3，粉煤灰为 420kg/m3，铝粉为0.6kg/m3，稳泡剂 PC-2 为 0.1kg/m3，水泥为 26kg/m3，试验结果如图 1 所示。
由图 1 可以发现：⑴未蒸压的加气混凝土浆体，其主要物相为 Ca(OH)2、石英和Aft等；⑵在蒸压条件下，水化产物主要为结晶较好的托勃莫来石、结晶程度较弱的C-S-H以及少量的水化石榴子石。
这可能是由于在常温下，加气混凝土的水化产物主要是由水泥水化的产物 C-S-H 和由石灰水化的 Ca（OH）2构成，而在高温高压下，Ca（OH）2与SiO2反应生成 C-S-H 凝胶，同时，随着温度和压力的提高，C-S-H 凝胶逐渐向结晶不好的托勃莫来石然后向结晶良好的托勃莫来石转化，因此在蒸压制度下的加气混凝土水化产物中未发现 C-S-H 凝胶；⑶随着蒸压压力的变大（由 0.5MPa 增大至蒸压1.0MPa）和蒸压时间的延长（由 4h 延长至 8h），托勃莫来石特征峰明显增强，峰高宽逐渐变窄，说明结晶差的托贝莫来石相逐渐转变为结晶良好的托贝莫来石。
这是因为随着蒸压压力的变大和时间的延长，离子扩散速度快，反应程度高，水化产物中的 C2SH(C)、C2SH(A)等会进一步与SiO2形成托勃莫来石。
3 低倍数观察加气混凝土的整体形貌和孔壁为探讨加气混凝土水化产物的形貌和种类，采用SEM 扫描电镜在低倍数下观察其表面的整体形貌和孔壁的厚度，在高倍数下观察加气混凝土水化产物的形貌和特征，蒸压条件为在压力 1MPa 下蒸压8h。
分别观察 30 倍、200 倍和 1000 倍下加气混凝土内部孔隙的形状，结果如图 2 所示。
可以发现：⑴在 30 倍下观察可以发现加气混凝土的表面有许多由铝粉发气而形成“蜂窝状”小孔，由连通孔和封闭孔构成，尺寸在 200um 到600um 之间；⑵当放大倍数提高至 200 倍时，可以观察到加气混凝土的表面由许多“网状”的水化产物搭接而成，孔壁围成的小孔形状大多为椭圆形；⑶当放大倍数增大到 1000 倍时，可以发现孔壁中有许多的“褶皱状”的产物，孔壁的厚道在 20um 左右。
4 高倍数下加气混凝土的水化产物形貌及种类研究高倍数下（6400 倍和 12000 倍）加气混凝土的水化产物形貌如图 3 所示，可以发现：⑴水化产物以结晶较完整的叶片状、绉箔状托勃莫来石为主，没有发现结晶较好的六方片状和板状 Ca（OH）2晶体及针棒状钙矾石晶体。
这可能是由于 Ca（OH）2晶体在蒸压条件下与粉煤灰中的活性 SiO2和活性 Al2O3反应生成了托勃莫来石和水化石榴子石；⑵在气孔内壁，产物多为一簇簇的柳叶状托勃莫来石及少量的水化石榴子石，托勃莫来石长约 2～3μm，宽约 1μm；⑶在试件断面上水化产物以叶片状和针状为主，尺寸较小，在1～2μm 之间，叶片状和针状水化产物胶结在一起，水化产物密集丛生，晶形发育良好，水化产物晶体相互交插连接，形成致密的网络状微观结构。
结合 XRD 衍射分析和 SEM 形貌观察可以发现：⑴未蒸压的水化产物以片状氢氧化钙、针棒状钙矾石和纤维状、网状 C-S-H 凝胶为主，水化产物主要来自图2低倍数观察加气混凝土水化产物整体表面形貌和孔壁水泥和CaO水化；（2）高温蒸压后水化产物以叶片状、皱箔状托勃莫来石为主，同时生成部分水化石榴子石和卷曲状低钙水化硅酸钙，粉煤灰颗粒表面已经充分水化形成整体结构，生成了结晶较好的水化产物，相互穿插紧密结合在一起，结构相对较致密，这使得加气混凝土具有较好的强度等物理性能。
5 结论（1）未蒸压的加气混凝土硬化体水化产物以氢氧化钙、钙矾石和C-S-H胶凝为主；经蒸压后水化产物以托勃莫来石、硅酸钙和水化石榴子石为主，因此加气混凝土经蒸压后具有较好的强度。
（2）在低倍数下可以观察到加气混凝土内部由连通状和封闭状的“蜂窝状”椭圆形小孔构成，孔壁中有许多的“褶皱状”的产物，尺寸在200~600um之间，孔壁的厚道在20um左右。
（3）在高倍数下可以观察到水化产物以结晶较完整的叶片状、绉箔状托贝莫来石为主，在气孔内壁，产物多为一簇簇状的柳叶状托勃莫来石及少量的水化石榴子石，托勃莫来石长约2~3um，宽约1um，水化产物密集丛生，相互交插连接，形成致密的网络状微观结构。
二、对免蒸压碱磷渣加气混凝土孔隙的测试和研究1 实验1.1 原材料实验所用磷渣（Ｐ）的主要化学成分中SiO2质量分数为40％~43％，CaO质量分数为47％~52％，氧化铝质量分数为2％~5％，经磨细后的磷渣粉比表面积为380~420㎡/㎏，磨细磷渣粉的密度为2.6~2.8ɡ/cm3；水泥42.5；粉煤灰（Ｆ）是Ⅲ级湿排粉煤灰；市售水玻璃，模数Ｍ＝3.2~3.4，固含量≥40％；NaOH含量≥96％；发气剂为铝粉。
1.2实验方法实验时将磷渣、粉煤灰和水泥等粉料与碱激发剂（由水玻璃和NaOH混合而成）、水等混合后充分搅拌均匀（约2min左右），掺入Al 粉后再搅拌30s，将料浆注入100㎜×100㎜×100㎜的三联模中静置，待料浆发气结束后用细铁丝割去坯体上部多余部分．将试件带模放入混凝土养护室（温度：20℃±2℃，湿度：95％±5％）中养护，1d后拆模，试件继续放入养护室养护．28d龄期后取出试件进行微观形貌分析．实验按照土木工程材料基本物理性能试验中的孔隙率测定方法，对加气混凝土材料的孔隙率进行测试；将需要进行微观形貌分析的试件浸泡在无水乙醇中终止水化，分析时将试样从无水乙醇中取出烘干，制作分析样品进行测试和分析。
2 结果与讨论确定碱磷渣加气混凝土的基准配合比（见表１），通过调整铝粉掺量制备出不同表观密度的加气混凝土．实验对不同表观密度的加气混凝土试件进行了性能测试和分析表１2.1 加气混凝土强度及孔隙实验对表观密度为500~800㎏/m3的加气混凝土的抗压强度和孔隙率进行了测试，结果见表２试件抗压强度及孔隙率测定结果碱磷渣免蒸压加气混凝土抗压强度达到 3.3~7.8MPa，满足《蒸压加气混凝土砌块》的要求．加气混凝土孔隙率在66.79％~77.06％之间，孔隙率随着试件表观密度的增加不断减小．实验中用SEM对试样截面的孔径进行了扫描分析，结果如图1所示。
图1 加气混凝土孔隙图片从图1（ａ）中可以看出，碱磷渣加气混凝土样品的孔径分布较均匀，大都在0.5~1.5mm之间；相互联通的孔隙较少．图1（ｂ）是单独对一个孔径进行扫描放大的结果，从中可以看出孔隙呈椭圆形，且呈闭合状。
2.2 XRD分析实验对磷渣原材料和碱磷渣加气混凝土水化样进行了XRD分析，结果见图２：磷渣的XRD谱线呈弥散的馒头状，表明磷渣主要由玻璃态物质构成．通过分析XRD图谱可知，磷渣中含有假硅灰石、枪晶石、硅钙石和少量的磷酸钙等矿物．从水化样的XRD图分析，谱线仍然以呈弥散峰为主，但是弥散峰的强度明显减弱，说明磷渣的水化过程主要是由玻璃相向凝胶转变的过程，即由玻璃态物质向水化硅酸钙凝胶转变．XRD图谱分析表明，水化产物中还有白钙沸石、类沸石产物水化硅铝酸钙和方解石等物质存在。
2.3 SEM分析图3是磨细磷渣粉的微观形貌，从图中可以看到磨细磷渣颗粒大小不均匀，粒径在数微米到数十微米之间，大多分布在10~30um之间；磷渣颗粒表面光滑，呈不规则的棱角状、块状和碎屑状。
图3 磨细磷渣粉SEM照片图4是碱磷渣加气混凝土水化样的微观形貌．从图中可看出，碱磷渣加气混凝土材料的水化产物密实度较高，整个凝胶体紧密相连，空隙较少．从图4（b）中可以看到褶皱的板状和花朵状的凝胶体，其中以花朵状的凝胶居多，结合前面的XRD分析可知水化产物主要是水化硅酸钙凝胶体。