磷酸盐改性高铝水泥强度性能及其机制

摘要

CCUS（碳捕获、利用与封存）环境下常规波特兰水泥耐CO₂腐蚀性能较差，不能满足长期安全封存要求。磷酸盐改性高铝水泥可以改善高铝水泥强度衰退问题，水泥石具有较高的耐CO₂腐蚀性能。测试添加不同类型磷酸盐和加量后水泥石抗压强度，分析磷酸盐类型和加量对抗压强度的影响，结合矿物组成、微观形貌以及孔隙结构等方面特征揭示改性水泥强度机制。结果表明：磷酸盐的本身性质对高铝水泥抗压强度影响较大，优选出SHMP作为高铝水泥改性材料，可以显著提高改性后水泥的抗压强度且后期强度不倒缩；同一龄期下，随着SHMP掺量增加，CAP材料抗压强度先增大后减小，再增大后趋于稳定，在SHMP掺量为3%抗压强度达到最大值；SHMP加量3%时会生成少量C-A-P-H凝胶，其依附在结晶铝酸钙水合物上，并填充在水泥颗粒之间，在水泥基质中形成网状结构更有利于强度的后期发展；SHMP会抑制/转化铝酸钙水合物的生成，即SHMP加量越多铝酸钙水合物生成越少，C-A-P-H凝胶生成越多。

关键词

磷酸盐 / 高铝水泥 / 改性材料 / 抗压强度

基金资助

国家自然科学基金项目(51704325,51704321); 中央高校基本科研业务费项目(18CX02103A)