河南建材20181期
2020年第10期
陈晓飞司政凯宋高飞
河南兴安新型建筑材料有限公司（450000）
并对其膨胀作用机理进行了分析，有助于理解水泥水化进程及钙矾石对水泥各项性能的影响规律。
关键词：钙矾石；组成；结构；作用机理
0引言
钙矾石是硅酸盐水泥水化产物中很重要的一
类，在水化产物中的占比只有不足7%，但是钙矾石
对水泥水化进程及硬化体的性能都有较大的影响。
因此，深入地研究钙矾石的组成、结构及性能之间
的关系，有助于理解水泥水化进程及钙矾石对水泥
各项性能的影响规律。
1钙矾石的组成
1.1钙矾石的化学组成常远
钙矾石是三硫型水化硫铝酸钙的通称，其化学式通常为:
[Ca3Al(OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O
或3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O
或C3A·3CS·H32
1.2钙矾石的物相组成
AFt相为Al2O3-Fe2O3-tri，是硅酸盐水泥的一种重要水化产物,AFt相通常可写成[Ca3(Al,Fe)(OH)6·12H2O]2·X3·xH2O，其中x≤2，常见的X有SO42-、CO32-、OH-等。
钙矾石属于常见的AFt相，但是AFt相包括的范围要比钙矾石更广。因为钙矾石中的Al3+能被Fe3+、Mn3+等离子取代、Ca2+能够被Zn2+、Mg2+等离子取代、SO42-能被CO32-、NO32-等离子取代，因此将AFt 与钙矾石等同也是可以的。
2钙矾石的晶体结构
钙矾石晶体属于三方晶系(a=b=c,α=β=γ≠90°，可以理解为夹角不垂直的平行四边形拉伸形成的平行四边体)，晶体结构沿c轴方向的俯视图如图1所示。
参考钙矾石的化学成分，其基本结构单元为: {[Ca3Al(OH)6·12H2O]2}6+、SO42-及结晶水。{[Ca3Al(OH)6·12H2O]2}6+是由[Al(OH)6]3-八面体和CaO8多面体交替排列，最终形成类似于圆柱状的结构，如图1所示，绿部分为[Al(OH)6]3-八面体，外围红部分为CaO8多面体。
图1钙矾石晶体结构沿C轴方向俯视图SO42-离子分布在圆柱体间隙中，围绕正电荷圆柱的轴呈六边形排列，如图1中黄部分所示。
晶体结构沿C轴方向的主视图如图2所示。
图2钙矾石晶体结构沿C轴方向主视图如图2所示，绿部分为[Al(OH)6]3-八面体，外围红部分为CaO8多面体，环绕四周的红点黄面的三棱锥为SO42-离子。
钙矾石晶体以C轴方向作为主生长面，因此钙矾石晶体多呈针棒状。水泥水化中产生的钙矾石也以针棒状为主，但是一般以不同的形态聚集在一起，包括放射状、环状或块状，图3、图4是水泥水化产物中典型的钙矾石晶体形貌。
3钙矾石的性能
钙矾石在硅酸盐水泥中的缓凝作用、促进早期强度发展及补偿收缩的作用均得到了公认。
硅酸盐水泥中掺入石膏作为缓凝剂可以起到
试验研究38
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