Page 76 - 2024年第55卷第4期

２ 试验内容

２．１ Ｃ Ｓ制备和组成表征 制备 ＣＳ的原料为碳酸钙（分析纯，纯度为 ９９．９９％）和二氧化硅（分析纯，
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纯度为 ９９．９９％），参考 Ｌｉ等 ［１５］ 提出的方法进行合成：首先用马弗炉将碳酸钙和二氧化硅加热到 １６００℃
并保温 ４ｈ，然后取出样品并在空气中迅速冷却。通过 Ｘ射线荧光光谱仪（ＸＲＦ）分析样品的化学组成，
其中氧化钙和二氧化硅的质量分数分别为 ７６．０％和 ２３．８％；通过 ＸＲＤ － Ｒｉｅｔｖｅｌｄ精修法测试出样品中三
斜晶体（ｔｒｉｃｌｉｎｉｃ）硅酸三钙含量为 ９８．７％，表明制备出了高纯度的 ＣＳ。
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２．２ Ｃ Ｓ水化和溶蚀 用高速搅拌机将 ＣＳ与去离子水搅拌均匀，ＣＳ与去离子水的质量比为 １∶１０，转速
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为 ５００转?ｍｉｎ，搅拌时间为 ３ｍｉｎ。将 ＣＳ浆体密封养护 ２８ｄ，养护温度为 ２０±１℃，得到 ＣＳ水化产物。
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用氯化铵（分析纯，纯度 ９９．９９％）与去离子水配制出 ０．２、１．０、４．０、５．０ｍｏｌ?Ｌ氯化铵溶液。将 １０ｇ
ＣＳ水化产物粉末分别浸泡于以上 ４种氯化铵浓度溶液中，ＣＳ水化产物与溶液的质量比均为 １∶１００。在
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氯化铵溶液中加入 ＣＳ水化产物后，持续测试并记录溶液的 ｐＨ值直到稳定状态。在浸泡 １２ｈ后，使用
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０．４５μ ｍ尼龙滤膜和布氏漏斗过滤悬浮液，随后依次用 １５０ｍｌ５０％体积分数和 ５０ｍｌ９５％体积分数的乙醇
溶液洗涤固体，最后将固体置于 ４５℃的真空干燥箱中干燥 ７ｄ。干燥后的固体研磨后过筛（７５μ ｍ），之
后进行微观分析表征。
２．３ 溶蚀后样品组成和形貌表征 用 ＳＤＴＱ６００热重仪进行热重测试，将 １０ｍｇ样品在氮气氛围下从
室温加热到 １０００℃，升温速率为 １０℃?ｍｉｎ。
用布鲁克 ＡｖａｎｃｅＩＩＩ４００Ｍ核磁共振波谱仪进行固体硅核磁测试，采集信号时的参数如下：工作频
率为 ７９．４９ＭＨｚ，探头为 ７ｍｍ，延迟时间为 １０ｓ，扫描次数为 １０００次。使用高斯－ 洛伦兹函数对硅谱固
体核磁结果进行解卷积处理。
将样品粘连在导电胶上，喷金后用扫描电子显微镜观察微观形貌；另外，将样品分散在乙醇中超
声 １５ｍｉｎ制备悬浮液，取悬浮液滴在 ３００目碳涂覆铜网格上，干燥后用透射电子显微镜观察纳观
形貌。
用 ＡＳＡＰ２４６０氮气吸附脱附仪进行硅酸三钙水化产物的比表面积和孔结构分布测试。将样品在 ４０℃
温度下脱气 １６ｈ，然后在 ７７．３５Ｋ温度下进行测试。

３ 结果分析

３．１ ｐＨ 值演变 溶蚀过程中侵蚀溶液 ｐＨ值随时
间变化如图 １所示，当 ＣＳ水化产物加入到侵蚀溶
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液后，溶液 ｐＨ值立刻升高并在 ５ｍｉｎ后达到稳定状
态。原因是 ＣＳ水化产物的碱性物质与侵蚀溶液发
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生中和反应，消耗侵蚀溶液中的酸性介质 ［１６］ 。侵蚀
溶液 ｐＨ值的升高幅度随溶液酸性增加而降低，酸
性越强的侵蚀溶液具有更强的抗中和能力；另一方
面，稳定后 溶 液 ｐＨ 值 大 小 次 序 与 初 始 次 序 一 致，
考虑到未溶蚀时 ＣＳ水化产物主要由碱性水化产物
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组成，因此稳定状态时侵蚀溶液 ｐＨ值越低，则 ＣＳ
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水化产物脱钙程度也越大。
图 １ Ｃ ３ Ｓ水化产物侵蚀溶液 ｐＨ值随时间演变
３．２ 热重分析 溶蚀前后 ＣＳ水化产物的热重曲线
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如图 ２所示。未溶蚀的水化产物中存在 ＣＳ水化生成的氢氧化钙，而浸泡于侵蚀溶液后水化产物中未
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见氢氧化钙，表明溶蚀作用造成氢氧化钙全部溶解，文献［ １７ － １８］的研究结果也表明氢氧化钙先于水
化硅酸钙凝胶脱钙溶解。化学结合水主要存在于水化硅酸钙凝胶中，根据水化硅酸钙凝胶化学结合水

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