Page 78 - 2024年第55卷第4期

浸泡于 ４ｍｏｌ?Ｌ氯化铵溶液后，原先低聚合态（Ｑ 和 Ｑ ）的 表 １ 水化硅酸钙凝胶固体
１ ２
硅氧四面体基团发生聚合生成高聚合态（ Ｑ 和 Ｑ ）的硅氧四 硅核磁曲线解卷积结果 单位：％
３ ４
面体基团，同时溶蚀前层状的水化硅酸钙凝胶转变为层间 Ｑ １ Ｑ ２ Ｑ ３ 和 Ｑ ４
交联的水化硅酸钙凝胶和三维状的硅胶 ［２１］ 。以上结果揭示
未溶蚀 ５１．５ ４８．５
了水化硅酸钙凝胶聚合程度随着溶蚀程度增加而不断加大，
０．２ｍｏｌ?Ｌ氯化铵溶液 １２．９ ８７．１
最终以无定形硅胶为主；无定形硅胶的弹性模量（ １～５ＧＰａ）
４ｍｏｌ?Ｌ氯化铵溶液 １００．０
远低于水化硅酸钙凝胶的弹性模量（ １８～２６ＧＰａ） ［２２］ ，因此由
无定形硅胶组成的基体力学性能显著弱于溶蚀前由水化硅酸钙凝胶组成的基体力学性能。混凝土宏观力
学性能与硬化水泥石的力学性能密切相关，溶蚀造成水泥石力学性能衰减进而降低混凝土宏观力学性能。
３．４ 微－ 纳观形貌分析 溶蚀前后 ＣＳ水化产物的扫描电镜微观形貌如图 ５所示，溶蚀前 ＣＳ水化产
３
３
物主要为尺寸介于 ２和 １８μ ｍ的块体，每个块体由很多棒状形貌的颗粒胶结而成。浸泡于氯化铵溶液
后，块体中的棒状形貌更加清晰，但块体尺寸与溶蚀前并没有显著区别。图 ６为溶蚀前后 ＣＳ水化产
３
物的透射电镜纳观形貌，溶蚀前的水化产物为针棒状纳观形貌，中间区域水化硅酸钙凝胶团聚较多呈
现深黑色，而边缘区域水化硅酸钙凝胶团聚少所以颜色较浅。当 ＣＳ水化产物遭受侵蚀后，整体形貌
３
的颜色变淡、致密程度降低，变化幅度随着氯化铵浓度增加而增大。另一方面，浸泡于氯化铵溶液
后，针棒状的水化硅酸钙凝胶致密度显著降低，特别是浸泡于高浓度（ ４．０和 ５．０ｍｏｌ?Ｌ）氯化铵溶液后，
水化硅酸钙凝胶呈现出模糊和不清晰的形貌。水化硅酸钙凝胶纳观形貌变化的主要原因是侵蚀溶液引
起水化硅酸钙凝胶脱钙，水化硅酸钙凝胶溶解后留下空隙导致整体的纳观形貌变疏松 ［１９］ ；另外，水化
硅酸钙凝胶脱钙后生成的无定形硅胶所带的电荷更少，因而静电吸引力低于水化硅酸钙凝胶，造成其
团聚程度小于水化硅酸钙凝胶，在纳观形貌上无定形硅胶更加疏松。尽管溶蚀前后在微观尺度上颗粒
尺寸变化并不显著，但是在纳观尺度上水化硅酸钙凝胶空心化现象显著，证明溶蚀引起了水化硅酸钙
凝胶胶结性能的降低。

图 ５ 不同浓度氯化铵溶液浸泡后 Ｃ ３ Ｓ水化产物的扫描电镜微观形貌

３．５ 孔结构分析 溶蚀前后 ＣＳ水化产物的孔隙分布如图 ７所示。随着溶蚀程度的加深，ＣＳ水化产
３ ３
物的最可几孔径不断右移：当氯化铵浓度为 ０．２ｍｏｌ?Ｌ时，最可几孔径右移幅度较小；当氯化铵浓度增
加至 １．０ｍｏｌ?Ｌ和更高浓度时，最可几孔径右移幅度显著增大。结合 ＣＳ水化产物的化学结合水定量结
３
果和微－ 纳观形貌结果，当氯化铵浓度达到 １．０ｍｏｌ?Ｌ时，ＣＳ水化产物中无定型硅胶含量大幅增加。
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