摘 要 从实践应用分析发现，硫酸盐在硅酸盐水泥中的含量并不高，但是类型多，同时对水泥性能的影响也比较复杂，通过对硫酸盐进行种类划分以及作用研究对今后指导生产具有深远的影响。为了更加全面的了解不同类型硫酸盐在硅酸盐水泥中的作用，下面文章将对其进行分析介绍，旨在为今后水泥生产提供可靠的参考资料。
关键词 硅酸盐水泥；硫酸盐；建筑
前言
在现代化城市建设过程中，为了满足不同类型建筑要求，混凝土的类型日渐增多，而在众多混凝土材料中，硅酸盐水泥有着举足轻重的地位。对于硅酸盐水泥而言，硫酸盐对其性能的影响也是不容忽视的。就目前情况分析，在硅酸盐水泥中，已知的硫酸盐类型约10种，硫酸盐类型不同其性质也存在着一定的差异，对硅酸盐水泥的影响也是有区别的。
1 简述硅酸盐水泥中硫酸盐类型
通常情况下，在高温影响下，硅酸盐水泥熟料中硫主要以六价形态存在，而这些含硫的矿物质就是硫酸盐。在对硫酸盐进行分类过程中，可以以阳离子类型、溶解性能以及晶体形态等为依据。硫酸盐不仅在硅酸盐熟练中存在，同时在外掺石膏中也有一定含量。另外水泥粉磨中也存在着硫酸盐脱水现象，不同硫酸盐之间也会发生一定的反应得到新的硫酸盐产物。但是值得注意的是，并不是每种水泥中都含有上述硫酸盐类型。
1.1 硅酸盐水泥混合料中的硫酸盐
在硅酸盐水泥混合材料中硫酸盐的含量比较小，究其原因主要是大多数混合材料是在高温环境下生成的，例如冶金废渣或者是燃煤灰渣等。煤炭中硫的含量比较高，故而煤炭燃烧产物灰渣含有一定量的硫酸盐。据分析研究发现，在高温环境下，煤炭燃烧时其所含硫物质同硅酸盐存在着一定的化学反应，产物主要为硫酸钙，同时也存在3CaO·3Al2O3·CaSO4、K2Na2（SO4）2等副产物。通过上述分析可知，煤炭灰渣中硫酸盐含量较为复杂。一旦温度在1400℃以上，煤炭燃烧就会生成粉煤灰，主要硫酸盐成分为硬石膏。
1.2 硅酸盐水泥熟料中硫酸盐
硅酸盐水泥中除了常见的硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙外，K2Ca2（SO4）3、3CaO·3Al2O3·CaSO4等。在科学技术发展带动作用下，通过先进化学分析技术的应用发现硅酸盐水泥熟料中硫酸盐主要以混盐或者是复盐的形式存在，但是关于硫硅酸钙和硫铝酸钙的存在形式尚未形成统一的意见。例如在950—1150℃开放环境下，熟料含硫酸盐矿物产物为3CaO·3Al2O3·CaSO4、K2Na2（SO4）2等。在850℃环境下产物为硫酸钙。当温度为1050℃情况下，硫酸钙会被分解，会产生3CaO·3Al2O3·CaSO4、K2Na2（SO4）2等。通过上述研究分析可知，硅酸盐水泥熟料中硫酸盐复盐形式为3CaO·3Al2O3·CaSO4、K2Na2（SO4）2、4CaO、2SiO4、CaS04。其他形式的硫酸盐也有存在的可能[1]。
2 探究硅酸盐水泥中硫酸盐作用
2.1 硫酸盐对混凝土有一定的破坏作用
硫酸盐形成于水泥硬化后，特别是在原生硫酸盐的存在会对熟料的膨胀性能产生一定的影响，同时也会引起水泥强度下降。这一点也是混凝土应用中研究的重点，具体外在表现就是次生石膏，造成钙矾石膨胀之后，同时TSA也会在碳酸硅钙石影响下被破坏。据研究分析发现，在商用水泥中，其三氧化硫含量大于3.5%时，在高温环境下水泥会存在膨胀现象。另外通过中式水泥窑方法所得到的硅酸盐水泥熟料中三氧化硫的含量范围在2.48%-3.6%之间，向其中加入2%硫酸钠，会出现DEF膨胀现象。综合上述分析可知，TSA破坏现象产生主要是由碳硫硅钙石所引起的，而钙矾石会对碳硫硅钙石造成一定的影响，对此在混凝土应用中应当给予一定的重视。
2.2 硫酸盐对水泥强度的增强具有积极的意义
从化学角度分析，硫酸盐同水泥水化产物之间存在着化学作用，其反应产物为AFm和Aft，该反应产物对水泥强度的影响较大。通过研究分析发现，硫酸盐对应硬化后水泥性能的影响更大，凝结时间调节次之。另外当将不同量的三氧化硫加入到水泥中时，强度增强情况也是有所不同的，对缓解收缩现象也有一定的作用，但是值得注意的是，石膏产量增加效果的提升与C3A或者是碱含量之间有着密切的关系。易溶解的硫酸盐其与硫酸根浓度增加有着密切的關系，同时其与氢氧化钙之间也会发生化学反应并生成Aft，这种情况的存在对水泥初始阶段强度的增强具有积极的影响。另外溶剂性较大的硫酸盐对混合材料pH升高有着一定的作用，在这种作用下，混合材料中所存在的活性氧化物溶解性增强，同时其活性也会有所提升，进而为水泥混合材料强度的提升创造良好的条件。
2.3 硫酸盐对水泥凝结时间存在一定的调节作用
将适量的石膏或者是硫酸钙加入到水泥制作工艺中对熟料中含铝矿物和含铁矿物水化速度的降低具有一定的作用，延迟水泥水化速度，为水泥塑性提供充足的时间。通过对研究发现，石膏同C3A之间会发生反应，并在水泥颗粒表面生成Aft沉淀，延迟水化现象发生时间，但是关于这种现象的研究还并未形成统一的意见，例如部分学者认为C3A类的化合物对硫酸盐有一定的吸附作用，为C3A类化合物水化争取了时间。而Aft其为柱状六面体，包裹层形成的概率比较小，甚至通过干燥处理后，通过扫描电镜观察仍旧可以看到存在大量的空隙。另外溶解度大的硫酸盐其硫酸根浓度较大，故而对AFm的形成具有一定的抑制作用，进而为缓凝作用的最大化发挥奠定了扎实的基础[2]。
3 结束语
综上所述，硫酸盐是硅酸盐水泥中的重要构成部分，对硅酸盐水泥性能变化有着一定的影响，通过上述对硫酸盐类型及其作用的介绍可知，不同类型硫酸盐对硅酸盐水泥性能的影响也是存在着一定差异的，例如硫酸盐就可以混凝土强度有一定的促进作用，同时也会有破坏作用，对此在今后水泥实践生产过程中应当加大重视。
参考文献
[1] 吴萌，姬永生，展光美，等.低温环境下赤泥地聚合物抗硫酸盐侵蚀机理研究[J].材料导报，2016，30（18）：122-127.
[2] 刘玉静，刘加平，石亮，等.基于膨胀历程的水泥基材料硫酸盐—氯盐复合侵蚀的等效加速评价[J].新型建筑材料，2016，43（06）：17-20.
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