규산염수화칼슘

Calcium silicate hydrate

규산칼슘 하이드레이트(또는 C-S-H)는 포틀랜드 시멘트의 수화 주산물로 시멘트 기반 재료의 강도를 주로 담당한다.

준비

규산염 수화 칼슘(C-S-H로도 표시됨)은 포틀랜드 시멘트의 규산염 단계와 물 사이의 반응의 결과물이다. 이러한 반응은 일반적으로 다음과 같이 표현된다.

2 CaSiO35 + 7 HO2 → 3 CaO · 2 SiO2 · 4 HO2 + 3 Ca(OH)2 + 173.6 kJ

시멘트 페이스트에 함유된 C-S-H의 스토이치측정법은 가변적이며 그 구조에서 화학적으로나 물리적으로 결합되는 물의 상태가 투명하지 않기 때문에 "-"는 C, S, H사이에 사용된다.[1]

합성 C-S-H는 물 속 CaO와 SiO의2 반응으로부터 또는 다양한 염분을 이용한 이중강수법을 통해 준비될 수 있다. 이러한 방법은 특정 C/S(Ca/Si 또는 CaO/SiO2) 비율로 C-S-H를 생산하는 유연성을 제공한다. 시멘트 단계에서 얻은 C-S-H도 칼슘 침출을 유도하여 주어진 C/S 비율을 달성하기 위해 질산암모늄 용액으로 처리할 수 있다.

특성.

C-S-H는 X선 회절 기법으로 관찰한 결정성의 어느 정도인 나노 크기의 물질이다[2][3].[4] C-S-H의 기본 원자 구조는 자연적으로 발생하는 광물 토버모라이트와 유사하다.[5] 층간 공간으로 분리된 칼슘 규산염 시트 구조를 가진 층층 기하학을 가지고 있다. C-S-H의 규산염은 조광기, 펜타머 및 3n-1 체인 단위(여기서 n은 0보다 큰 정수)로 존재하며 칼슘 이온이 이러한 체인을 연결하여 동적 핵 편광 표면 강화 핵 자기공명에 의해 관찰되는 3차원 나노 구조를 만드는 것으로 확인된다.[8] 중층부의 정확한 성질은 아직 밝혀지지 않았다. C-S-H 특성화에 있어 가장 큰 어려움 중 하나는 가변적인 정지계량 때문이다.

C-S-H의 SEM 마이크로그래프는 구체적인 결정 형태를 보이지 않는다. 그것들은 보통 포일 또는 바늘/지향 포일로 나타난다.

합성 C-S-H는 약 1.1의 Ca/Si 비율로 구분하여 두 가지 범주로 나눌 수 있다. C-S-H의 화학적, 물리적, 기계적 특성이 이 두 범주 간에 눈에 띄게 다르다는 몇 가지 징후가 있다.[9][10]

참고 항목

참조

  1. ^ "Portland Cement Hydration" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2017-02-15. Retrieved 2013-02-21.
  2. ^ Allen, Andrew J.; Thomas, Jeffrey J.; Jennings, Hamlin M. (25 March 2007). "Composition and density of nanoscale calcium–silicate–hydrate in cement". Nature Materials. 6 (4): 311–316. Bibcode:2007NatMa...6..311A. doi:10.1038/nmat1871. PMID 17384634.
  3. ^ Andalibi, M. Reza; Kumar, Abhishek; Srinivasan, Bhuvanesh; Bowen, Paul; Scrivener, Karen; Ludwig, Christian; Testino, Andrea (2018). "On the mesoscale mechanism of synthetic calcium–silicate–hydrate precipitation: a population balance modeling approach". Journal of Materials Chemistry A. 6 (2): 363–373. doi:10.1039/C7TA08784E. ISSN 2050-7488. S2CID 103781671.
  4. ^ Renaudin, Guillaume; Russias, Julie; Leroux, Fabrice; Frizon, Fabien; Cau-dit-Coumes, Céline (December 2009). "Structural characterization of C–S–H and C–A–S–H samples—Part I: Long-range order investigated by Rietveld analyses". Journal of Solid State Chemistry. 182 (12): 3312–3319. Bibcode:2009JSSCh.182.3312R. doi:10.1016/j.jssc.2009.09.026.
  5. ^ Taylor, Harry F.W. (June 1986). "Proposed Structure for Calcium Silicate Hydrate Gel". Journal of the American Ceramic Society. 69 (6): 464–467. doi:10.1111/j.1151-2916.1986.tb07446.x.
  6. ^ Cong, Xiandong; Kirkpatrick, R.James (April 1996). "29Si and 17O NMR investigation of the structure of some crystalline calcium silicate hydrates". Advanced Cement Based Materials. 3 (3–4): 133–143. doi:10.1016/S1065-7355(96)90045-0.
  7. ^ Brunet, F.; Bertani, Ph.; Charpentier, Th.; Nonat, A.; Virlet, J. (October 2004). "Application of Si Homonuclear and H− Si Heteronuclear NMR Correlation to Structural Studies of Calcium Silicate Hydrates". The Journal of Physical Chemistry B. 108 (40): 15494–15502. doi:10.1021/jp031174g.
  8. ^ Kumar, Abhishek; Walder, Brennan J.; Kunhi Mohamed, Aslam; Hofstetter, Albert; Srinivasan, Bhuvanesh; Rossini, Aaron J.; Scrivener, Karen; Emsley, Lyndon; Bowen, Paul (7 July 2017). "The Atomic-Level Structure of Cementitious Calcium Silicate Hydrate". The Journal of Physical Chemistry C. 121 (32): 17188–17196. doi:10.1021/acs.jpcc.7b02439.
  9. ^ [1][데드링크]
  10. ^ "Potential Application of Nanotechnology on Cement Based Materials" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2012-02-17. Retrieved 2013-02-21.