通过微划痕试验探究三乙醇胺对水泥基材料中C-S-H相的影响

《CEMENT & CONCRETE COMPOSITES》：Exploring the effects of triethanolamine on the C-S-H phase in cement-based materials through microscratch test

　　

Xinliang Qian|Cheng Chen|Ming Liu|Yasen Li|Jinyang Jiang|Rui Liang

摘要

三乙醇胺（TEA）被广泛用于提高基于水泥的材料的早期强度；然而，其对主要结合相——水化硅酸钙（C-S-H）的影响仍不清楚。在本研究中，通过微划痕测试研究了TEA对硬化水泥浆（hcp）中不同密度C-S-H相微观力学性能的影响。结果表明，添加0.02%的TEA（按水泥的质量比计算）会降低低密度和高密度C-S-H相的体积分数，同时显著增加超高密度C-S-H相的体积分数，增幅约为70%。超高密度C-S-H相体积分数的增加主要是由于在TEA的作用下形成了具有较大比表面积的层状Ca(OH)₂，这增强了Ca(OH)₂与C-S-H凝胶之间的界面接触，从而促进了超高密度C-S-H的形成。TEA诱导形成的高密度C-S-H凝胶增强了水泥基体中更坚韧、更稳定的结合框架的发展。因此，添加0.02%的TEA后，hcp的1天抗压强度提高了32%。这项工作为TEA在调节基于水泥的系统中C-S-H相的作用提供了新的见解，并强调了微划痕测试作为一种有效的多尺度表征技术的实用性，为未来的研究提供了宝贵的参考。