《表1 不同烧结温度下烧结产物中的各物相含量》

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《含钠硅酸二钙烧结过程矿相转变行为》

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图2所示为C/S为2、N/S为0.1、保温时间为1 h时不同烧结温度下烧结产物的XRD谱，同时对烧结产物中各物相进行半定量分析，含量如表1所列。结合图2和表1可知，当烧结温度为1300℃时，烧结产物中主要物相为β-C2S，以及少量未反应的游离Ca O。由于C2S的形成过程与铝酸钙的形成过程较接近，主要受扩散控制影响[19]，当温度较低时不利于物料扩散，反应进行比较缓慢，反应不完全。当温度升高到1350℃时，Ca O相消失，β-C2S含量降低，并出现γ-C2S。继续升高温度到1400℃，γ-C2S含量由12%升高到32%，β-C2S含量由51%下降到36%。同时，随着温度的升高，β-C2S特征峰的强度减弱，γ-C2S特征峰的强度增强，表明升高温度促进烧结产物中β-C2S向γ-C2S的转化。这是由于C2S的固溶体被认为是一种硅取代氧的缺陷固溶体，而纯净的C2S被认为是一种有某些缺陷的复杂物质，这些缺陷造成了化学不稳定状态，导致产生应变积聚的双晶现象，使β-C2S在冷却过程中生成γ-C2S。但是在有Na2O存在的条件下，Na+以部分置换Ca2+或填隙形式进入C2S晶体结构的四面体或八面体空洞中改变了C2S晶型，Na+固溶进C2S晶胞中，大大增加β-C2S的稳定性，β-C2S的晶面峰强度增强，使C2S始终成β-C2S存在。随着温度的升高，Na2CO3的熔融状态加剧，碱挥发量大，Na+固溶进C2S晶胞中的数量减少，导致晶胞体积变小，使得β-C2S的晶面峰强度降低，促进其向γ-C2S的晶面转变。