钙矾石是一种含水硫铝酸盐矿物,它是水泥水化的重要产物,也是硫酸盐侵蚀的主要产物。钙矾石组成、结构及其在外界环境条件下的变化对水泥浆体和混凝土的性能起着至关重要的作用。随着电场在水泥基材料中的研究与应用越来越多,研究电场对水泥基材料钙矾石形成与稳定的影响非常必要。本文针对水泥水化和硫酸盐侵蚀两种情况下的钙矾石,分别采用外观变化、试件温度变化、抗压强度、化学分析和X射线衍射分析等方法,研究了电场对水泥基材料钙矾石形成与稳定的影响。主要内容包括不同电场、不同水泥品种、不同石膏掺量和不同侵蚀条件时电场对水泥基材料钙矾石形成的影响,以及电场对不同水泥水化产生与硫酸盐侵蚀产生的钙矾石稳定的影响。试验结果表明:(1)直接通电对水泥基材料早期钙矾形成有影响,并使钙矾石分布不均,但最终试件内部钙矾石量与不通电组差别不大。(2)不同电压时,电场引起的温升因电压不同而不同,30 V电压通电下的试件温度比水浸泡试件高1.9-3.5℃,60 V电压通电下的试件温度升高2.5-4.8℃,本试验条件下电场引起的温升不足以影响钙矾石等水化产物的变化;但电场导致的离子迁移会影响早期钙矾石的形成,电压越高,影响越明显。(3)电场不利于硅酸盐水泥早期钙矾石形成,但3 d时钙矾石总量变化不大,而不同水泥时,电场能加速早期未水化的硫铝酸盐水泥熟料水化和铝酸盐水化产物与石膏的反应,从而其早期钙矾石略高,但电场的持续作用会导致试件内离子迁移而使钙矾石含量减少。(4)不同石膏掺量水泥中,石膏掺量越多,钙矾石生成总量越多,但由于铝相含量有限,5%和8%石膏掺量的试件钙矾石差别不大。电场会使试件内离子发生迁移而影响早期钙矾石的形成,随着通电时间增加,因电场导致离子迁出使得孔隙溶液离子浓度改变,钙矾石量还略有降低。(5)不同侵蚀溶液条件时,硫酸钠溶液通电钙矾石形成速率最快,钙矾石生成量最多,硫酸钠与氢氧化钙混合溶液和硫酸钙溶液由于本身浓度较低和钙离子的影响,硫酸盐侵蚀比较慢,形成的钙矾石量也要少。(6)电场作用下,硅酸盐水泥水化产生的钙矾石是不稳定的,石灰石粉会导致钙矾石更容易分解,粉煤灰能一定程度的减缓其钙矾石的分解,但随着通电时间的增加,作用效果越弱;硫铝酸盐水泥水化生成的钙矾石在电场下也是不稳定的,氢氧化钙溶液能在120 d前有效的抑制钙矾石分解,但之后作用十分有限。(7)电场作用下,硅酸盐水泥硫酸盐侵蚀产生的钙矾石是不稳定的。此阶段粉煤灰等掺合料,以及氢氧化钙溶液所起的减缓离子迁移作用很小。以上结果表明,电场对水泥水化和硫酸盐侵蚀的钙矾石形成与稳定会造成一定影响,而电场的作用时间越长,越不利于钙矾石的形成与稳定,粉煤灰和氢氧化钙溶液能一定程度的缓解钙矾石在电场作用下的分解,但电场作用时间越长其效果越有限。