海水海砂条件下硅酸盐-硫铝酸盐%28OPC-CSA%29水泥复掺二元体系性能研究.pdf

2023年11月Nov.2023文章编号：10 0 1-42 17(2 0 2 3)0 4-0 0 53-11汕头大学学报（自然科学版）Journal of Shantou University(Natural Science)第38 卷第4期Vol.38 No.4海水海砂条件下硅酸盐-硫铝酸盐(OPC-CSA)水泥复掺二元体系性能研究王传林1,2，张宇轩1，颜爽1（1.汕头大学土木与环境工程系，广东汕头5150 6 3；2.广东省结构安全与监测工程技术研究中心，广东汕头5150 6 3）摘要为更加深人探讨硅酸盐-硫铝酸盐（OPC-CSA）二元体系在海水海砂环境下的各项性能，并确定海水海砂环境下二元体系最佳配合比，研究了海水海砂环境下OPC-CSA复掺二元体系凝结时间、抗压强度、抗折强度、pH值、氯离子结合率等性能，并根据X射线衍射分析(XRD）、电镜分析（SEM）、热重分析（TGA）等测试方法探索二元体系微观结构、水化规律.结果表明：OPC占比增多能延缓体系凝结时间；体系在0 PC占比为30%6 0%时会出现自裂现象，强度骤降；当CSA或OPC占比10%时体系强度较对应纯水泥有所提升，为最佳配比；体系中OPC含量越多，pH值越高；氯离子结合率随着OPC占比增大呈现先升后降的趋势.复合体系水化产物有Friedel盐、钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙（AFm）、C a(O H)2、C-S-H凝胶和铝胶（AH3）.钙矾石及AFm的生成受到体系中CSA及OPC共同影响，C-S-H凝胶的生成主要受体系中OPC含量的影响.关键词二元复合体系；钙矾石；氯离子结合；碱度；水化作用中图分类号TU528文献标识码A0 引 言普通硅酸盐水泥(OPC)作为目前世界上使用最广泛的建筑材料，在基础设施建设方面发挥了不可替代的作用.但传统硅酸盐水泥仍然存在一些缺点，主要表现为：材料早期强度偏低；熟料熳烧温度较高，能源消耗高并产生如氮氧化物等多种废气；水化产物中包含大量Ca(OH)2，易随时间的增长溶失而造成材料服役寿命下降；水泥水化后期由于浆体体积收缩产生收缩裂缝，影响混凝土耐久性等因此，改善普通OPC性能，满足现代化建设对于材料的多功能、高性能要求已成当前研究热点.而硫铝酸盐水泥(CSA)则具有熟料殿烧温度低、早期强度高、水化固相体积微膨胀、水化硬化快等特点2-3.由于收稿日期：2 0 2 3-0 5-0 5作者简介：王传林（19 8 7 一），男，汉族，江西玉山人，博士，讲师，硕士生导师，主要研究方向为土木工程材料。E-mail:,17708230056基金项目：广东省自然科学基金项目（2 0 2 3A1515012727）；广东高校重点平台和科研项目（2 0 2 1KQNCX021）54两种水泥特性相反并呈互补趋势，可考虑在普通OPC中掺人CSA制备新型硅酸盐-硫铝酸盐复掺二元体系（OPC-CSA体系），以改善单一水泥的不足，优化水泥性能.因CSA与OPC水化反应速率不同，OPC-CSA二元复掺体系中OPC能补偿CSA凝结时间过快的缺点，通过合理配比，可将二元体系凝结时间控制在一个合理范围内。葛大顺等4研究发现体系的水化产物分为结晶相与非晶相，结晶相主要有三硫型硫铝酸钙(AFt）、单硫型硫铝酸钙（AFm)和Ca(OH)2，非晶相包括C-S-H和AH凝胶.当碳酸钙充足时水化产物最终趋向于稳定性好的AFm.Leemann等5 发现在体系水化初始阶段，主要是游离氧化钙，活性硫酸盐的分解以及硬石膏和铝酸盐的部分溶解形成钙矾石.结合体系中CSA水化产物AFt能提供体系早期强度，OPC水化产物C-S-H凝胶和Ca（O H)提供体系后期强度，体系应能同时满足早期后期强度，改善单一水泥分别在早期和后期力学性能上的缺陷.pH值、CI结合率是OPC-CSA体系耐久性能重要指标.研究(6-8)表明，OPC中铝酸三钙（CsA）、铁铝酸四钙（C4AF)等会先与CI生成F盐（FriedelsSalt），再生成AFt.同时，铝相是氯离子结合的重要标准.相较于OPC，C SA 中含有更多的铝相，体系中掺入CSA会提高体系中铝相的含量，从而进一步提升氯离子结合，以降低体系中游离CI:但 CSA水化不产生Ca(OH)2，因此 CSA会降低二元体系的pH值，从而不利于其维持碱性环境.然而，当前研究还存在一定不足.例如，目前的研究主要针对单一水泥种类进行研究，且并未考虑SO2和C1的耦合作用，导致OPC-CSA二元体系在不同离子耦合作用下的性能不明晰.史天饶等，郭丽萍等叫发现由于当SO2与CI共同存在时，它们之间存在竞争机制，因OPC-CSA体系中存在一定量SO?会降低CI结合率；体系中的OH也会对钙矾石的生成产生一定影响.万宇豪等I12研究发现由于OPC和CSA复掺浆液存在水化协同效应，OPC与CSA复合后矿物组成变得繁多而复杂，并且二者的水化还会相互影响.另外，当前大部分OPC-CSA体系研究均基于淡水拌和，在海水拌和领域上还存在空白.而海水中含有大量的SO?和CI，因此与淡水拌和相比，海水对OPC-CSA体系的影响更为复杂.综上，OPC-CSA体系在海水作用下材料特性、性能规律尚未有明确结论，其各类特征还待进一步研究.为研究OPC-CSA体系在海水海砂作用下OPC、CSA占比对体系力学性能、水化性能、耐久性能的影响，深探究该二元复合材料体系特性，本文针对OPC、C SA 含量设计了不同配合比的二元复合体系，并利用海水海砂对该体系进行制备，测试了材料凝结时间、抗压抗折强度、孔溶液pH值及其氯离子结合率，通过XRD、SEM、T G A 定量分析了各配合比体系下水化物相含量和微观结构，为进一步推广该二元复合体系在海洋工程中的应用提供理论指导.1试验材料及方法1.1原材料硅酸盐水泥采用华润公司生产的型号为P.O.42.5的硅酸盐水泥，硫铝酸盐水泥采用淄博云鹤彩色水泥有限公司生产的RSAC42.5快硬硫铝酸盐水泥；两种水泥各成分质量分数见表1，两种水泥XRD图谱见图1.海水采用江西盐通科技有限公司生产的生态汕头大学学报（自然科学版）第38 卷第4期王传林等：海水海砂条件下硅酸盐硫铝酸盐(OPC-CSA)水泥复掺二元体系性能研究海水盐按盐度33配置而成的人工海水，其主要化学成分质量浓度见表2.海砂采用广东汕头海域的海砂，筛分测定海砂的细度模数为2.6 2，粒径范围在0.151.18 mm.a+ba+ba：硅酸三钙a+cb:硅酸二钙c：方解石d:铝酸三钙e：铁铝酸钙f：石英55C+Baa+baaA：硬石膏Y：无水硫铝酸钙AC：方解石M：钙铝石B：贝利特YMBMYC10成分OPCCSA离子质量浓度1.2试样制备本试验采用海水与OPC-CSA水泥进行拌和及养护，试验确定水灰比为0.4，砂胶比为2.0.0 PC-CSA砂浆采用尺寸为40 mm40mm160mm模具浇筑，放人标准养护箱养护2 4h后拆模.拆模后的试块放入2 0 蒸汽养护箱中养护至规定龄期后测试其力学性能.此外，另配制水灰比为0.4的OPC-CSA水泥净浆，装入50 mm50mm50mm模具中，放人标准养护箱养护2 4h后拆模.拆模后的试块放人标准养护箱中养护至规定龄期后测试相关性能.1.3试验方法1.3.1凝结时间硫铝酸盐水泥凝结时间测定参照水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法(GB/T 1346-2011)131.1.3.2抗折/抗压强度203020（）(a)OPC粉末SiO2Al.O;21.833.597.2318.60CI16.5018.50405060图1水泥粉末XRD图谱表1两种水泥主要化学成分Fe.O;Cao6.357.84.3045.30表2 海水化学成分SO.2Nat2.002.609.5010.507010Mgo2.611.352012.500.951.4030(b)CSA粉末SO;K.00.350.84/Mg*4020（）5060Naz00.23mg/mlCa20.280.3870TiO2/0.8780T%56OPC-CSA海砂混凝土抗折强度按照水泥胶砂强度检测方法(GB/T17671-1999)I4)进行测定.采用抗压和抗折试验夹具在10 0 kN微机控制电液伺服万能试验机测试，抗折试验加载速度为0.0 5kN/s，抗压试验加载速度为2.4kN/s.抗折强度结果取3个试件的平均值.抗压强度结果取6 个试件平均值。1.3.3pH 值将水泥试块破碎后研磨过筛（0.6 3mm方孔筛），按水固比10：1将粉末浸泡在去离子水中，塞紧瓶塞，剧烈震荡12 min后静置2 4h，2 4h 后取上层清液进行pH值测试，测试仪器为酸度计(PHS-3C型）.每个样品测试3次，取平均值为最终结果.1.3.4氯离子结合率将养护至龄期的样品破碎取内部碎块研磨至通过公称直径为0.6 3mm的筛.称取20g置于三角锥瓶中，加人2 0 0 ml蒸馏水，塞紧瓶塞，剧烈震荡12 min后静置2 4h.取上层清液2 0 ml三份，置于烧杯中，待转子搅拌10 min后将氯离子浓度检测仪阴极、阳极探针放人溶液中，检测溶液中游离氯离子浓度.根据初始加入的海水浓度，测算出被水泥水化过程中吸附的氯离子比率1.3.5XRD分析(X射线衍射分析）将养护至龄期的净浆样品破碎，取内部碎块用研钵研磨成粉末，过筛（2 0 0 目）后放人密封容器加人无水乙醇中止水化12 h，之后放人6 5烘箱中干燥2 4h.试验采用Rigoku公司生产的X射线衍射仪进行物相鉴定，使用Cu-Ka辐射得到的特征峰表征样品结晶相，扫描范围2 0 为5到7 0，扫描速度为5%min.1.3.6TGA分析(热重分析)将养护至龄期的样品破碎取内部碎块研磨成粉末，过筛（2 0 0 目)后放人密封容器加人无水乙醇中止水化12 h，放人6 5烘箱中干燥2 4h进行TGA测试.试验采用Netzsch公司生产的STA409PC仪器，测试条件为在流速为30 mL/minN气体环境下从20升温到10 0 0.之后通过各温度相对应的质量损失计算各物质消耗量.1.3.7SEM分析(电镜分析）将养护至龄期的净浆样品破碎，取内部较为平整碎块，碎块尺寸约为2 5mm.把碎块放人密封容器中加人无水乙醇中止水化后，把碎块放入6 5烘箱中干燥2 4h.把烘干后的碎块依次贴在上好导电胶的载物台，送入真空喷金台进行喷金处理，然后将喷金处理后的样品放人电镜设备中，选取合适的放大倍数和位置对水泥微观形貌进行观察.2试验结果与分析2.1试件外观形貌图2 从左到右分别为OPC掺量从0 至10 0%水泥净浆试块外观.可明显看出，试块表面的裂缝数量随OPC占比增多呈先升后降的特点.在OPC掺量为0 2 0%时，试块表面几乎看不到裂缝，但当OPC掺量为30%6 0%时，试块裂缝明显增加；而当OPC掺量为7 0%10 0%，试块表面无明显裂缝.上述现象说明二元体系中，OPC或CSA占主导时，对水泥石裂缝有抑制作用.而OPC与CSA掺量较接近时，水泥石产生的裂缝最多.汕头大学学报（自然科学版）第38 卷第4期王传林等：海水海砂条件下硅酸盐硫铝酸盐(OPC-CSA)水泥复掺二元体系性能研究这是因为CSA快速产生AFt，而AFt在水化热以及高pH环境(OPC所致)共同作用下易分解成AFm.AFm在CaSO4充足情况下会与二水石膏反应形成膨胀性的钙矾石（见式1)5，导致开裂.此外，OPC占比较高时，水泥石表面析出盐分较多，说明OPC较CSA更不容易与海水海砂中的盐分产生反应.二元体系中的多余盐分会随着孔溶液逐渐渗透并附着在水泥石表面.2(CaSO4:2H,O)+3Ca0Al,0;CaSO412H0+16H,03Ca0Al.033CaS04:32H,057(1)图2 OPC-CSA体系试块外观4007350一初凝时间2.2凝结时间不同配比的OPC-CSA二元体系凝结时间如图3所示.从图中可知，OPC-CSA体系初终凝时间均随掺量增加呈提高趋势.以10 0%OPC为对照组，加人10%的CSA会使复合体系初、终凝时间分别下降2 2%和2 0%；而加人50%的CSA能使复合体系初终凝时间分别下降7 0%和6 9%.根据相关研究16-17 1，无论是OPC或CSA，水泥凝结时间主要取决于AFt的生成速率及数量，且同等单位下CSA生成的AFt比OPC多.据此可推测，体系凝结时间会随CSA占比增多而降低是因为CSA快速水化产生大量AFt，缩短了凝结时间.uTu/250-200150-100-50-300-一一终凝时间0图3OPC-CSA体系凝结时间2040OPC比例/%608010058汕头大学学报（自然科学版）第38 卷2.3抗折/抗压强度图4展示了OPC-CSA复合体系在3d、7 d、2 8 d 的抗折、抗压测试结果.从图中可知，不同养护天数存在不同变化规律.随着OPC掺量由0 增至10 0%，复合体系抗折抗压强度大致呈先增后减再增再降的趋势.以第1组（10 0%CSA)为对照组，第二组（10%OPC）3d、7 d、2 8 d 的抗压强度分别提高了11.7%、12.9%和35.2%；3d、7 d 抗折强度分别提高了16.1%和2 3.1%.但第4组（30%OPC)较第一组3d、7 d 抗压、抗折强度均下降超过50%，2 8 d抗压、抗折强度亦下降超过35%.第5组（40%OPC)至第10 组（10 0%OPC）3d、7 d 抗压、抗折强度有所上升；2 8 d的抗压、抗折强度会逐渐增大，并于6 0%7 0%OPC占比时达到峰值，同比对照组上升2 3.5%和36.9%，之后有所下降.相关研究18-2 1发现，水泥熟料中无水硫铝酸钙(C4A,S)越多，水泥水化速度越快.C4A,S与石膏反应生成的钙矾石为混凝土提供了大部分早期强度；C-S-H的存在会加速复合水泥的水化速率，提高整体水化程度.但随着水化的继续进行，复合体系结构内部绒状AFt继续生长，使得膨胀应力大于本体结构强度从而产生微裂缝，导致强度降低.结合OPC占比为10%50%时复合体系强度，可推测OPC-CSA体系中掺人10%OPC对早期强度有所提升是因为OPC水化生成了C-S-H凝胶，促进了硫铝酸钙的水化使得强度提升；而OPC掺量增大体系强度下降是因为OPC水化产物C-S-H凝胶过量使得结构内部AFt生成过快，从而导致微裂缝生长过度使得强度降低.当体系中OPC占比大于CSA时，水化物生成以OPC水化产物为主，体系中AFt数量有限，对体系影响不大.另外，早期体系内OPC尚未完全水化，C-S-H凝胶及Ca(OH),数量仍不多，因此2 8 d强度仍有所增长.127-一养护3 d养护7 d10-养护2 8 d86055504540养护3 d+养护7 d养护2 8 d2015-2-102.4 pH值图5展示了OPC-CSA二元体系水泥浆体孔溶液碱度（pH值）的测试结果.如图所示，在OPC掺量为10%-50%时，体系pH值较10 0%CSA组变化较为明显，提高了0.2-1.5.但当OPC掺量大于50%时，体系的pH值上升趋势缓慢.这是因为OPC掺量的增加会使体系内Ca(OH)2含量增多，从而提高体系pH值.对应强度试验结果可知，在体系pH10-510102030405060708090100OPC比例/%(a)抗折强度10。2 0 30 40 50 6 0 7%8 090100OPC比例/%(b)抗压强度图4OPC-CSA体系力学性能第4期王传林等：海水海砂条件下硅酸盐硫铝酸盐(OPC-CSA)水泥复掺二元体系性能研究值显著提高时抗压抗折强度会经历一个急剧下降的阶段.Sanchez-Herrero 等 2 研究发现,当碱度高时CSA水泥强度存在一个剧烈衰变期.高碱度会大幅度提升C4A,S水化速率，导致AFt过度生长.C4A,S水化产生的温度应力与AFt生长时产生的结晶压力会破坏体系内部结构，从而造成体系大量强度损失.此外，Warren等 2 3 研究发现，当碱度提高时AFt不稳定会部分解成AFm.而AFm在转化成AFt(见式1)过程中会急剧膨胀，从而加速体系内部裂缝的生产.上述原理解释了在掺入2 0%-5 0%OPC后体系强度会有所降低的原因，也间接解释了图1中裂缝的产生.30406070T1020图5 3dOPC-CSA体系pH值测试5913.0712.5-12.0-11.5-11.0-10.5-10.050OPC比例/%80901002.5氯离子结合率OPC-CSA体系CI结合率测试结果如图6 所示.从图中可看出，以第一组（10 0%CSA）参照组，OPC占比为10%时体系CI结合率有轻微增加，其余组别的氯离子结合率均提升较明显，在40%OPC占比时达到峰值，CI结合率提升了32.6 8%.由此可见，体系中OPC掺量的增加有利于提升整体CI结合率.史天尧等 归纳了水泥中CI结合的第一步为水泥组分中的铝相(C3A、C4A F等)直接与CI反应生成F盐，公式如下：2NaC1+Ca(OH)2CaCl2+2Nat+2OH-CA+CaCl2+10H,OC3ACaCl210H,0此外，OPC水化产物C-S-H凝胶表面所带电荷也对CI有一定的物理吸附作用.由此可推测在OPC水化产生的Ca(OH)2为体系接提供了更多式(2）、（3)中的反应原料，促进了反应的进行；同时OPC的增多使得体系内C-S-H凝胶增多，从而进一步促进了体系对CI的固定作用.根据第四到七组（30%-6 0%OPC)强度测试可知，体系在CI结合率偏大时体系的强度偏低，尤其是当OPC占比为30%时，体系在基本丧失强度的情况下却能保持较好的CI结合率.这是因为AFt作为体系强度主要提供者，其转化会导致体系强度严重下滑，转化后的产物AFm再与C1反应生成F盐U，公式如下：Ca2Al(OH),+-R+CI-Ca2Al(OH),-CI+R式中R代表阴离子，如OH、SO 等.(2)(3)(4)602.67水化产物分析（XRD分析，TGA分析）图7、图8 分别展示了不同胶凝材料配比下OPC-CSA复合体系的早期水化产物XRD和TGA测试结果.从图7 中可看出，在CSA占胶凝材料绝大部分（9 0%）时，复合体系早期水化产物以AFt为主，并存在大量CaCO：及少量未水化完全的水泥熟料及石膏.随着OPC掺量的增多，复合体系中CSA熟料的特征峰减弱，表明体系中CSA水化更完全；而AFt特征峰的下降及F盐的特征峰增强，说明了F盐生成量增多，晶型表现更好，体系CI结合能力更强，进一步映证了前述分析，即在CI结合率较大时水泥丧失基本强度是因为AFt转换分解的观点.而当OPC占胶凝材料绝大部分时，可明显看出体系早期水化更接近于Stutzman等 2 4I提出的OPC水化现象，水泥颗粒特征峰较强，与OPC早期水化速率慢、水化不完全的预期现象一致.少量CSA的掺人为体系提供了部分AFt，解释了前文10%OPC组强度提升的现象.汕头大学学报（自然科学版）75-70-65-%/率号转.1605550-45-40。102030405060708090100OPC比例/%图6 3dOPC-CSA体系氯离子结合率E：钙矾石P：氢氧化钙PC：放解石F:Friedel盐PA：硬石膏PMVP10%CSA-90%0PC第38 卷60%CSA-40%OPC90%CSA-10%OPC10图7 3dOPC-CSA体系XRD测试结果而从图8 的热重分析图结果可看出，复合体系的水化产物有F盐、钙矾石、AFm、Ca(OH)2、C-S-H 凝胶和CaCO3，基本与XRD测试结果相同.在OPC掺量为10%、40%203020/)40506070第4期王传林等：海水海砂条件下硅酸盐硫铝酸盐(OPC-CSA)水泥复掺二元体系性能研究体系中，AFt失重峰突出，说明在以CSA为主的体系早期水化产物均以AFt为主.而OPC占比为8 0%体系中，AFt的失重峰也较为突出，说明该体系中AFt仍是其主要水化产物.其中40%OPC的体系相较其他两组出现了明显的F盐和AFm失重峰且AFt失重峰减少，可见体系内水化产物构成发生了变化.此现象直接说明了AFt发生了分解转化，也阐释了材料强度丧失的原因，即AFt向AFm及F盐转化.而随着OPC掺量增加至8 0%，体系中Ca(OH)2和C-S-H凝胶的失重峰越加明显且AFt失重峰不弱，符合该体系以OPC水化为主的特征且再次论证了CSA水化提供的AFt提供了体系的早期强度.此外，水化产物中含有CaCO,是CSA水泥熟料中自身含有少量未熳烧完全的CaCO3.0.0270.01-0.00-0.01-0.02-0.03-0.04-0.05-JFriedels salt-0.06十。1002003004005006007008009001000温度/图8 3dOPC-CSA体系TGA测试结果2.7SSEM分析图9 展示了0 PC掺量为10%、40%和8 0%的OPC-CSA复合体系SEM测试影像。观察其微观特征可看到，三种试样中大部分水化产物均为AFt，但数量及致密程度有所不同.10%OPC掺量的复合体系AFt呈针状，相互交错形成骨架，另外可以观察到结构表面有绒状物包裹，结构更加致密稳定，这间接解释了该组试样强度最高的原因.40%OPC掺量的体系中AFt呈柱状，没有形成良好的骨架；表面能观察出箔状C-S-H凝胶以及片状F盐，整体存在较宽裂缝，结构较为松散，对结构的强度不利.而8 0%OPC掺量的体系中能观察到柱状和针状AFt 的生成并与结构表面的C-S-H凝胶相结合，结构相较40%OPC组更致密.6110590%CSA-10%0PC60%CSA-40%OPC20%CSA-80%0PCAHAFmAFt100959085Ca(OH)2C-S-H80Caco3757065605550AFFssaltAFmAFIAFI10kuX5,0005Mm(a)90%CSA-10%PC1136SE118kUX4,6005Mm(b)60%CSA-40%OPC图9 3dOPC-CSA体系微观形貌1236:SE110kuX5,0085um(c)20%CSA-80%0PC1236SE162汕头大学学报（自然科学版）第38 卷3结论（1）O PC-CSA 复合二元体系表观裂缝随OPC掺量呈先增后减的趋势，在OPC掺量为30%6 0%时裂缝最明显.二元体系凝结时间则随OPC掺量的增大而增长.（2）O PC-CSA 复合二元体系抗折、抗压强度随OPC占比增加大致呈先小幅上升后大幅下降再大幅增长最后小幅下降的趋势，其中OPC占比10%，二元体系的抗压强度最大，其3d、7 d 和2 8 d抗压强度分别提高11.7%、12.9%和35.2%（3）O PC-CSA 复合二元体系碱度在0 至5 0%OPC掺量变化较为明显，6 0%10 0%OPC掺量时基本无变化.另外，增加OPC掺量会使OPC-CSA复合二元体系的CI结合率整体有所提升.（4）O PC-CSA 复合二元体系水化产物有AFt、A Fm、Ca(O H)2、C-S-H 及F盐等.体系中OPC对CSA影响较大，主要体现在OPC给体系带来的高碱度使得体系内AFt过度生长，并会促使AFt转化成AFm，再与C1结合形成F盐，从而影响二元体系的微观结构，并进而影响体系强度.参考文献1刘晨，颜碧兰，肖忠明，等.我国水泥标准体系的现状及发展 .中国水泥，2 0 2 0(9)：36-41.2王硕.硫铝酸盐水泥的膨胀性能 D.大连：大连理工大学，2 0 18.3邵方杰.硫铝酸盐水泥基材料的试验研究及机理分析 D.兰州：兰州理工大学，2 0 18.4葛大顺，马素花，李伟峰，等.硫铝酸钙改性硅酸盐水泥应用研究进展 .材料导报，2 0 15，2 9(11)：102-106.5 LEEMANN A,SAOUT G L,WINNEFELD F,et al.Alkali-silica reaction:the influence of calciumon silica dissolution and the formation of reaction productsJJ.Journal of the American Ceramic Society,2011,94(4)：12 43-12 49.6 ZUO J,ZHAN J,DONG B,et al.Preparation of metal hydroxide microcapsules and the effect on pHvalue of concreteJ.Construction and Building Materials,2017,155:323-331.7 KANCHANASON V,PLANK J.Role of pH on the structure,composition and morphology of C-S-H-PCEnanocomposites and their effect on early strength development 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sand,and to determine the optimal mix ratio of the binary system mixed withseawater and sand,the properties of the mixed mortar composed of Portland and Sulphoaluminatecement(OPC-CSA)with different cement ratios mixed with seawater sea sand through the mechanicaland chemical tests,such as the setting time,compressive strength,flexural strength,pH value,CIbinding ratio are studied.Also,the microstructure of blend is explored according to the test methodsof XRD,SEM and TGA.The results show that the setting time of the blend increases with theincrease of OPC proportion in the system.When the proportion of OPC ranges from 30%to 60%,self-cracking appears and the strength will drop sharply.When the proportion of CSA or OPC is10%,which is the best ratio,the strength of the system is higher than that of the pure cement.Themore OPC in the system,the higher the pH value.The chloride ion binding rate increases first andthen decrease while the proportion of OPC is rising.The hydration products of the composite systeminclude Friedels salt,ettringite,AFm,Ca(OH)2,C-S-H gel and AH,.The formation of ettringite andAFm is mainly affected by both CSA and OPC content in the system,and the formation of C-S-H gelis mainly affected by the OPC content in the system.Keywords mixed system;ettringite;CIbinding;pH value;hydration63WANG Chuanlin2,ZHANG Yuxuan,YAN Shuang