水泥—石灰粉—矿粉复合胶凝体系收缩性能研究

论文摘要

为科学合理的将石灰石粉和矿粉应用于混凝土中,以达到节能利废并改善水泥基材料性能的目的,本文围绕水泥、石灰石粉和矿粉组成的复合胶凝体系进行了系列试验,本文主要工作及研究结果如下：1.水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系的物理力学性能研究石灰石粉和矿粉均能改善水泥基材料工作性能,双掺时效果更好。石灰石粉缩短了凝结时间,矿粉延长了凝结时间,且石灰石粉缩短时间的效应强于矿粉延长时间的效应。适量石灰石粉可降低早期吸水率,增加早期化学结合水含量和强度；后期规律相反。矿粉可增加早期吸水率,降低早期化学结合水含量和强度；对于后期,矿粉的掺加降低了吸水率和化学结合水含量,但增加了强度。石灰石粉和矿粉复掺时能够使两者对水泥基材料物理力学性能的影响产生叠加效应,使试样各个龄期均具有较好的物理力学性能。其中,石灰石粉和矿粉各掺10%的试样的物理力学性能表现较为良好。2.水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系自收缩性能研究石灰石粉和矿粉可降低浆体0-1d自收缩变形,双掺时抑制0-1d自收缩变形的效果更明显。硬化浆体1-180d自收缩随石灰石粉掺量增加呈现先增加后降低的趋势,10%石灰石粉掺量时达到最大值。1-4d时,硬化浆体自收缩随矿粉掺量增加而降低；4-180d时自收缩随矿粉掺量增加而增加。本文研究范围中,石灰石粉和矿粉复掺于1-180d自收缩不利。以化学结合水含量所计算出的自干燥体积来表示自干燥效应,可知自干燥效应能够在一定程度上反映自收缩变形。由于自干燥效应的复杂性,尚需进行深入研究。3.水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系干缩性能研究胶砂试件干缩随石灰石粉掺量增加呈现先增加后降低趋势,石灰石粉掺量10%时达到最大值,石灰石粉为15%的试件的干缩变形开始低于基准组。胶砂试件干缩值随矿粉掺量增加而降低；且掺矿粉的试件的干缩值均低于基准组。矿粉掺量超过一定值时复掺石灰石粉才能改善胶砂试件的干缩性能；石灰石粉掺量10%,矿粉掺量为10%或20%的试件的干缩变形较小。4.水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系孔结构研究石灰石粉和矿粉的掺加对复合胶凝体系的初始孔隙率影响较小。适量的石灰石粉可降低试样早期孔隙率,但增加了小孔孔隙率和小孔比例；石灰石粉的掺入增加了试件后期孔隙率和大孔比例,且掺量越大,效果越明显。矿粉的掺加增加了试件早期孔隙率,但降低了大孔孔隙率和大孔比例；对于后期,掺加矿粉可降低总孔隙率,但小孔孔隙率与小孔比例增加。石灰石粉和矿粉复掺能够有效的降低试件孔隙率和使孔结构细化。随石灰石粉和矿粉总掺量增加,试件总孔隙率、大孔孔隙率、小孔孔隙率均降低,且大孔比例降低,小孔比例增加；总掺量不变时,石灰石粉与矿粉的质量比大于1时能够更有效降低孔隙率和增加小孔比例。5.水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系在混凝土中的应用石灰石粉和矿粉掺量均为10%的混凝土的工作性能、力学性能、抗收缩性能均表现良好,其坍落度高于200mm,28d强度达到65.5MPa,28d收缩值达到292×10-6。采用对数函数形式所拟合的曲线表明混凝土干缩变形值与龄期具有很好的相关性；通过GL2000模型、RILEM B3模型的理论计算值与试验值作比较,可知试验数据具有一定的可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 水泥基材料收缩变形概述
• 1.2.1 收缩机理
• 1.2.2 收缩分类
• 1.2.3 水泥基材料收缩性能影响因素
• 1.2.4 混凝土收缩变形预测模型
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 干燥收缩
• 1.3.2 自收缩
• 1.3.3 矿物掺合料对水泥基材料收缩的影响
• 1.4 研究的主要内容和预期目标
• 1.4.1 主要内容
• 1.4.2 预期目标
• 1.5 研究的主要技术途径
• 第二章 原材料和试验方法
• 2.1 原材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 流动性试验
• 2.2.2 凝结时间
• 2.2.3 吸水率
• 2.2.4 强度
• 2.2.5 自收缩
• 2.2.6 干燥收缩
• 2.2.7 化学结合水含量
• 2.2.8 孔隙结构
• 2.2.9 XRD
• 第三章 水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系物理力学性能
• 3.1 试验设计
• 3.2 水泥-石灰石粉复合胶凝体系物理力学性能
• 3.2.1 流动度
• 3.2.2 凝结时间
• 3.2.3 吸水率
• 3.2.4 强度
• 3.2.5 化学结合水含量
• 3.3 水泥-矿粉复合胶凝体系物理力学性能
• 3.3.1 流动度
• 3.3.2 凝结时间
• 3.3.3 吸水率
• 3.3.4 强度
• 3.3.5 化学结合水含量
• 3.4 水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系物理力学性能
• 3.4.1 流动度
• 3.4.2 凝结时间
• 3.4.3 吸水率
• 3.4.4 强度
• 3.4.5 化学结合水含量
• 3.5 小结
• 第四章 水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系自收缩性能研究
• 4.1 试验设计
• 4.2 水泥-石灰石粉复合胶凝体系自收缩性能研究
• 4.2.1 水泥-石灰石粉胶凝体系自收缩性能
• 4.2.2 水泥-石灰石粉胶凝体系自干燥效应
• 4.3 水泥-矿粉复合胶凝体系自收缩性能研究
• 4.3.1 水泥-矿粉胶凝体系自收缩性能
• 4.3.2 水泥-矿粉胶凝体系自干燥效应
• 4.4 水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系自收缩性能研究
• 4.4.1 水泥-石灰石粉-矿粉胶凝体系自收缩性能
• 4.4.2 水泥-石灰石粉-矿粉胶凝体系自干燥效应
• 4.5 小结
• 第五章 水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系干缩性能研究
• 5.1 试验设计
• 5.2 水泥-石灰石粉复合胶凝体系干缩性能研究
• 5.3 水泥-矿粉复合胶凝体系干缩性能研究
• 5.4 水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系干缩性能研究
• 5.5 小结
• 第六章 水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系孔结构研究
• 6.1 试验设计
• 6.2 水泥-石灰石粉胶凝体系孔结构试验
• 6.3 水泥-矿粉胶凝体系孔结构试验
• 6.4 水泥-石灰石粉-矿粉胶凝体系孔结构试验
• 6.5 小结
• 第七章 水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝体系在混凝土中应用
• 7.1 试验设计
• 7.2 组分对水泥基材料收缩的影响
• 7.3 水泥-石灰石粉-矿粉胶凝体系在混凝土中的应用
• 7.3.1 物理力学性能
• 7.3.2 收缩变形
• 7.3.3 混凝土干燥收缩表达式
• 7.4 小结
• 第八章 结论
• 8.1 主要结论
• 8.2 有待进一步开展的研究
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间参与科研及论文发表情况