微粉的粒度组合对水泥混凝土性能的影响

论文摘要

水泥混凝土中微粉颗粒级配的设计要考虑两个方面:颗粒堆积和粉体水化速度。对微粉中的粒度组合进行合理设计,可以配制高性能水泥和高性能混凝土中的掺合料,有利于水泥混凝土的性能的提高。本文通过研究超细粉煤灰、矿渣和Ⅰ级粉煤灰三种矿物微粉的粒度分布、活性,及其与硅酸盐熟料、水泥颗粒复合的堆积程度和组分间的叠加效应,探讨微粉对水泥混凝土性能的影响。研究结果表明:在微粉中的组分较少(少于三元时),微粉的紧密堆积程度对浆体的密实程度起主要影响作用,随紧密堆积程度的提高水泥胶砂和混凝土的抗压强度也相应提高;但对于组分较多的微粉,粉体的填充程度已不能成为影响强度的最重要因素,组分间的“超叠效应”成为影响混凝土力学性能的关键。本文经试验研究,得出能够较好满足高性能水泥的配比是,超细粉煤灰与矿渣按5:5比例复合的混合材按50%的掺量与熟料混合。单组分矿物掺合料中,超细粉煤灰能提供更多的细颗粒并且微粉的活性较高利于水化,可以使混凝土中的微粉堆积更紧密,对混凝土的新拌性能有较好的改善作用,虽然使混凝土的早期强度略有降低,但对后期特别是28天后的强度有明显提高,最好的取代水泥的掺量为30%。研究复合掺合料对混凝土的影响,得到活性相近的超细粉煤灰与矿渣的组合更能发挥“超叠效应”,提高了微粉的水化速度,使混凝土的新拌性能和硬化性能好于掺入单组分掺合料的混凝土,更好于不掺矿物掺合料的混凝土,但复合矿物掺合料会使混凝土10天前的收缩略有增大。经试验验证,最好的复配配比为超细粉煤灰与矿渣按3:7的比例混合,最佳掺量为30%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 课题国内外研究现状
• 1.2.1 水泥粉磨工艺的研究
• 1.2.2 矿物外加剂
• 1.2.3 紧密堆积理论
• 1.2.4 水泥水化及水化速度理论
• 1.3 课题主要研究内容
• 第2章 材料性能测定及试验方案
• 2.1 原料制备及化学组成
• 2.1.1 硅酸盐水泥熟料
• 2.1.2 超细粉煤灰
• 2.1.3 矿渣
• 2.1.4 Ⅰ级粉煤灰
• 2.2 矿物外加剂的性能测定及分析
• 2.2.1 密度和比表面积
• 2.2.2 粒度分布测定及分析
• 2.2.3 需水量比和活性指数
• 2.3 试验方案
• 第3章 微粉对水泥性能的影响
• 3.1 采用单独粉磨工艺的优势
• 3.2 粉体的紧密堆积
• 3.3 单独粉磨工艺对水泥性能的影响
• 3.3.1 混合材品种及掺量对水泥性能的影响
• 3.3.2 水化程度
• 3.3.3 球磨与振动磨加工工艺对混合材及水泥性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 微粉对混凝土性能的影响
• 4.1 矿物掺合料在混凝土中的作用机理
• 4.1.1 矿物掺合料在混凝土中作用效应
• 4.1.2 粉煤灰的性能及其在混凝土中作用机理
• 4.1.3 矿渣的性能及其在混凝土中作用机理
• 4.2 矿物掺合料的配制及性能
• 4.2.1 矿物掺合料对粉体的紧密堆积的影响
• 4.2.2 矿物掺合料对混凝土新拌性能和力学性能的影响
• 4.2.3 矿物掺合料对水化程度的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 复合体微粉对混凝土性能的影响
• 5.1 复合体在混凝土中的水化作用
• 5.2 复合体掺合料对混凝土性能的影响
• 5.2.1 复掺掺合料对混凝土中粉体紧密堆积的影响
• 5.2.2 复掺品种对混凝土性能的影响
• 5.2.3 复掺比例对混凝土性能的影响
• 5.2.4 复掺掺量对混凝土性能的影响
• 5.2.5 复掺掺合料对水化程度的影响
• 5.2.6 矿物掺合料对混凝土收缩的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢