论文题目: 微纳粉体对水泥物理力学性能的影响及机理研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 卢忠远
导师: 涂铭旌
关键词: 纳米,硅灰,超细碳酸钙,硅酸盐水泥,硫铝酸盐水泥,性能,机理
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 提高水泥性能的技术是21世纪水泥基材料研究的重点,而复合化是材料进化的主要途径之一。特别是伴随超微细矿物粉体应用领域的深入,世界各国对超微细矿物粉体在水泥基材料中的应用研究也处于方兴未艾阶段。利用超微细粉体技术对水泥的改性,将不仅是高性能水泥基材料发展的必要,而且对进一步推动高性能水泥及高性能混凝土技术的发展、用高新技术改造传统水泥及混凝土产业都具有十分重大的意义。 本文利用SEM、XRD、TG-DTA、IR、激光粒度仪、微量热仪、比表面积及孔隙度分析仪等现代分析测试手段研究了微纳粉体（纳米SiO2、硅灰和超微细碳酸钙）对硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥物理力学性能的影响及机理。在此基础上,进一步探讨了超微细矿渣、超微细粉煤灰对水泥物理力学性能的影响,探讨了利用矿渣、粉煤灰、石灰石制备绿色高性能复合超细矿粉的适宜配方和适宜的生产工艺。取得了以下成果: 在纳米SiO2和硅灰对硅酸盐水泥方面,研究结果表明:纳米SiO2和硅灰对水泥的强度都有较大幅度的提高,在3天以后,掺纳米SiO2的水泥试样强度明显高于掺硅的。这主要是由于纳米SiO2的粒径比硅灰的粒径小,纳米SiO2具有更大的表面能,纳米SiO2中[SiO4]4-离子团聚合程度低,导致了纳米SiO2的火山灰活性比硅灰的火山灰活性要高得多。掺有纳米SiO2的水泥试样中熟料矿物水化反应程度更高,CSH凝胶数量增长更快,结晶态Ca（OH）2含量更低。从而使掺有纳米SiO2的水泥浆体内比表面积和总孔体积小,内部结构均匀,密实,强度高。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 水泥工业概况
1.1.1 我国水泥工业发展现状及存在的主要问题
1.1.2 水泥工业发展的四个阶段及目前面临的机遇与挑战
1.2 本课题的研究内容、目的与意义
1.2.1 研究内容及目的
1.2.2 研究意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 水泥硬化浆体的微观结构层次
1.3.2 超微细粉体的增强效应
1.3.3 微纳粉体(CaCO_3及SiO_2)在水泥基材料中的研究现状
1.4 研究思路与技术路线
1.4.1 研究思路
1.4.1.1 水泥性能的改善
1.4.1.2 原料选择
1.4.2 试验的技术路线
2 纳米SiO_2对水泥的物理力学性能的影响及机理研究
2.1 纳米SiO_2对硅酸盐水泥的物理力学性能的影响及机理研究
2.1.1 前言
2.1.2 原材料及纳米SiO_2和硅灰的颗粒特性
2.1.2.1 原材料
2.1.2.2 纳米SiO_2和硅灰的颗粒特性
2.1.3 实验与方法
2.1.3.1 配料
2.1.3.2 实验方法
2.1.4 实验结果及分析讨论
2.1.4.1 标准稠度需水量和凝结时间
2.1.4.2 水泥净浆抗压强度
2.1.4.3 纳米SiO_2对水泥物理力学性能的影响机理
(1) 纳米SiO_2对混合体系粉体特性的影响
(2) 掺入纳米SiO_2后水泥的水化特征
(3) 纳米SiO_2对水泥石微观结构的影响
(4) 纳米SiO_2和硅灰的增强机理
2.1.5 本章结论
2.2 纳米SiO_2对硫铝酸盐水泥的物理力学性能的影响
2.2.1 引言
2.2.2 试验及试验方法
2.2.2.1 原材料
2.2.2.2 试验准备
2.2.2.3 试验方法
2.2.3 纳米SiO_2对硫铝酸盐水泥物理力学性能的影响
2.2.3.1 净浆流动度
2.2.3.2 凝结时间
2.2.3.3 水泥强度
2.2.4 纳米SiO_2对硫铝酸盐水泥硬化浆体微观结构的影响
2.2.4.1 硬化浆体的孔结构特征
2.2.4.2 水化产物及微观形貌
2.2.5 本章结论
3 超细碳酸钙对水泥的物理力学性能的影响及机理研究
3.1 电石渣制备超细碳酸钙的研究
3.1.1 绪论
3.1.2 电石渣性能分析
3.1.3 电石渣制备超细碳酸钙的工艺路线设计
3.1.4 电石渣制备超细碳酸钙的工艺研究
3.1.5 影响电石渣利用率的因素研究
3.1.6 影响超细碳酸钙质量的主要因素研究
3.1.6.1 溶液的PH值和电石渣预处理方式对超细碳酸钙纯度和白度的影响
3.1.6.2 温度对碳酸钙粒度的影响
3.1.7 本章结论
3.2 超细碳酸钙对硅酸盐水泥性能的影响
3.2.1 引言
3.2.2 实验原材料及方法
3.2.2.1 实验原材料
3.2.2.2 实验试样的准备
3.2.2.3 实验方法
3.2.3 结果及讨论
3.2.3.1 超细碳酸钙对水泥净浆抗压强度的影响
3.2.3.2 超细碳酸钙对水化速率的影响
3.2.3.3 超细碳酸钙对水泥硬化浆体微观结构的影响
3.2.3.3.1 硬化浆体的孔结构特性分析
3.2.3.3.2 硬化浆体的微观结构分析
3.2.3.4 水化机理
3.2.4 本章结论
3.3 超细CaCO_3对硫铝酸盐水泥强度及微观结构的影响
3.3.1 试验及试验方法
3.3.1.1 原材料
3.3.1.2 试验准备及方法
3.3.2 试验结果及分析
3.3.2.1 超细CaCO_3、普通石灰石粉对硫铝酸盐水泥净浆流动度的影响
3.3.2.2 超细CaCO_3、石灰石粉对水泥凝结时间的影响
3.3.2.3 超细CaCO_3对水泥强度性能的影响
3.3.2.4 普通石灰石粉对水泥强度性能的影响
3.3.2.5 掺超细CaCO_3水泥硬化浆体的微观形貌及组成
3.3.2.6 掺超细CaCO_3后水泥硬化浆体的孔结构特征
3.3.3 超细CaCO_3的增强机理
3.3.4 本章结论
4.超微细粉煤灰、超微细矿渣粉对水泥物理力学性能的影响
4.1 实验原材料
4.2 超细粉煤灰、超细矿渣对水泥物理力学性能的影响
4.2.1 超细粉不同细度对水泥物理性能的影响
4.2.1.1 标准稠度需水量
4.2.1.2 凝结时间
4.2.1.3 胶砂强度
4.2.2 超细粉不同掺量对水泥物理力学性能的影响
4.2.2.1 标准稠度需水量
4.2.2.2 凝结时间
4.2.2.3 胶砂强度
4.3 掺超微细矿渣水泥的水化硬化机理
4.3.1 超微细矿渣对新拌水泥浆体性能的影响
4.3.2 超微细矿渣掺合料对硬化水泥浆体性能的影响
4.3.2.1 硬化水泥浆体强度及其与骨料间的界面粘结强度的影响
4.3.2.2 硬化浆体中Ca(OH)_2含量的变化
4.3.2.3 硬化浆体中孔结构的变化
4.4 本篇结论
5 复合超微细矿粉的制备及工程应用
5.1 前言
5.2 复合超微细矿粉的生产工艺
5.2.1 复合超微细矿粉的配方选择
5.2.2 复合超微细矿粉的生产工艺
5.3 复合超微细矿粉的生产质量控制
5.4 复合超微细矿粉在水泥及混凝土中的应用情况
5.4.1 复合超微细矿粉在水泥中的应用情况
5.4.2 复合超微细矿粉在混凝土中的应用情况
5.4.3 复合超微细矿粉的市场情况
5.5 生产复合超微细矿粉的社会效益和经济效益
5.6 本篇结论
6 结论
参考文献
本论文的创新之处
附件一 攻读博士学位期间取得的科研项目鉴定成果
附件二 攻读博士学位期间作为项目负责人承担的主要科研项目
附件三 攻读博士学位期间申请的发明专利
附件四 攻读博士学位期间撰写或合作撰写的研究论文
声明
致谢
发布时间: 2005-10-08
参考文献
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