辅助胶凝材料对水泥石微结构形成及力学性能的影响

论文摘要

辅助胶凝材料掺入水泥有近百年的历史,因对其研究的总体深度不够和缺乏整体性和系统性,造成大量的研究大多停留在对实验现象的解释上,但在对其制备以及综合利用辅助胶凝材料的各种效应,全面提高水泥基材料性能的方面,仍需进行深入的研究。本文通过研究辅助胶凝材料对水泥石微结构形成及宏观性能的影响,探讨不同类型辅助胶凝材料在水泥石内的作用机制,为合理利用和处理辅助胶凝材料提供理论指导,从而为全面提高水泥基材料性能,实现水泥工业的可持续发展提供参考。本文从以下几个方面进行了详细的研究:1、分析讨论辅助胶凝材料对水泥基材料孔结构的影响。不同辅助胶凝材料的不同掺量对水泥浆体孔参数(孔隙率、孔容、孔比表面积、平均孔径、孔径分布、孔体积分形维数)的影响,结果表明,不同辅助胶凝材料的不同掺量对孔参数影响不同,合适的掺量能显著的改善孔结构。2、分析讨论辅助胶凝材料对水泥基材料的力学性能的影响以及孔结构与力学性能之间的关系。辅助胶凝材料的掺入对早期的强度有所下降,但28天后的强度却可赶上甚至超过纯水泥的强度,90天后的强度基本都超过纯水泥的强度。提出活性因子评价法对辅助胶凝材料活性增强作用进行评价会更直观并具有科学性。利用极限孔隙率及Balshim回归公式计算,多数体系的极限强度都在75~95Mpa范围内,掺入辅助胶凝材料后体系的最终强度均超过纯水泥,而且一般极限强度随辅助胶凝材料掺量增加而增加。3、分析讨论辅助胶凝材料对复合体系水化产物及结合水的影响。对于水化产物的凝胶结合水及总结合水,钢渣、煤矸石、粉煤灰的掺入使其随掺量的增加而减少;掺入矿渣在早期会减少,但28天后高于纯水泥,且随掺量的提高而增加。对水化产物中的CH量和水化后期辅助胶凝材料的CH因子分析表明,矿渣吸收CH能力最强,其次是粉煤灰,煤矸石最差。水化产物中小于200(?)的微孔数量与凝胶水数量有较好的线性相关性,可认为小于200(?)的微孔属于凝胶孔的范畴;随总结合水量的增加复合体系的抗压强度及抗折强度也呈线性增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题依据
• 1.2 辅助胶凝材料研究进展及存在问题
• 1.2.1 辅助胶凝材料研究历史
• 1.2.2 辅助胶凝材料研究现状
• 1.2.3 存在问题
• 1.3 本文研究背景及意义
• 1.3.1 研究背景
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 本文研究思路及主要内容
• 1.4.1 研究思路
• 1.4.2 主要研究内容
• 第二章 原材料与实验设计
• 2.1 主要原材料及性质
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 辅助胶凝材料
• 2.1.3 集料
• 2.1.4 水
• 2.2 实验设计
• 2.2.1 实验配合比
• 2.2.2 实验方法
• 第三章 辅助胶凝材料对水泥基材料孔结构的影响
• 3.1 水泥基材料微孔结构
• 3.2 含辅助胶凝材料的水泥基材料孔结构参数
• 3.3 辅助胶凝材料对复合水泥硬化浆体孔隙率、孔容的影响
• 3.4 辅助胶凝材料对复合水泥浆体孔比表面积的影响
• 3.5 辅助胶凝材料对复合水泥浆体平均孔径的影响
• 3.6 辅助胶凝材料对复合水泥浆体孔径分布的影响
• 3.7 辅助胶凝材料对复合水泥浆体孔体积分形维数的影响
• 3.8 孔结构分形维数与其它孔结构参数的关系
• 3.9 小结
• 第四章 辅助胶凝材料对水泥基材料力学性能的影响
• 4.1 辅助胶凝材料-水泥复合体系的力学性能
• 4.2 辅助胶凝材料的活性因子及活性评价
• 4.3 水泥基材料力学性能与微孔结构的关系
• 4.3.1 水泥基材料强度与孔隙率的关系
• 4.3.2 水泥基材料极限水化时的孔隙率与力学性能
• 4.3.3 水泥基材料平均孔径、孔体积分形维数与强度的关系
• 4.4 小结
• 第五章 辅助胶凝材料对复合体系水化产物及结合水影响
• 5.1 水泥基材料水化产物及结合水的热分析
• 5.2 辅助胶凝材料对水泥石凝胶结合水量及其结合水因子的影响
• 5.2.1 辅助胶凝材料对水泥石凝胶结合水量的影响
• 5.2.2 辅助胶凝材料对水泥石凝胶结合水因子的影响
• 5.3 辅助胶凝材料对水泥石CH 含量及CH 因子的影响
• 5.3.1 辅助胶凝材料对水泥石CH 含量的影响
• 5.3.2 辅助胶凝材料对水泥石CH 因子的影响
• 5.4 辅助胶凝材料对水泥石总结合水及总结合水因子的影响
• 5.4.1 辅助胶凝材料对水泥石总结合水的影响
• 5.4.2 辅助胶凝材料对水泥石总结合水因子的影响
• 5.5 水泥石热分析结果与孔结构、力学性能的关系
• 5.5.1 水泥石热分析结果与孔结构的关系
• 5.5.2 水泥石热分析结果与力学性能的关系
• 5.6 小结
• 第六章 结论
• 6.1 有关复合体系水化硬化浆体微孔结构
• 6.2 有关复合体系水化硬化浆体力学性能
• 6.3 有关复合体系水化硬化浆体水化产物
• 参考文献
• 致谢
• 附录攻读硕士期间发表的论文