水泥石的水与干燥收缩的关系

摘要

水泥石目前世界上应用范围最广、使用量最大的工程材料——混凝土的最重要原材料。目前，人们对硬化水泥石的形貌、组成、结构的认识有限，耐久性破坏危险性大等难题依然存在。干燥收缩研究被认为是既有助于深入理解耐久性破坏机理，又有助于进一步了解水泥石组成、结构及其变化规律的研究。而水的迁移和相变是引发干燥收缩的根源，所以研究水与干燥收缩的关系具有重要意义。
　　本论文实验主要围绕梯度干燥失重与收缩实验展开。主要分析了在干燥过程中失水与干燥收缩的对应关系。同时分析了水灰比、水泥细度、湿度梯度设置方式等对水与干燥收缩对应关系的影响。综合热分析实验结合真空105℃干燥及1050℃灼烧实验，分析了梯度干燥无法辨别的不可蒸发水。采用气体吸附(氮吸附)法和压汞法测试分析水泥石的孔结构，并对比分析其与梯度干燥失水实验结果。论文还分析了浸 Ca(OH)2饱和溶液养护和封闭养护两种养护方式对失水与干燥收缩对应关系的影响，以及不同仪器分析预干燥方式过程中的失水与干燥收缩关系。
　　本论文得出以下结论：
　　①在饱和面干→7％RH的干燥过程中，不同湿度段均有水失去。但不同湿度段的失水量不同。No.2梯度设置条件下54%RH→23%RH干燥过程中的失水质量最大。No.3梯度设置条件下23%RH→7%RH干燥过程中的失水质量最大，43%RH→35%RH干燥过程中的失水质量仅次之。
　　②水泥石中的不可蒸发水用综合热分析法进行区分，在120℃~200℃左右，层间水完全失去。在400℃~500℃之间，Ca(OH)2分解失水。水化产物中的凝胶物质会在综合热分析过程中连续分解失水。
　　③在不同湿度段的干燥过程中，干燥收缩值不同、干燥收缩失重比不同。在87%RH→75%RH干燥过程中的收缩失水比最大，95%RH→87%RH过程中的收缩失水比较小。
　　④水灰比越大，在干燥过程中的总失水量越大；水泥石经7%RH干燥后的剩余含水量也有所增加。在饱和面干→54%RH的干燥过程中，水灰比越大，失水量越多；在23%RH→7%RH的干燥过程中，w/c=0.5的水泥石在此湿度段的失水量最小。在87%RH→75%RH、75%RH→54%RH、54%RH→23%RH三个湿度段的干燥过程中，随着水灰比的增加，收缩失水比降低。在95%RH→87%RH、23%RH→7%RH两个湿度段的干燥过程中，随着水灰比的增加，收缩失水比增加。
　　⑤在87%RH→23%RH湿度段的干燥过程中。248m2/kg、330m2/kg、453m2/kg、573m2/kg四种细度对应的水泥石失水量基本一致。比表面积为248m2/kg的熟料对应的水泥石在综合热分析实验中的水化产物分解失重和 Ca(OH)2分解失重最小，比表面积为573m2/kg的熟料对应的水泥石在综合热分析实验中的水化产物分解失重和Ca(OH)2分解失重最大。在95%RH-87%RH湿度段的收缩失水比均明显小于87%RH-75%RH湿度段的收缩失水比。而87%RH-75%RH湿度段的收缩失水比在所有湿度段中最大。
　　⑥在85%RH→7%RH湿度段的干燥过程中，同种试样在不同干燥梯度设置条件下的失水量基本一致。但梯度设置越多，总收缩值越大，同时使干燥收缩曲线更具分段特征。
　　⑦封闭养护的水泥石在梯度干燥过程中的收缩值和失重值均低于浸 Ca(OH)2饱和溶液养护的水泥石。D-干燥过程中的收缩值明显小于105℃干燥、真空105℃干燥等方式产生的收缩值，但其干燥效果也较低。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1水泥的水化及水泥石的物相组成

1.2 水泥石干燥收缩研究现状

1.3 固气界面的吸附作用

1.4 本文研究的目的、意义和主要内容

2 实验原材料及试验方法

2.1 原材料

2.2 梯度干燥实验方法

2.3 机理实验方法

3 水泥石中水的分析

3.1 水泥石中可蒸发水的分析

3.2 综合热分析法对不可蒸发水的分析

3.3 水泥石干燥与热分析失重的全分析

3.4 层间水的相变的温度界定和湿度界定

3.5 本章小结

4 水与干燥收缩对应关系

4.1 梯度干燥形变与质量变化特征

4.2 吸附理论与干燥收缩机理的对应关系

4.3失水与干燥收缩对应关系的量化分析

4.3 本章小结

5 不同影响因素条件下水泥石干燥收缩与失重的对应关系

5.1水灰比对水泥石干燥收缩与失重对应关系的影响

5.2 水泥细度对水泥石干燥收缩与失重的对应关系影响

5.3不同干燥梯度设置对水泥石干燥收缩与失重的影响

5.4 Ca(OH)2溶液养护、封闭养护条件对干燥收缩与失重的影响

5.5 不同排除可蒸发水干燥过程中的收缩与失重特征

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附 录