硅灰和纳米二氧化硅对砂浆性能的影响研究

摘要

实际工程中使用的水泥基材料需要具备的性能要求越来越高，但普通水泥基材料的耐久性和强度相对较低。因此，研发更好的高性能水泥基材料应对实际工程对施工性能、强度和耐久性能的需求，显得尤为迫在眉睫。硅灰和纳米二氧化硅均具有粒径小、比表面积大以及火山灰活性强等特点，是研制高性能砂浆或高性能混凝土的辅助胶凝材料之一。纳米二氧化硅能有效地提高砂浆的内聚性和粘附性以及耐久性能，但相关研究仍然缺乏。在力学性能方面，纳米二氧化硅对砂浆后期强度的影响存在争议。此外，混掺硅灰和纳米二氧化硅对砂浆性能的影响也缺乏系统的研究。因此，有必要对掺硅灰和纳米二氧化硅的砂浆进行系统的研究，为硅灰和纳米二氧化硅在砂浆或混凝土中应用提供指导作用。
　　本文对水胶比、硅灰掺量和纳米二氧化硅掺量不同的砂浆进行新拌性能试验、抗压强度试验和耐久性能试验，研究了水胶比、硅灰掺量和纳米二氧化硅掺量对砂浆新拌性能、强度和耐久性能的综合影响。主要完成的工作如下：
　　（1）对单掺纳米二氧化硅或单掺硅灰或混掺纳米二氧化硅和硅灰的砂浆拌合物进行迷你坍落扩展度试验、迷你 V型漏斗试验、2.36mm筛析稳定性试验以及石棒粘附试验，探讨水胶比、硅灰掺量和纳米二氧化硅掺量对砂浆拌合物新拌性能的影响。试验结果表明，水胶比、硅灰掺量和纳米二氧化硅掺量均对砂浆拌合物的各项新拌性能有重要影响；
　　（2）通过调整高效减水剂剂量确保工作性能来制备砂浆，对单掺纳米二氧化硅或单掺硅灰或混掺纳米二氧化硅和硅灰的砂浆拌合物进行抗压强度试验和电镜扫描试验研究，探讨水胶比、纳米二氧化硅掺量和硅灰掺量对砂浆拌合物立方体抗压强度和微观结构的影响。试验结果表明，7天、28天和56天抗压强度均随着硅灰掺量和纳米二氧化硅掺量的增加而提高，随着水胶比的降低而提高；硅灰和纳米二氧化硅对抗压强度和微观结构具有协同作用；
　　（3）通过调整高效减水剂剂量确保工作性能来制备砂浆，对单掺纳米二氧化硅或单掺硅灰或混掺纳米二氧化硅和硅灰的砂浆拌合物进行碳化试验、硫酸盐侵蚀试验、电通量试验和吸水率试验等研究，探讨水胶比、硅灰掺量和纳米二氧化硅掺量对砂浆的抗碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗氯离子渗透性能和耐水性能的影响。试验结果表明，水胶比、纳米二氧化硅掺量和硅灰掺量对各项耐久性能均有重要影响。纳米二氧化硅和硅灰对抗碳化性能和抗硫酸盐侵蚀性能具有协同作用，对抗氯离子渗透性能和耐水性能不具有协同作用。

目录

第一章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 硅灰和纳米二氧化硅在水泥基材料中的应用

1.3 掺硅灰和纳米二氧化硅的水泥基材料的研究现状

1.4 本文主要研究内容

1.5 本文的创新之处

第二章 硅灰和纳米二氧化硅对砂浆新拌性能的影响

2.1 引言

2.2 试验原材料

2.3 配合比设计

2.4 砂浆拌制程序

2.5 试验方法

2.6 试验结果与分析

2.7本章小结

第三章硅灰和纳米二氧化硅对砂浆的强度和微观结构的影响

3.1 引言

3.2 试验原材料

3.3配合比设计

3.4 试验方法

3.5 实验结果与分析

3.6 硅灰和纳米二氧化硅的协同作用

3.7 本章小结

第四章 硅灰和纳米二氧化硅对砂浆耐久性能的影响

4.1 引言

4.2 试验原材料和配合比设计

4.3 试验方法

4.4 实验结果与分析

4.5 硅灰和纳米二氧化硅的联合作用

4.6 硅灰和纳米二氧化硅的联合作用机理

4.7 本章小结

结论与展望

全文总结

研究展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

声明

致谢