水泥净浆结粒检测方法及其机理研究

摘要

水泥是国民经济建设中不可缺少的基础材料，从诞生至今的170多年发展历程里，为人类社会进步和经济发展作出了巨大的贡献。改革开放以来，随着我国国民经济建设的快速发展，水泥工业经过“七五”、“八五”、“九五”、“十五”4个五年计划也得到了前所未有的大发展，为国民经济快速、持续、健康的发展做出了贡献。随着水泥生产和消费的快速增长，水泥质量已经成为越来越受到关注的问题。水泥水化时出现的净浆结粒现象虽然存在已久，但是很长时间来都没有受到应有的重视，一直都没有足够的研究来解释净浆结粒的形成机理，因此没有提出有效的办法来解决结粒现象的发生，让水泥使用者和厂家蒙受损失。更重要的是发生净浆结粒的水泥虽然会影响用户的使用，但按照国家标准检验各项指标却合格。所以研究水泥净浆结粒的形成机理具有一定的理论研究价值，对完善我国水泥检测标准具有现实意义。 根据现有的水泥凝结时间测试方法的启迪，提出了一套新的水泥净浆结粒的检测方法——针入法。根据现有的水泥净浆结粒理论，通过实验对针入法进行分析和研究，结果表明：该净浆结粒检测方法可靠性高，检测结果具有很好的稳定性和重现性；同时对于不同条件的变化，能够充分反映水泥净浆结粒的变化规律，与现有理论对映良好，是研究净浆结粒的有效方法。 将现有的水泥净浆结粒研究方法——水筛法和针入法进行实验比较和研究，利用美国Microcal公司出的数据分析和绘图软件——Origin7.5pro，进行非线性的s拟合，利用Boltsmann模型分析。结果表明：水筛法适用于测量结粒量小的水泥；针入法在测量结粒量大的水泥时较为准确。 针对净浆结粒水泥的特点，本文对存在该现象的水泥从岩相、温度、湿度、石膏掺量、水化热和矿物成分等方面展开分析。岩相分析结果认为，水泥煅烧气氛和冷凝制度的不合理也对水泥净浆结粒有一定影响。温度、湿度和石膏掺量对于水泥净浆结粒程度有着明显的规律性关系，能够通过这一规律有效改善水泥净浆结粒程度。 本文通过用针入法、XRD、SEM等测试方法，对水化产物的研究，提出了净浆结粒的形成机理是：水泥净浆结粒在3～5分钟左右是形成水泥包裹的阶段，在该阶段水泥包裹快速形成，而且所成包裹较为致密。在完成该阶段后，结粒开始在包裹为中心，不断吸附其他水泥的过程，此时结粒量也不断增加。在20分钟以后，溶液不断向结粒中渗入，使得结粒外部松散的结构愈发松散；同时，由于水的渗透压影响，少部分包裹的膜破裂结粒量不断减小。在50分钟以后，溶液几乎将所有的包裹外部吸附的水泥腐蚀完全，大部分水泥包裹的膜破裂，溶液渗入包裹内部的未水化的水泥，形成新一轮的净浆结粒，但是由于这次能够参与结粒的水泥量很少(仅仅是原来内部包裹的部分)，所以只能形成一个较小的结粒量的峰值。随着时间的推移，结粒在溶液的侵蚀下，又逐步减少。随着时间越长，水终究会渗透过结粒表面包裹层而进入结粒内部，与未水化的水泥颗粒反应。最终整个系统内部和正常水泥水化特征相同。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章净浆结粒的检测方法研究

第3章净浆结粒的检测方法比较

第4章净浆结粒影响因素研究

4.1岩相分析

4.2温度和湿度影响

4.3石膏掺量影响

4.4水化热影响

4.5矿物成分影响

第5章净浆结粒机理研究

第6章结论与展望

参考文献

致谢

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文