粉煤灰地聚合物中的水及其混凝土界面过渡区研究

摘要

粉煤灰地聚合物作为一种新型胶凝材料兼有陶瓷、水泥、高分子材料的特点，具有许多优于传统胶凝材料的性能，是国内外研究绿色胶凝材料的热点。但关于粉煤灰地聚合物的研究，目前主要集中在碱激发剂、原材料Si/Al比、固定重金属离子以及耐久性等，关于水在粉煤灰地聚合物体系中所起的作用以及粉煤灰地聚合物混凝土界面过渡区的研究鲜有报道，且并没有一致结论。
　　本文主要研究粉煤灰地聚合物中水的作用方式及存在形式、高效减水剂的相容性及其混凝土界面过渡区影响因素和状态。通过测试流动度、凝结时间、强度等宏观性能，并结合SEM、XRD、EDS等进行表征，研究成果如下:
　　1、水在粉煤灰地聚合物中所起的作用和存在形式与其参与地聚合反应的方式有关，在设计水灰比范围内，增大碱激发剂含水量可以促进地聚合反应，且在反应后以结合水和结构水形式存在;除碱激发剂中所含水以外，额外掺入的水称为附加水，附加水含量会显著影响粉煤灰地聚合物的性能，附加水含量增加会抑制地聚合反应并在粉煤灰地聚合物内部产生大量孔隙，反应后以自由水存在于孔隙中;养护环境中的水会影响粉煤灰地聚合物中自由水迁移，在相对湿度为70～80％条件下进行养护效果最佳。
　　2、高效减水剂在粉煤灰地聚合物中的作用效果与传统硅酸盐水泥不同，以萘系和聚羧酸高效减水剂进行试验发现，高效减水剂掺入会阻碍地聚合反应，且萘系高效减水剂影响程度大于聚羧酸高效减水剂;
　　3、粉煤灰地聚合物与粗骨料的界面过渡区和传统水泥混凝土不同，不存在CH与AFt晶体，且界面过渡区更加密实。其界面状态与骨料种类和配合比参数有关，以石灰岩为粗骨料所制备试件具有较高的界面粘结强度。水灰比越低，界面粘结强度越高。矿渣掺入会显著提高界面粘结强度，并赋予早期效果。碱激发剂浓度升高或模数降低都会促进粗骨料活性成分溶出，有助于界面粘结强度发展。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 立题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容与技术路线

第二章 原材料与试验方案

2．1 原材料及技术指标

2．2 粉煤灰地聚合物制备工艺

2．3 试验方法

2．4 试验方案

2．5 本章小结

第三章 粉煤灰地聚合物中水的作用研究

3．1 地聚合反应机理

3．2 水在粉煤灰地聚合物中的作用及机理分析

3．3 高效减水剂相容性研究

3．4 本章小结

第四章 粉煤灰地聚合物混凝土界面过渡区研究

4．1 水泥混凝土的界面过渡区状态

4．2 粉煤灰地聚合物混凝土界面过渡区粘结强度分析

4．3 粉煤灰地聚合物混凝土界面过渡区微观结构与元素分布

4．4 本章小结

结论与展望

主要结论

展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所发表的学术论文

攻读学位期间参与的科研项目