硅酸盐与含钡硫铝酸盐复合水泥的性能研究

摘要

本论文从研究硅酸盐水泥熟料、含钡硫铝酸盐水泥熟料、二水石膏三种组分合成的复合水泥的物理性能入手，运用XRD和SEM等方法分析复合水泥的水化硬化机制和硬化浆体的组成和结构，对该复合水泥的水化机理进行了深入探讨，确立了复合水泥的组成设计。 研究结果表明：复合水泥中硅酸盐水泥熟料含量为75％，含钡硫铝酸盐水泥熟料含量为15％，石膏掺量为10％时，复合水泥的性能较理想，其在1d、3d和28d龄期的净浆小试体抗压强度分别达到37.8、56.2、76.8MPa，比硅酸盐水泥的各龄期抗压强度分别提高20.6、13.7、17.7MPa。两种熟料复合后，复合水泥的凝结时间明显比硅酸盐水泥缩短，为解决目前硅酸盐水泥凝结时间缓慢提供了一种有效途径。复合水泥还展现出良好的膨胀性，膨胀性大小随含钡硫铝酸盐水泥熟料和石膏掺量的变化而变化。 采用水化热、化学结合水、XRD和SEM等方法研究了复合水泥的水化机理。结果表明：复合水泥的水化热和水化速率都比硅酸盐水泥的高，且同龄期的复合水泥的水化程度都比硅酸盐的水化程度高，这也解释了复合水泥强度高，凝结时间快的原因。复合水泥的主要水化产物为钙钒石(AFt)、C-S-H凝胶、Ca(0H)2等，只是复合水泥的组成不同，水化产物的相对数量不同。还以水泥水化理论为基础，对复合水泥的水化过程进行了分析研究，发现掺入含钡硫铝酸钙水泥熟料后，硫铝酸钡钙矿物和硅酸盐矿物的水化相互促进，使复合水泥水化速度加快。 在性能较好的组合设计比的基础上，研究了几种常用的混合材对复合水泥性能的影响。结果表明：掺加5％石灰石的可以提高复合水泥的各龄期强度，且使复合水泥初凝时间缩短。当掺加50％的矿渣时，复合水泥的强度尤其是28d抗压强度下降幅度不大，当掺加30％时的粉煤灰时，复合水泥的各龄期强度下降幅度不大。当混合材复掺时，在一定的比例下，强度仂、同效应明显。掺入混合材后，对复合水泥的早期强度影响较大，后期强度影响较小。但是掺加同量的混合材，复合水泥的早期强度远高于硅酸盐水泥的早期强度，改善了传统复合水泥早期强度较低的缺点。 研究了几种目前常用在水泥中的有机物，对复合水泥的性能影响，以强度为考察指标，研究其和复合水泥的适应性。研究结果表明：磷酸三丁酯和三乙醇胺对复合水泥有较好适应性，适当的掺量可以改善其早期强度。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章原料与实验方法

第三章硅酸盐与含钡硫铝酸盐复合水泥的性能

第四章复合水泥水化性能的研究

第五章掺加混合材对复合水泥性能的影响

第六章有机物对复合水泥性能的影响

第七章结论与展望

参考文献

致谢

附录