矿渣水泥的收缩性与其硬化水泥石组成的关系

摘要

水泥混凝土的收缩性是其耐久性最主要指标之一，水泥水化特征是决定混凝土收缩性的主要因素。控制水泥基材料收缩的有毛细张力，拆开压力，表面能作用，层间水迁移作用。掺加矿渣混合材是调节水泥收缩性的有效措施，水泥石的性能取决于硬化水泥石的结构和组成。 矿渣的细度和掺量是配制矿渣水泥两个工艺调节参数，选取比表面积为396、502、605m2/kg3个细度水平矿渣粉进行水泥砂浆收缩性实验。其中前两种细度矿粉在10-70％掺量范围内，都能显著改善水泥的收缩性；但用605m2/kg的过细矿粉，较小矿渣掺量的水泥砂浆的收缩反而比硅酸盐水泥的高。各细度矿粉在50％掺量时，水泥砂浆的收缩率最小。 水泥净浆60d的收缩率是砂浆的4-6倍，而且达到体积稳定期所用的时间短。掺加10％矿渣时，收缩特征与硅酸盐水泥相似；矿渣掺量30-70％水泥的收缩特征相近，它们各龄期的收缩都比硅酸盐水泥小，达到体积稳定期所用的时间短。 掺加矿渣后水泥石的结合水量和CH含量都降低。掺加10％矿渣时，结合水量与硅酸盐水泥相近；矿渣水泥的结合水量早期比硅酸盐水泥结合水量增长慢，后期增长快。矿渣水泥的CH含量随矿渣掺量的增加而减小，矿渣水泥中CH含量在35d龄期内会有波动。掺加矿渣能够降低水泥的孔隙率，减小的幅度随矿渣掺量而增加。 比表面积、水化程度、特征孔径和微孔含量和收缩有着很好的相关性。收缩率随着水泥石比表面积、结合水含量的增加而增加。对比不同孔径区间的孔隙含量和收缩之间的关系，发现较小孔径的孔含量比大孔径的孔含量与收缩的相关性高。通过扫描电镜观察发现，矿渣的掺加减少了凝胶表面毛刺状物，50％矿渣水泥一部分凝胶表面呈现蜂窝状。10％的矿渣已经能够侵蚀结晶程度非常好的CH晶体，使得薄片状的CH晶体边缘非常不规则。50％的矿渣水泥中CH表面已经能生成凝胶，同时和原有凝胶粘结良好。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1引言

1.2研究技术路线和主要内容

2水泥浆体水化产物和微观结构

2.1引言

2.2水化产物

2.2.1水化硅酸钙凝胶(C-S-H凝胶)

2.2.1 C-S-H凝胶的结构模型

2.2.2氢氧化钙

2.2.3水化硫铝酸钙

2.2.4孔结构

2.2.5抑制相

2.2.6总结

2.3矿物掺合料组成及其对水泥浆体的影响

2.3.1矿物掺合料的活性

2.3.2矿渣对硅酸盐水泥微观结构的影响

2.3.3矿物掺合料对浆体孔结构的影响

3水泥浆体收缩和蠕变行为研究特点

3.1引言

3.2硅酸盐聚合程度

3.3孔结构和孔分布

3.4 比表面积

3.5微裂纹

4水泥浆体收缩和膨胀

4.1引言

4.2收缩机理

4.2.1毛细压力

4.2.2拆开压力

4.2.3表面自由能

4.2.4层间水的迁移

4.2.5总结

4.3水泥浆体收缩的影响因素

4.3.1水泥中的混合材和外加剂

4.3.2水灰比的影响

4.3.3水化程度的影响

4.3.4养护制度的影响

5实验原料与实验方法

5.1实验原料

5.1.1熟料

5.1.2高炉矿渣

5.1.3石膏

5.2水泥配制方案

5.3物料的处理和试样制备

5.4本试验中用到的试验设备和测试依据

5.4.1水化程度的测量

5.4.2使用水银压入法测量水泥石中的孔分布

5.4.3 CH含量的测量方法

6水泥浆体收缩和组成，孔结构变化关系

6.1水泥试体的收缩试验结果

6.1.1砂浆收缩

6.1.2净浆收缩

6.2水泥净浆组成和孔结构

6.2.1结合水量

6.2.2水化程度

6.2.3 CH含量

6.2.4孔隙分布

6.3水泥净浆收缩率与其成分、孔结构的相关性

6.3.1水化程度和净浆收缩相关性

6.3.2收缩率和结合水量的相关性

6.3.3 CH含量和收缩之间的相关性

6.3.4净浆收缩和孔结构的相关性

6.4水泥浆体的微观形貌分析

6.4.1凝胶形貌特征

6.4.2 CH的形貌

7结论和展望

致谢

参考文献