陶瓷粉水泥基复合材料的孔隙结构和力学性能

摘要

研究了陶瓷粉对水泥基复合材料孔隙结构和力学性能的影响.实验设计了5组砂浆试件和5组硬化水泥浆体试件,水胶比为0.4,陶瓷粉质量分数分别为0％、10％、20％、30％、40％.首先测量陶瓷粉砂浆试件的抗压、抗折强度.然后利用压汞法(MIP)测量陶瓷粉砂浆试件的孔隙结构,得到总孔隙率、比表面积、孔隙尺寸分布、特征孔径等孔隙结构信息.最后利用热重分析(T G)、X射线衍射分析(XRD)及扫描电镜(SEM)测量陶瓷粉-水泥复合浆体水化产物的种类、数量、微观形貌等.研究表明:(1)在高取代率(>30％)下,陶瓷粉作为掺合料对砂浆抗压、抗折强度的影响相对稳定,甚至在水化后期相比纯砂浆试件还有所增强;(2)陶瓷粉的掺入可以明显降低临界孔径,且当陶瓷粉掺量为30％或者40％ 时,凝胶孔和小毛细孔体积明显增多,约占孔隙体积的90％ 以上;(3)化学结合水量随陶瓷粉的掺入逐渐增加,Ca(O H)2含量逐渐降低,陶瓷粉中活性铝、硅成分与复合浆体中的Ca2+和O H—离子反应生成新的C-S-A-H产物.