粉煤灰誘導(dǎo)水泥石微裂縫形成-自愈合作用機(jī)制研究.pdf

1、現(xiàn)代高強(qiáng)水泥基膠凝材料的突出特征是水膠比低、水泥細(xì)度大、水泥漿體初凝與終凝時(shí)間間隔短，水泥石結(jié)構(gòu)快速形成，引起材料內(nèi)部應(yīng)力集中的不均衡分布問題突出，從而使得水泥石微結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生裂縫等原生缺陷，影響材料性能。本論文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，根據(jù)細(xì)觀力學(xué)與膠凝材料學(xué)原理，采用表面光滑、質(zhì)地堅(jiān)硬、早期活性程度低、后期具有較高水化活性的粉煤灰作為誘導(dǎo)介質(zhì)，通過誘導(dǎo)介質(zhì)與水泥石的相互作用，調(diào)整水泥石內(nèi)部結(jié)構(gòu)并誘導(dǎo)裂縫至其周圍，并在后期對裂縫進(jìn)行原位

2、自修復(fù)的技術(shù)方法。
　　通過自主設(shè)計(jì)的水泥石滲透測試裝置分析了不同粉煤灰摻量、粒徑及水膠比下水泥石裂縫的依時(shí)形成與發(fā)展規(guī)律。結(jié)果表明，水泥石的裂縫吸水量因粉煤灰摻量、粉煤灰粒徑以及水膠比的增加而增加，且吸水量呈現(xiàn)早期增長較快，后期趨于線性增長的變化趨勢，與水泥石微結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢相一致?？疾炝擞屑s束條件下的水泥石裂縫發(fā)展過程，水泥石裂縫最先在有約束的地方形成細(xì)小的裂縫，之后不斷地延伸發(fā)展并與其它約束方向的裂縫相交成有一定長度和寬度的

3、較大裂縫。結(jié)合宏觀力學(xué)性能分析與SEM水泥石微觀結(jié)構(gòu)觀測結(jié)果，驗(yàn)證了粉煤灰具有早期誘導(dǎo)裂縫形成，后期修復(fù)裂縫的作用。
　　探討了粉煤灰對水泥石裂縫的愈合作用機(jī)制。通過水泥石抗壓強(qiáng)度恢復(fù)率表征粉煤灰原位修復(fù)水泥石裂縫的效果，分析水膠比、粉煤灰摻量、激發(fā)劑、養(yǎng)護(hù)制度等對裂縫自愈合性能的影響。結(jié)果表明，水膠比的增大、粉煤灰摻量的增多使水泥石抗壓強(qiáng)度恢復(fù)率增加，水泥石裂縫原位自修復(fù)效果增強(qiáng)，而激發(fā)劑的引入使粉煤灰過早參與水化反應(yīng)，降低了后

4、期的反應(yīng)程度，因而降低了水泥石抗壓強(qiáng)度恢復(fù)率；摻有激發(fā)劑的水泥樣品在水養(yǎng)條件下的自愈合能力較標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)降低。水泥石XRD、TG-DTG和背散射圖像的微觀測試結(jié)果與宏觀力學(xué)性能的結(jié)果一致。
　　研究了基于內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用的水泥石裂縫愈合作用提升技術(shù)。通過引入預(yù)吸水的內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑SAP（高性能吸水樹脂）實(shí)現(xiàn)對水泥石的內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用。結(jié)果顯示，在水泥石后期水化作用提供裂縫愈合的基礎(chǔ)上，內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑SAP的引入為粉煤灰的火山灰效應(yīng)提供充足的水分，構(gòu)建了良好的