水泥基材料熱膨脹及熱疲勞研究.pdf

1、水泥基材料是一種非均質(zhì)的多相復(fù)合材料，其中各種組成材料的熱膨脹性能存在差異性。環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，材料內(nèi)各組分間會(huì)產(chǎn)生不均勻熱膨脹，并產(chǎn)生界面熱應(yīng)力，導(dǎo)致界面出現(xiàn)微裂紋，嚴(yán)重時(shí)甚至引起結(jié)構(gòu)失效。本文著重研究水泥基材料組分熱膨脹性能的差異及其熱相容性，觀察水泥基材料在熱循環(huán)作用下的熱疲勞效應(yīng)，并在深入研究了硬化水泥石熱膨脹性能及其機(jī)理的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)材料各組分熱膨脹的協(xié)調(diào)性。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，在20～85℃的溫度范圍內(nèi)，硬化水泥

2、漿的線膨脹系數(shù)是粗集料的二倍多，兩者的熱膨脹性能存在明顯的差異。微觀上，多次熱循環(huán)后，熱裂紋出現(xiàn)于界面過渡區(qū)，并且沿集料邊緣方向擴(kuò)展，微裂紋寬度隨熱循環(huán)次數(shù)增加而增大。宏觀上，水泥基材料的抗壓強(qiáng)度隨熱循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸下降。
　　 硬化水泥石的熱膨脹率和熱膨脹系數(shù)隨水灰比的增大而減小。粉煤灰、礦粉、硅灰和偏高嶺土等礦物摻和料的加入，均可不同程度的降低硬化水泥石的熱膨脹率和熱膨脹系數(shù)，其降低程度隨礦物摻和料摻量的增加而增大。摻加

3、碳纖維或聚丙烯纖維，對(duì)水泥石熱膨脹的限制作用大致相當(dāng)。聚合物乳液對(duì)硬化水泥石的熱膨脹性能的限制作用，因其種類和性質(zhì)的不同而改變。
　　 硬化水泥石的熱膨脹系數(shù)隨著水灰比的增大而不斷降低，主要是由于水灰比的增大導(dǎo)致水泥石內(nèi)孔隙增多，較多的孔隙為材料的膨脹提供了較大的緩沖空間。礦物摻和料的摻入可降低水泥漿體Ca(OH)2(CH)含量并改變其孔隙率，從而有效的限制硬化水泥石的熱膨脹性能，其中CH含量對(duì)水泥石熱膨脹性能的影響大于孔隙率的