磷鋁酸鹽-硅酸鹽復(fù)合水泥耐久性研究.pdf

1、本論文主要研究了由磷鋁酸鹽水泥熟料(簡(jiǎn)稱PALC，以下同)與硅酸鹽水泥熟料(簡(jiǎn)稱PC，以下同)制備的復(fù)合水泥的耐久性。針對(duì)復(fù)合水泥在海水侵蝕、硫酸鎂侵蝕、凍融循環(huán)、負(fù)溫下的力學(xué)性能和應(yīng)力-應(yīng)變行為進(jìn)行了分析，測(cè)試了復(fù)合水泥的抗水滲透和抗氯離子滲透性能，利用X射線衍射(XRD)、紅外分析(IR)、掃描電鏡(SEM)、核磁共振(NMR)等測(cè)試方法對(duì)復(fù)合水泥水化硬化漿體的相組成、微觀結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行機(jī)理研究，解釋了復(fù)合水泥力學(xué)性能和耐久性改善的

2、原因。 XRD發(fā)現(xiàn)，復(fù)合水泥具有較硅酸鹽水泥良好的抗化學(xué)腐蝕性能，是因?yàn)榱卒X酸鹽水泥具有良好的抗海水、抗硫酸鎂侵蝕性能，磷鋁酸鹽水泥的摻入，復(fù)合水泥生成氫氧化鈣的含量降低，從而大大降低了膨脹性產(chǎn)物C3A·CaCl2·10H2O、鈣礬石的生成量，并使?jié){體中1429～1484cm-1處C-S-H凝膠的分解減少，經(jīng)過(guò)核磁共振發(fā)現(xiàn)，硅酸鹽水泥在-79.19～-92.44ppm屬于Q1、Q2吸收峰其大小明顯小于復(fù)合水泥-79.09～-92

3、.03ppm出的吸收峰，這說(shuō)明化學(xué)侵蝕造成硅酸鹽水泥[SiO4]聚合度解聚比復(fù)合水泥要多，這也是復(fù)合水泥具有較硅酸鹽水泥較好力學(xué)性能的原因。海水腐蝕下，磷鋁酸鹽-硅酸鹽復(fù)合水泥凈漿在90d、180d、270d、360d、510d的抗壓強(qiáng)度下降率比相應(yīng)硅酸鹽水泥凈漿的要低15.04％、12.72％、10.18％、9.64％、1.71％；比360d和510d硅酸鹽水泥砂漿的抗折強(qiáng)度下降率低10.1％、9.0％；比360d和510d硅酸鹽水泥

4、砂漿的抗壓強(qiáng)度下降率低3.5％、4.8％。 復(fù)合水泥具有良好抗凍性是因?yàn)榱卒X酸鹽水泥具有良好的力學(xué)性能和負(fù)溫性能，通過(guò)XRD分析發(fā)現(xiàn)負(fù)溫一天的硅酸鹽水泥的熟料礦物衍射峰很高，水化產(chǎn)物氫氧化鈣、鈣礬石的含量較少，與相應(yīng)的復(fù)合水泥相比可以看出在d=0.491nm處有明顯的氫氧化鈣吸收峰，鈣礬石的衍射峰也很明顯，這說(shuō)明在復(fù)合水泥中摻入磷鋁酸鹽水泥，加快了硅酸鹽水泥的水化，這也是復(fù)合水泥強(qiáng)度較硅酸鹽水泥好的原因。同時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度越低，水泥中

5、水化產(chǎn)物衍射峰也越低，溫度越低對(duì)水泥的性能影響也越大，這從-18度養(yǎng)護(hù)一天有白色凝膠析出可以證明。負(fù)溫下，以-10℃為例，復(fù)合水泥1＃凈漿在3d、28d抗壓強(qiáng)度分別比硅酸鹽水泥提高64.3％、64.5％，砂漿抗折強(qiáng)度在3d、28d強(qiáng)度分別提高22.6％、17.4％，抗壓強(qiáng)度在3d、28d強(qiáng)度分別提高24.6％、10.2％，表現(xiàn)出良好的抗凍性。 磷鋁酸鹽—硅酸鹽復(fù)合水泥漿體不論在抗水滲透還是抗氯離子滲透，都表現(xiàn)出優(yōu)于相應(yīng)硅酸鹽水泥

6、漿體的性能。在恒壓1.5MPa下，復(fù)合水泥砂漿滲水時(shí)間較相應(yīng)硅酸鹽水泥砂漿的滯后了3.5～4.0小時(shí)；從28d到90d，復(fù)合水泥和PC漿體中氯離子擴(kuò)散系數(shù)分別下降59～66％和42％.到90d，復(fù)合水泥漿體對(duì)氯離子的抗?jié)B透能力比PC強(qiáng)1.6～2.0倍。 較高的水化速率和水化程度，使?jié){體能盡早地建立起抵御凍融的水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)體系，從而呈現(xiàn)出較好的耐負(fù)溫和凍融的行為。 從水化產(chǎn)物C-S-H分子基團(tuán)結(jié)構(gòu)層次揭示了由于鏈層狀結(jié)構(gòu)的