高C-,3-S水泥硬化漿體微結(jié)構(gòu)的形成及其表征方法的研究.pdf

1、硬化水泥漿體(hardened Portland cement paste，HCP)是含有多種固體結(jié)構(gòu)元、孔結(jié)構(gòu)和水分等組成的高度非均質(zhì)體系。水泥漿體的微結(jié)構(gòu)是時(shí)間的函數(shù)，微結(jié)構(gòu)隨水化的進(jìn)程而變化可以一直延續(xù)至數(shù)月或數(shù)年。同時(shí)，同一齡期的同一塊漿體中的不同部位具有不同的微結(jié)構(gòu)，漿體中每一局部體系相對(duì)于整個(gè)體系的結(jié)構(gòu)也不同的。另一方面，由于國(guó)內(nèi)外對(duì)硅酸鹽水泥熟料四大礦物的形成和現(xiàn)有的匹配關(guān)系已經(jīng)研究得比較透徹，如果不對(duì)原有的四大

2、礦物體系加以突破，水泥性能將難以繼續(xù)提高。本項(xiàng)研究將對(duì)此加以擴(kuò)展，較大幅度地提高傳統(tǒng)熟料體系中C3S的含量。本文以高性能水泥的硬化漿體為研究的核心，通過(guò)各種科學(xué)的和可靠的表征手段，對(duì)硬化水泥漿體的組成、結(jié)構(gòu)及其變化展開(kāi)研究。研究從硬化水泥漿體的力學(xué)性能著手，分析高性能水泥漿體的組成，對(duì)重要的組分進(jìn)行定量分析和形貌觀測(cè)，從而建立硬化水泥漿體的結(jié)構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析輔助性膠凝材料對(duì)硬化水泥漿體結(jié)構(gòu)的影響，為高性能水泥

3、的設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明，采用高C3S水泥熟料的技術(shù)路線，水泥石的宏觀力學(xué)性能大大加強(qiáng)；純水泥體系和混合水泥體系中的Ca(OH)2含量隨水化進(jìn)行而產(chǎn)生的變化有著明顯的區(qū)別，不同試樣Ca(OH)2晶體的尺寸會(huì)有一定的變化，并表現(xiàn)出一定的規(guī)律性；以乙二醇-甲醇溶液作為溶劑，利用其對(duì)鈣礬石的選擇萃取性，對(duì)鈣礬石進(jìn)行定量表征可以得到比較理想的結(jié)果；研究顯示，體系的交流阻抗譜系數(shù)和孔結(jié)構(gòu)系數(shù)之間有一定的線性關(guān)系；通過(guò)建立一些基

4、本的假設(shè)，并結(jié)合水泥水化動(dòng)力學(xué)的理論，本文建立了高C3S水泥硬化漿體結(jié)構(gòu)形成過(guò)程的模型；經(jīng)過(guò)活化的煤矸石具有一定的活性，煤矸石和Ca(OH)2在水溶液中的反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生水化硅酸鹽和水化鋁酸鹽，這使得煤矸石具有二次水化作用，煤矸石的火山灰反應(yīng)機(jī)理類似于長(zhǎng)石之類的礦物，它的與Ca(OH)2反應(yīng)可以分為三個(gè)階段；煤矸石顆粒與水泥水化產(chǎn)物之間有一定的縫隙，可能會(huì)成為材料破壞的薄弱點(diǎn)。經(jīng)過(guò)活化的煤矸石顆粒其界面結(jié)構(gòu)能夠得到明顯的改善。關(guān)