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利用电阻率法对早龄期水泥水化与微结构的研究

作 者: 李锐
导 师: 张文生; 隋同波
学 校: 中国建筑材料科学研究总院
专 业: 材料学
关键词: 电阻率法?水泥早期水化?水化微结构
分类号: TQ172.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 143次
引 用: 1次
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内容摘要


水泥的水化是一个复杂的非均质多相物理化学反应过程。对于任何一种水泥,在不同水化时刻,瞬时水化性质不同,水化动力学参数、所表现出来的水化放热量、水化速率以及电学性能和结构变化也均不同。但水泥水化特别是早期水化所引起的一系列物理、化学及物理化学变化,能直接影响水泥基材料的长期性能和工程性能。“就像新生的婴儿一样,要使其发育成健康的成人,需对其成长的早期阶段特别关心”。因此,研究水泥早期水化过程及机理,了解在水化过程中水泥浆体所表现出的物理、化学特性具有重要的理论价值和现实意义。本文利用无电极电阻率仪研究水泥早期水化过程及结构的演化,阐述了水泥水化电阻率-时间曲线的意义,在水泥水化研究的基础上,研究了水灰比与矿物外加剂对早期水化过程的影响。研究表明:水泥浆体导电特性的变化是物理(孔隙率、孔分布等)与化学(离子浓度)综合作用的结果,水化电阻率的发展能够连续、准确地反映早期水化历程,是研究水泥水化特性及微观结构的得力手段。根据电阻率特征曲线将水泥水化过程划分为溶解期、诱导期、加速期、减速期4个阶段;其中在溶解期和诱导期,电阻率由体系中的液相电阻率决定,主要受离子的种类、浓度、离子的迁移等因素影响;而在加速期和减速期,电阻率是水泥浆体微结构形成和发展的表征,与孔隙结构的发展密切相关。对不同水灰比对早龄期水泥水化电阻率影响的研究发现,水灰比的增大,使得水化各阶段的电阻率降低,完成各阶段所需的时间延长。这是因为水灰比的增大,浆体中液相量增加,水泥矿物的水解程度提高,水泥粒子的水化和离子的迁移都较容易,使得电阻率较小。粉煤灰能使早期水化过程各阶段经历的时间延长,在水化早期主要发挥分散作用、填充效应和微集料效应,未能表现出火山灰活性。粉煤灰的引入,使电阻率变化曲线向后推迟,且随着掺量的增加,影响越显着,在水化过程中其结构的变化对电阻率起决定性作用。根据电阻率-时间曲线,对凝结时间进行了定义;同时试验证明用电阻率法预测水泥28d强度是可行的。

全文目录


摘要??4-5
Abstract??5-9
第1章 绪论??9-17
??1.1 课题背景??9
??1.2 国内外研究现状??9-16
????1.2.1 硅酸盐水泥水化机理的研究??9-12
????1.2.2 水泥水化研究方法??12-15
????1.2.3 早期水化研究中存在的问题及未来的研究方向??15-16
??1.3 本课题研究的目的和意义??16
??1.4 本课题的研究内容??16
??1.5 本章小结??16-17
第2章 试验原材料与试验方法??17-29
??2.1 试验原材料??17-18
??2.2 试验方法??18-28
????2.2.1 无电极电阻率仪试验方法??18-27
????2.2.2 水泥水化热性能测定??27
????2.2.3 凝结时间的测定??27-28
????2.2.4 水泥胶砂强度??28
????2.2.5 Ca~(2+)浓度的测定??28
??2.3 本章小结??28-29
第3章 电阻率法对水泥的早期水化的研究??29-41
??3.1 水泥早期水化电阻率变化规律的研究??29-36
????3.1.1 水泥水化电阻率发展曲线??29-32
????3.1.2 水泥早期水化阶段的划分??32-33
????3.1.3 电阻率变化特征点的研究??33-36
??3.2 水泥水化电阻率模型(HER 模型)的建立??36-38
????3.2.1 HER 模型??37
????3.2.2 HER 模型的特点与意义??37-38
??3.3 水化电阻率与微结构的关系??38-39
??3.4 本章小结??39-41
第4章 电阻率法在水泥早期水化行为中的应用研究??41-51
??4.1 水灰比对水泥早期水化过程的影响??41-42
??4.2 粉煤灰对水泥早期水化的影响??42-44
??4.3 电阻率法测定凝结时间??44-48
??4.4 电阻率法预测水泥 28 天强度??48-50
??4.5 本章小结??50-51
结论与展望??51-53
??结论??51-52
??展望??52-53
参考文献??53-57
攻读硕士学位期间所发表的学术论文??57
攻读学位期间参加科研项目情况??57-59
致谢??59

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 水泥工业 > 基础理论
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