多组分水泥基材料水化特征与产物性质的研究（可编辑）.doc

多组分水泥基材料水化特征与产物性质的研究 , /随着概念的提出,混凝土技术已得到全面发展。相比十年前混凝 土的配合比设计理论已有了较大变化,矿物掺合料已成了配制不可 或缺的组分之一。虽然粉煤灰、矿渣等掺合料的掺加技术已较为成熟, 但是对于由水泥、粉煤灰、矿渣和硅灰组成的多组分水泥基材料的水化 动力学、热力学研究的甚少卵本文通过采用微量热仪、?、、 和小角度射线衍射等手段,研究了掺加矿渣、粉煤灰和硅灰三种 ‘、废渣的多组分水泥基材料的水化特征、产物特性及水泥石微观结构 和发展过程。 通过测定多组分水泥基材料的水化放热,研究了该体系的水化特征。 以自粜表明,与硅酸赫水泥相比,由于矿物掺合料与水泥熟料在活性和水 化机理上的差异,水化历程有较大的改变:多组分体系诱导期、加速期 和衰减期延长,水化反应速率明显降低;低温时,水化放热速率曲线上 的第二放热峰细化成分别对应于熟料和矿物掺合料水化的两个小峰:高 温时,反应速率加快,双峰合并;进一步研究发现,掺合料的种类与掺 量对水化历程也有较大的影响;建立了适用于多组分水泥基材料不同水 化阶段的水化动力学方程。通过对表征水化特征和相应阶段的动力学参 数的分析,探明了多组分水泥基材料的水化机理。对多组分体系各水化 龄期的水化样进行了研究:计算出各富水相水化产物的含量及其各种水 的含量。通过研究富水相水化产物热稳定性的研究指出:矿物掺合料的 掺入,改变了水化产物,特别是含水层状产物各离子之间的结合状态, 导致其结构稳定性发生变化:并且在此基础上探讨了富水相水化产物的 结构特征以及随掺合料种类、掺量和水化龄期的转变规律;研究了多组 分体系微观结构形成及其发展过程:通过形貌观察发现,掺入掺合料后, 由于掺合料的物理化学作用,纤维状和针状凝胶产物逐渐转变成絮凝状: 结晶相规于的几何外形被反应腐蚀掉,而且在结晶相中由凝胶随体系碱 度变化有结晶化趋向,转变结晶生成的类似托勃莫来石等物质结晶相产 物,而主要结晶相的量明显减少。由于矿物掺合料的晶核作用、填充密 实和二次水化作用,明显改善了界面过渡区和基体中的择优取向,并 且不论是在界面区还是基体中,结晶相的晶粒尺寸都发生了明显的细化十 本文建立了一种新的表观反应活化能计算方法一一等转化率法。址 较结果表明:等转化率法对于多组分体系的表观反应活化能的计算比较武汉理工火学硕士学位论文 适用于多组分水泥基材料各水化阶段。结合、水化历程、水化机理 和结构特征的研究结果,早期的水化产物通过溶解一沉淀过程生成,后期 是通过类似于固相烧结的化学反应生成。文 水化动力学; 产物特性 关键词 多组分水泥基材料 微观结构: 矿物掺合料武汉理.:大学硕士学位论文 ,,. . . . 儿 . ¨ 、析 陀,. . ,? . ,雎.口 , . , 如 ,℃. 砌 ℃, ... . .“, , . 锄 .吼.鹤 . 埘. ? 咖 . , ?’州 武汉理一:人学硕士学位论文 ?. . . /。/.,曲 ? . ≈ :? ;武汉理工大学硕士学位论文 第章 绪论 .水泥基材料与可持续发展战略 随着近代世界人口的急剧增长及工业、交通的迅速发展,地球的承受 负担剧增,加上资源环境的过度消耗和环境的日益恶化,人类的生存受 到威胁,为此联合国年在巴西的里约热内卢召开世界环境保护与发 展会议,将“人类走可持续发展道路”作为世界性课题被提到前所未有 的高度。可持续发展的目标是使社会经济同资源环境实现良性循环。 年月同,我国国务院第 次常务会议讨论通过了《中国世纪议 程一一中国世纪人口、环境与发展白皮书》,指出:“本世纪以来,随 着科学技术进步和社会生产力的极大提高,人类创造了前所未有的物质 财富,加速推进了文明发展的进程。与此同时,人口剧增、资源过度消 耗、环境污染、生态破坏和南北差距扩大等同益突出,称为全球性的重 大问题,严重地阻碍着经济的发展和人民生活质量的提高,继而威胁着 全人类的未来和生存的发展。在这种严峻形势下,??必须寻求一条人 口、经济、社会、环境和资源相互协调的、既能满足当代人的需求而又 不对满足后代人需求的能力构成危害的可持续发展的道路。”?此后各国 政府也采取措施尽可能地节约资源、能源和减少对环境的污染。 人类进入世纪,要进一步可持续发展,首先面临的就是人口膨胀、 ;『境恶化和资源短缺三大问题。水泥混凝土材料作为本世纪最大的结构 与建筑工程材料,是人类物质文明建设中不可缺少的基石,因此,水泥 混凝土技术必须大力发展。随着经济和科学技术的发展,一方面,社会 进步和经济发展需要我们提供足够多的优质水泥混凝土;另一方面,要 实现可持续发展战略,就必须有效地节约资源、能源,争取做到以最少 的资源消耗获得最大的经济效益和社会效益”。但是在传统的高强水泥基 材料中,