
粉煤灰水泥水化压实体孔结构及力学性能的研究
发布时间: 2016-04-27 09:18 查看: 2054次
如何提高水泥基材料的结构性能和改善水泥基材料的耐久性越来越成为材料学研究的热点问题。少用水泥熟料,多掺入工业废弃物,是水泥混凝土业可持续发展的重要技术路线。为此,围绕水泥组成和结构的优化、制备过程节能与高效应用等基础性研究尤为迫切。本文通过压制干粉制备粉煤灰水泥压实体,对粉体颗粒的细度进行表征并对粉煤灰水泥压实体堆积结构进行评价。毛细管自发吸水的方式制备水化粉煤灰水泥压实体,对水化压实体孔隙结构的可重复性进行评价。研究水化压实体孔隙结构、强度和水化过程等结构与性能的演变规律。同时研究了颗粒级配对粉煤灰水泥水化压实体孔结构与力学性能的影响。研究取得结果如下:
通过乙醇吸收法和毛细管吸收Lucas-Washburn方程等,对粉煤灰水泥压实体初始堆积结构进行评价。结果表明,所选模具可制备粉体初始堆积结构可重复的粉煤灰水泥压实体。压实体中水泥颗粒基本随机分布,吸收的流体能够完全填充压实体的孔隙。通过毛细管自发吸水的方式制备粉煤灰水泥水化压实体。通过压汞法分析,两次重复制备的粉煤灰水泥压实体的孔隙结构基本一致,具有可重复性。
利用压实粉体的方法制备平均粒径为11.2μm、比表面积430 m2/kg的30 wt.%粉煤灰掺量的粉煤灰水泥压实体。通过毛细吸收法、压汞法、氮气吸附法、全自动重量法动态水蒸汽吸附法、电子显微分析、水化热、非蒸发水含量和抗压强度的测定,研究了水化压实体孔结构与力学性能的演变。结果表明,随着龄期增长,水化压实体的孔隙率逐渐下降。1d内孔隙率下降明显;3d龄期较大孔径的毛细孔基本消失;7d龄期后孔隙率下降比较缓慢。粉煤灰水泥水化压实体的孔径逐渐细化,小孔增多;最可几孔径向小孔径移动,后期孔径变小趋势明显趋缓。粉煤灰水泥水化压实体早期水化较为明显,7d后变化比较缓慢。后期生成的水化产物继续填充孔隙,而远离水化产物的孔隙不能被有效填充,孔隙率下降必然缓慢,强度发展缓慢。随着水化程度的提高、孔隙率降低和孔径的细化,水化粉煤灰水泥压实体的抗压强度增大。
通过乙醇吸收法和毛细管吸收Lucas-Washburn方程等,对粉煤灰水泥压实体初始堆积结构进行评价。结果表明,所选模具可制备粉体初始堆积结构可重复的粉煤灰水泥压实体。压实体中水泥颗粒基本随机分布,吸收的流体能够完全填充压实体的孔隙。通过毛细管自发吸水的方式制备粉煤灰水泥水化压实体。通过压汞法分析,两次重复制备的粉煤灰水泥压实体的孔隙结构基本一致,具有可重复性。
利用压实粉体的方法制备平均粒径为11.2μm、比表面积430 m2/kg的30 wt.%粉煤灰掺量的粉煤灰水泥压实体。通过毛细吸收法、压汞法、氮气吸附法、全自动重量法动态水蒸汽吸附法、电子显微分析、水化热、非蒸发水含量和抗压强度的测定,研究了水化压实体孔结构与力学性能的演变。结果表明,随着龄期增长,水化压实体的孔隙率逐渐下降。1d内孔隙率下降明显;3d龄期较大孔径的毛细孔基本消失;7d龄期后孔隙率下降比较缓慢。粉煤灰水泥水化压实体的孔径逐渐细化,小孔增多;最可几孔径向小孔径移动,后期孔径变小趋势明显趋缓。粉煤灰水泥水化压实体早期水化较为明显,7d后变化比较缓慢。后期生成的水化产物继续填充孔隙,而远离水化产物的孔隙不能被有效填充,孔隙率下降必然缓慢,强度发展缓慢。随着水化程度的提高、孔隙率降低和孔径的细化,水化粉煤灰水泥压实体的抗压强度增大。
颗粒级配对粉煤灰水泥水化压实体的孔结构及力学性能的影响。结果表明,同一龄期,随着粉煤灰掺量的增加,水化压实体的抗压强度明显下降;水化压实体的孔隙率增大,最可几孔径变大。调节粉煤灰细度,对粉煤灰水泥进行颗粒级配。粉煤灰颗粒变细,增加了水化压实体的早期强度;细度提高到一定程度,反而降低了水化压实体的强度。一定细度的粉煤灰与硅酸盐水泥紧密堆积,对水化压实体的孔隙结构的细化有利。水化后期,粉煤灰细度对水泥压实体的孔隙结构的影响不大。调节硅酸盐水泥的细度,对粉煤灰水泥进行颗粒级配。随着硅酸盐水泥粒度变细,粉煤灰水泥压实体的孔隙率上升。粉煤灰水泥水化压实体孔隙结构的演变受压实体初始堆积结构的孔隙率影响较大。设计掺加粉煤灰取代部分硅酸盐水泥的水化初始结构,调控成型水胶比、颗粒级配及均匀制备,长龄期水化实现与未掺粉煤灰的水泥具有相近的强度。
陆安群 南京工业大学
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