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自修复用熟料粗粉水化特性及其对水泥强度影响的研究

陈晓  
【摘要】:近年来水泥细度成为人们逐渐关注的问题,目前水泥的过细粉磨所带来的早期放热集中、后期强度无发展、耐久性下降等问题,已逐渐被人们所认知。深入研究引入粗颗粒水泥的长期强度发展趋势,讨论粗颗粒水泥强度发展的可能性,为改善水泥耐久性能,及自修复可能性提供理论基础。 本文研究了三种水泥熟料粗粉各自矿物成分组成特征、各自颗粒级配分布特征,和在不同掺量条件下对砂浆长期抗压强度发展的影响,以及各粒径水泥熟料粗粉自身水化特性以及对水泥需水量和凝结时间的影响。 研究表明,粗颗粒的引入,可以减少水泥拌合时的需水量。水泥的标准稠度用水量随着引入粗颗粒的增多而降低,随着颗粒粒径的增大而降低,整体幅度不大;其中,引入30μm颗粒粉末所测得的用水量与标准水泥一致。对于凝结时间,粗颗粒的引入基本没有变化,不会造成明显的影响。 在水量充足的情况下,水泥熟料粗颗粒部分也可以进行充足的水化,在90d龄期,100μm~150μm颗粒水化程度超过40%,80μm颗粒水化程度超过60%;水化程度随颗粒粒径增大而降低,低热水泥整体水化程度低于硅酸盐水泥熟料,但后期增长趋势较大。 通过分析不同龄期水泥粗粉的SEM扫描电镜图片,可以观察到由Ca(OH)_2的析出到凝胶网络形成而逐渐填充空隙的过程,证实粗颗粒水泥依旧具有比较高的水化活性。同时,粗颗粒的潜在活性,可以使水泥在后期发展中具有微细裂纹自愈合和自修复的能力。 以水泥熟料粗粉替代部分水泥掺入,随着水泥熟料粗粉引入量的增加,在粗颗粒端,早期强度下降而后期强度上升,其中80μm~150μm粒径范围强度损失严重,而后期发展迟缓;60μm~80μm可以看出存在活性,但180d仍未有大幅度发挥;30μm~60μm部分,在不同的水泥熟料180d龄期过程中中体现了较好的后期强度发展趋势。在细颗粒端,30μm颗粒提高了早期强度,但后期强度发展不佳。


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