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《武汉理工大学》 2011年
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纤维素醚改性水泥浆体性能研究

苏雷  
【摘要】:本研究来源于国家自然科学基金“薄层纤维素醚砂浆水化历程和微观结构形成的机制研究”(50902107)。通过对纤维素醚改性水泥浆体工作性、力学性能、水泥水化规律和微观结构的分析,研究了纤维素醚(MC)掺量和粘度对水泥浆体性能的影响。通过对薄层纤维素醚改性水泥浆体的性能分析,研究了快速失水条件下,薄层纤维素醚改性水泥浆体的水化规律。 本文主要的工作及所取得的成果如下:1.通过对纤维素醚改性水泥浆体的保水率、失水量和凝结时间的分析,研究了纤维素醚掺量和粘度对水泥浆体工作性的影响。 随着MC掺量的增加,水泥浆体的保水率不断增大,失水量不断减小,凝结时间不断增加。当掺量为0.6%时,保水率和失水量分别为99%和1.1g/mm2×10-4,掺量再增加,保水率和失水量不再变化。同一掺量下,MC改性水泥浆体的保水率和失水量大小为:MC1MC2MC3。当掺量为0.6%时,水泥浆体的初凝和终凝时间分别为425min和575min,较空白样(220min和335min)分别增大了93%和72%。 2.通过对纤维素醚改性水泥浆体抗压强度和拉伸粘结强度的分析,研究了纤维素醚掺量和粘度对水泥浆体力学性能的影响。 (1)随着MC掺量的增加,硬化水泥浆体的抗压强度不断降低。掺量≤0.4%时,水泥浆体的抗压强度随着MC掺量的增加不断下降,当掺量≥0.8%,抗压强度随MC掺量的增加不再变化。MC1、MC2和MC3均能降低水泥浆体的抗压强度,MC2和MC3可以明显降低水泥浆体的7d和28d抗压强度,而MC1可以显著降低水泥浆体的3d抗压强度。 (2)水泥浆体与砂浆板间的拉伸粘结强度:当掺量≤0.7%时,随着MC掺量的增加,拉伸粘结强度不断增大。当掺量0.7%时,3d拉伸粘结强度基本不再变化,7d拉伸粘结强度缓慢增大,28d拉伸粘结强度逐渐降低。同一掺量下,随着MC粘度的增加,拉伸粘结强度不断增大。 水泥浆体与加气混凝土间的拉伸粘结强度:当MC掺量0.7%时,水泥浆体的3d和7d拉伸粘结强度随着MC掺量的增加而急剧增加,当MC掺量≥0.7%时,拉伸粘结强度增加缓慢。当MC掺量0.4%时,水泥浆体的28d拉伸粘结强度随着MC掺量的增加而急剧增加,当MC掺量≥0.4%时,拉伸粘结强度基本不变。 3.利用XRD、TG-DSC-DTG、FTIR、SEM和水化热测试手段,研究了纤维素醚改性水泥浆体的水化规律和微观结构发展。 (1)通过XRD、DTG和FTIR分析,MC的掺加没有改变水化产物的种类,水化产物主要包括:Ca(OH)2和钙矾石。纯水泥浆体中,C-S-H凝胶、钙矾石和Ca(OH)2等水化产物,生成较MC改性水泥浆体中早。C-S-H凝胶形状更趋于完整的纤维状,钙矾石晶体尺寸较细长,二者贯穿于水泥颗粒之间,相互交联,而MC改性的水泥浆体中C-S-H凝胶成细绒状,钙矾石尺寸则较短粗。 (2)MC明显延迟了水泥水化的诱导期和加速期,随着MC掺量的增大,水泥浆体水化诱导期逐渐增大,加速期逐渐向后推移,加速期时间逐渐延长,且放热峰值逐渐减小。 4.研究了快速失水条件下,薄层(2mm、6mm和10mm)纤维素醚改性水泥浆体的水化规律。 2mm水泥浆体由于烧结砖基体的高吸水率(35%),即使掺加了1%的MC,在XRD衍射图谱中水化产物只有少量的Ca(OH)2,到7d时仍有大量的C3S和C2S未水化。6mm和10mm水泥浆体,水化6h后,在XRD图谱中检测到了Ca(OH)2和钙矾石的衍射峰。同一龄期,从2mm水泥浆体至10mm水泥浆体,XRD、TG-DSC-DTG和FTIR图谱中,水化产物Ca(OH)2的衍射峰和放热峰以及与Ca(OH)2形成有关的H20和OH-基团的振动峰强度不断增大,说明水泥水化越来越充分。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU528

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