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《中南大学》 2013年
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水泥—石灰石粉复合胶凝材料早期开裂性能研究

成丹  
【摘要】:本文依托于国家自然科学基金(51278497),为科学合理的将石灰石粉应用于混凝土中,以达到节能利废并改善水泥基材料早期开裂性能的目的,本文围绕石灰石粉基胶凝材料进行了流动性能测试、早期开裂性能试验,本文主要研究内容和结论如下: 1.水泥-石灰石粉胶凝材料流动性能研究 石灰石粉、粉煤灰、矿粉均可改善水泥胶砂的流动度;石灰石粉分别与粉煤灰、矿粉以及粉煤灰和矿粉复掺对水泥胶砂流动度的改善作用更明显,矿物掺合料之间达到了一定的“叠加效应”;当石灰石粉掺量固定时,复掺粉煤灰、矿粉总量相同的情况下,胶砂的流动度相近,而当复掺粉煤灰、矿粉总量增多时,会增加浆体流动性;掺入聚丙烯纤维或钢纤维后,会降低水泥-石灰石粉胶砂的流动性能。 2.水泥-石灰石粉胶凝材料早期开裂性能研究 掺石灰石粉会影响水泥胶砂的开裂时间,随着石灰石粉掺量的增加,试件产生裂缝的时间先减少后增加;当石灰石粉掺量为10%时,产生裂缝时间最短;单掺石灰石粉时,胶砂1d内的开裂基本达到了3d开裂的95%左右,后期裂缝发展会较微弱;石灰石粉的掺量会影响各龄期胶砂的开裂,且各龄期开裂规律表现一致。当石灰石粉掺量小于10%时,随着石灰石粉掺量的增加,裂缝长度由短变长,对应的裂缝宽度由窄变宽,且裂缝数目逐渐增加,胶砂的开裂指数逐渐增大;当石灰石粉掺量大于10%时,现象与前者相反。 3.矿物掺合料对水泥-石灰石粉胶凝材料早期开裂性能的影响 粉煤灰、矿粉可延迟水泥胶砂的开裂时间,也可延迟水泥-石灰石粉胶砂的开裂时间,随其掺量的增加,延迟效应越明显,矿粉的延迟效应略优于粉煤灰;当粉煤灰、矿粉复掺时,其对水泥-石灰石粉胶砂的开裂延迟效果优于单掺等量的粉煤灰或矿粉。 单掺粉煤灰与复掺粉煤灰、石灰石粉时,1d内的开裂基本达到了3d早期开裂的90%以上,后期裂缝发展减弱;矿粉会延缓水泥胶砂及水泥-石灰石粉胶砂6h的开裂情况,较单掺石灰石粉时发展缓慢;石灰石粉、粉煤灰、矿粉复掺的情况下,1d内的开裂基本达到了3d早期开裂的95%左右,后期裂缝发展减弱。 粉煤灰掺量会影响各龄期的开裂情况,各龄期开裂规律表现致,与大掺量石灰石粉抗裂现象相似;复掺粉煤灰、石灰石粉,单掺矿粉,复掺矿粉、石灰石粉均与单掺粉煤灰影响水泥-石灰石粉胶凝材料的开裂一致。 复掺石灰石粉、粉煤灰和矿粉时,石灰石粉掺量为10%,粉煤灰、矿粉各20%时,试件抗裂效果良好。 4.纤维对水泥-石灰石粉胶凝材料早期开裂性能的影响 聚丙烯纤维、钢纤维均可延迟水泥-石灰石粉胶砂的开裂时间,随着聚丙烯纤维掺量的增加,延迟效应越明显;当粉煤灰、矿粉、聚丙烯纤维、钢纤维复掺时,可明显延迟水泥-石灰石粉胶砂的开裂时间。 复掺聚丙烯纤维、石灰石粉时,1d内的开裂基本达到了3d早期开裂的95%左右,后期裂缝发展会较微弱;复掺钢纤维、石灰石粉时规律与前者一致。 石灰石粉、粉煤灰、矿粉、聚丙烯纤维、钢纤维复掺的情况下,1d内的开裂基本达到了3d早期开裂的90%左右,后期裂缝发展减弱。 聚丙烯纤维、钢纤维掺量会影响各龄期胶砂的开裂,各龄期开裂规律表现一致,与大掺量石灰石粉抗裂现象相似,且2mmd≥1mm的宽裂缝减少明显,并且裂缝数目逐渐减少。 复掺石灰石粉、粉煤灰、矿粉、聚丙烯纤维和钢纤维时,石灰石粉掺量为10%,粉煤灰、矿粉各20%,聚丙烯纤维体积掺量为0.1%,钢纤维体积掺量为0.8%时,试件强度、流动性、抗裂效果综合效果良好。 5.水泥-石灰石粉复合胶凝材料中开裂指数、开裂龄期及石灰石粉掺量之间的关系 水泥-石灰石粉、水泥-石灰石粉-粉煤灰-矿粉-纤维复合胶凝材料中,胶砂开裂龄期与胶砂开裂指数存在对数函数的关系;石灰石粉掺量与胶砂开裂指数存在二次函数的关系;胶砂开裂龄期X、石灰石粉掺量Y、胶砂开裂指数Z之间的近似函数关系式为:Z=A*ln(X+1)+X*(B*Y2+C*Y+W)
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU528.0;TQ177

【参考文献】
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