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基于电阻率法的水泥水化与收缩特性研究

廖宜顺  
【摘要】:电阻率法通过监测水泥基材料在水化过程中的电阻率变化情况,可以用于水泥基材料的水化特性研究。因水泥水化而产生的化学收缩和自收缩是影响水泥基材料体积稳定性的重要因素。矿物掺合料和混凝土外加剂对混凝土的水化过程和体积稳定性也有重要影响。本文以电阻率法为基本研究方法,以水泥浆体为主要研究对象,主要研究内容和结论如下: (1)采用美国标准ASTM C1608-07规定的体积法测试了硅酸盐水泥浆体的化学收缩。研究表明,水泥浆体的化学收缩与水泥的水化度之间具有较好的线性关系;当龄期在12h以上时,水泥浆体的化学收缩与电阻率之间存在较好的线性关系,可以根据水泥浆体的电阻率预测水泥的水化度。 (2)研究了粉煤灰对硅酸盐水泥浆体的电阻率和硬化水泥浆体自收缩的影响。结果表明,在水化早期阶段(约12h以前),随着粉煤灰掺量的增大,水泥浆体的电阻率也逐渐增大;在水化后期阶段(约12h以后),随着粉煤灰掺量的增大,水泥浆体的电阻率逐渐减小,硬化水泥浆体的自收缩也逐渐减小。 (3)研究了萘系高效减水剂对固定水灰比的硅酸盐水泥浆体的凝结过程和电阻率的影响。结果表明,水泥浆体的剪切强度变化曲线与电阻率变化速率曲线的走势基本一致;电阻率变化速率曲线峰值的出现时间与终凝时间存在较好的关系;随着减水剂掺量的增大,硬化水泥浆体的抗压强度逐渐减小,电阻率极大值也逐渐减小。 (4)研究了硫铝酸盐水泥水化过程中的电阻率变化规律。结果表明,硫铝酸盐水泥水化时的电阻率变化曲线在1440min (24h)内出现两个峰,峰值的出现时间基本不受水灰比的影响。出现峰值的原因是钙矾石(AFt)与单硫型水化硫铝酸钙(AFm)发生相互转变。对于不同水灰比的水泥浆体而言,在凝结硬化前,水灰比越大时,水泥浆体的电阻率越小;在凝结硬化后,水灰比越大时,水泥浆体的电阻率也越大。在24h龄期时,随着水灰比的增大,硬化水泥浆体的抗压强度逐渐降低,电阻率逐渐增大。


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