月球水泥混凝土制備及其性能的研究.pdf

1、建設(shè)月球基地將是一項(xiàng)宏偉而龐大的航天工程，需要花費(fèi)巨大的財(cái)力、人力和物力，只有研究出低成本的建設(shè)施工方法，月球基地建設(shè)才有可能實(shí)現(xiàn)。一些研究者對(duì)月球環(huán)境下的水泥及混凝土的研究表明，混凝土是一種可以適應(yīng)月球環(huán)境的材料。根據(jù)月巖樣品及大量有關(guān)資料的研究與分析，確定月球上存在含SiO2成分多的表層土、砂或巖石等硅質(zhì)材料。利用月球上的硅質(zhì)材料和帶上去的硅酸鹽水泥及石灰等膠凝材料，采用干拌蒸壓養(yǎng)護(hù)法可以研制適合月球的水泥及混凝土，從而降低建設(shè)月球

2、基地的費(fèi)用，為未來月球基地建設(shè)服務(wù)。因而月球水泥和混凝土的制備及其性能的研究具有重要意義。
　　 本文采用干拌蒸壓養(yǎng)護(hù)法，即先干拌適當(dāng)比例的硅酸鹽水泥和粗細(xì)骨料，手工將其加入試模中，適當(dāng)搗實(shí)，放入蒸壓釜內(nèi)用高溫高壓蒸汽(105～200℃的飽和蒸汽)養(yǎng)護(hù)，約在24h內(nèi)即可完成水化和固化，研究了干拌蒸壓養(yǎng)護(hù)法對(duì)月球水泥和混凝土性能的影響，并通過抗壓強(qiáng)度的測定、表觀密度和孔結(jié)構(gòu)等物理性能的測定以及XRD衍射圖譜分析，研究了其水化硬化機(jī)

3、理和產(chǎn)生強(qiáng)度的機(jī)理。結(jié)果表明：
　　 (1)在設(shè)定的蒸壓溫度(140～216℃)和蒸壓時(shí)間(6～12h)下，隨著蒸壓溫度的提高和蒸壓時(shí)間的延長，采用干拌蒸壓養(yǎng)護(hù)法制得普通硅酸鹽水泥硬化漿體的抗壓強(qiáng)度、表觀密度、水灰比、非蒸發(fā)水與水泥質(zhì)量比、氫氧化鈣含量和水化程度均得到提高。
　　 (2)在第一階段蒸壓溫度為140℃時(shí)持續(xù)3h和第二階段蒸壓溫度為213℃時(shí)持續(xù)9h的條件下，普通硅酸鹽水泥硬化漿體試樣的抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到120

4、.5MPa，比對(duì)比試樣提高139％；測得干表觀密度為1.98g/cm3，稍低于對(duì)比試樣；水灰比W/C或非蒸發(fā)水與水泥質(zhì)量比Wn/C為0.176或0.134，遠(yuǎn)低于水泥完全水化時(shí)的測定值；氫氧化鈣含量為23.9％，較對(duì)比試樣稍低；水化程度測定值只有60％。
　　 (3)隨著晶態(tài)硅質(zhì)材料摻量的增加，采用干拌蒸壓養(yǎng)護(hù)法制得水泥硬化漿體的強(qiáng)度出現(xiàn)先增后降的規(guī)律。例如采用磨細(xì)石英砂作為摻合料時(shí)，最佳摻量為20％，最高抗壓強(qiáng)度為152.1M