水泥基材料水化熱動力學(xué)研究.pdf

1、硅酸鹽水泥的水化放熱行為包括水化放熱速率和放熱量，其對混凝土，尤其是大體積混凝土的耐久性有很大影響。工程施工時水泥水化放出的熱量聚集在混凝土內(nèi)部長期散發(fā)不出來，使混凝土溫度升高，夏季甚至有時最高溫度可高達(dá)75℃，內(nèi)、外部之間形成了巨大溫差與溫度應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。在大體積混凝土及水工混凝土的工程應(yīng)用中，粉煤灰、礦渣、硅灰被廣泛用作礦物摻合料以控制混凝土的溫升和改善混凝土的抗蝕性能。
　　 論文以國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)

2、劃)：現(xiàn)代混凝土膠凝漿體微結(jié)構(gòu)形成機(jī)理的研究為依托。采用微量熱測試法和環(huán)境掃描電鏡對不同礦物摻合料、不同水膠比條件下C3S和硅酸鹽水泥的水化放熱性能與微觀形貌進(jìn)行了測試與觀察，并根據(jù)水化放熱曲線對其水化熱動力學(xué)特性進(jìn)行了多層次的研究。論文進(jìn)行的主要工作和取得的研究結(jié)果有：
　　 對C3S、硅酸鹽水泥與不同礦物摻合料搭配體系的水化放熱進(jìn)行了測試與分析，研究了粉煤灰、礦渣和硅灰對水化放熱的影響規(guī)律。研究表明，粉煤灰和礦渣對C3S與硅

3、酸鹽水泥的水化放熱速率都有降低、削峰作用，誘導(dǎo)期有延遲作用。隨著硅灰摻量的增加，C3S與硅酸鹽水泥的水化放熱速率和放熱量均有不同程度降低，但對誘導(dǎo)期的作用卻不盡相同，硅灰的摻入使C3S的水化誘導(dǎo)期縮短，硅酸鹽水泥的水化誘導(dǎo)期延長。當(dāng)水膠比大于0.30時，所有實(shí)驗(yàn)試樣的最終水化放熱量Qmax趨于定值，半衰期t50隨水膠比的增大而減小，說明水化反應(yīng)速度隨著水膠比的增加而提高。
　　 根據(jù)常溫下固定水膠比(0.35)不同實(shí)驗(yàn)樣品的水化

4、放熱曲線進(jìn)行的Krstuloviv-Dabic模型研究表明，C3S的水化過程為NG-D類型水化歷程，粉煤灰的摻入沒有改變C3S的水化歷程類型；礦渣摻量為20％時C3S的水化過程仍然為NG-D類型水化歷程，當(dāng)摻量為30％和50％時C3S的水化過程由NG-D類型轉(zhuǎn)化為NG-I-D類型水化歷程；硅灰的摻入對C3S的水化過程的影響與礦渣具有類似性，當(dāng)硅灰摻量為10％時C3S的水化過程為NG-D類型水化歷程，當(dāng)摻量增加為15％和20％時C3S的水

5、化過程為NG-I-D類型水化歷程。硅酸鹽水泥的水化過程為NG-I-D類型水化歷程，粉煤灰和礦渣的摻入均沒有改變硅酸鹽水泥的水化歷程類型；硅灰的摻量為10％和15％時硅酸鹽水泥的水化過程為NG-D類型水化歷程，當(dāng)摻量增大到20％時硅酸鹽水泥的水化過程為NG-I-D類型水化歷程。論文還對不同類型水化歷程轉(zhuǎn)變點(diǎn)與無量綱特征粒徑間的關(guān)系進(jìn)行了探索研究，得出在本實(shí)驗(yàn)條件下，摻有粉煤灰、礦渣、硅灰時，當(dāng)水化無量綱特征粒徑大于0.95時，水化反應(yīng)處于