高摻量礦渣的水泥漿體水化產(chǎn)物C-S-H聚合度研究.pdf

1、水泥基材料是一種從宏觀到微觀尺寸都極其復(fù)雜的非勻質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，主要膠結(jié)成分為水化硅酸鈣（C-S-H凝膠），其組成復(fù)雜，結(jié)構(gòu)多變，很容易受到環(huán)境因素的影響而發(fā)生變化。礦渣作為一種常用的礦物摻合料被廣泛應(yīng)用于混凝土工程領(lǐng)域，摻礦渣對混凝土的抗離子侵蝕性能具有非常顯著的作用。揭示溫度變化和侵蝕離子共同作用對礦渣-水泥漿體(SCP)的水化放熱性能和C-S-H凝膠聚合程度的影響規(guī)律在實際工程中具有非常重要的意義。
　　 本文依托國家重點(diǎn)基礎(chǔ)

2、研究發(fā)展計劃（“973”計劃）項目課題一“現(xiàn)代混凝土膠凝漿體微結(jié)構(gòu)形成機(jī)理”開展研究工作。以摻減水劑的SCP為研究對象，以溫度變化和硫酸鹽侵蝕對其水化放熱性能和C-S-H凝膠硅氧鏈聚合程度的影響規(guī)律為總體思路進(jìn)行了以下研究:
　　 采用等溫微量熱技術(shù)研究了不同溫度對摻減水劑的SCP水化放熱性能的影響規(guī)律，運(yùn)用Krstulovic-Dabic模型，探明其水化反應(yīng)動力學(xué)控制機(jī)制。結(jié)果表明:當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度為20℃時，隨著礦渣摻量的增加，Ⅰ

3、（相邊界反應(yīng)）過程逐漸加強(qiáng)，摻50％礦渣的水泥漿體在20℃時具有NG-I-D反應(yīng)過程，即反應(yīng)初期為結(jié)晶成核與晶體生長(NG)機(jī)制，中后期轉(zhuǎn)為相邊界反應(yīng)(Ⅰ)和擴(kuò)散(D)機(jī)制;35℃和50℃時主要由NG-D過程控制。摻減水劑的SCP水化加速期均受NG過程控制，隨著減水劑摻量的增加，Ⅰ過程逐漸明顯。當(dāng)反應(yīng)溫度為35℃時，不摻減水劑的SPC主要受NG-D控制，Ⅰ過程較弱，摻入減水劑后SCP具有明顯的NG-I-D過程。
　　 采用固體2

4、9Si核磁共振技術(shù)(29Si NMR)，運(yùn)用去卷積分峰擬合方法，從C-S-H凝膠微結(jié)構(gòu)參數(shù)入手，系統(tǒng)研究了不同溫度對SCP水化不同齡期的C-S-H凝膠聚合度以及水泥和礦渣反應(yīng)程度的影響規(guī)律。研究表明:隨著養(yǎng)護(hù)溫度的升高，SPC水化產(chǎn)物C-S-H凝膠硅氧四面體平均分子鏈長(MCL)、鋁取代硅的程度(Al/Si)以及水泥、礦渣反應(yīng)程度均增加，而MCL和反應(yīng)程度從20℃到50℃的增長幅度大于50℃～80℃的;在20℃時，C-S-H凝膠MCL、

5、Al/Si以及水泥的反應(yīng)程度隨著齡期的增長緩慢增大，而在50℃和80℃時，反應(yīng)初期增長迅速，后期增速減緩。該部分的研究為建立多元復(fù)合膠凝漿體C-S-H微結(jié)構(gòu)模型提供數(shù)據(jù)支撐。
　　 在以上基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究溫度變化和侵蝕性離子共同作用對SCP水化C-S-H凝膠聚合度的影響規(guī)律。研究表明:SCP經(jīng)Na2SO4溶液侵蝕后C-S-H凝膠硅氧鏈聚合程度降低。高水膠比下，隨著溫度的升高，SCP水化C-S-H凝膠MCL、Al/Si呈現(xiàn)先降低后