新型早强组份对水泥基材料强度发展的影响及作用机理

发布时间：2020-11-07 14:27

　　混凝土早强剂是一种显著提高混凝土早期强度的外加剂。在施工过程中具有加快施工进度,提高生产效率的作用,但是随着对传统早强剂研究的深入,传统早强剂的问题逐渐暴露出来:氯盐早强剂中的氯离子能够加快钢筋锈蚀;硫酸盐早强剂会引起碱集料反应破坏或硫酸盐过量产生侵蚀破坏;而无氯、低氯的新型早强剂研究滞后。特别是随着建筑工业化和装配式建筑的发展,采用早强剂缩短或替代蒸汽养护对于预制混凝土构件生产具有重要意义。因此深入研究新型早强剂具有十分重要的意义。本课题将晶胚、甲酸钙、甲基丙烯酸、硫酸铁、尿素作为新型早强剂先单独掺加再复合掺入水泥胶砂中,探究它们对水泥强度发展的影响,同时考虑养护温度和水灰比对早强剂性能的影响,通过微观测试方法分析各早强剂的作用机理。首先,本课题研究了新型复合早强组分的种类及掺量对水泥强度发展的影响。根据水泥水化过程,确定早强组分种类:理论上可以降低产物活化能的晶胚、加速C-S-H凝结的高价阳离子Fe~(3+)、可以促进C_3S水化的甲酸钙。在水灰比为0.45条件下,将上述早强剂加入到水泥胶砂中,研究它们对水泥砂浆性能的影响。试验结果表明不同早强剂对砂浆的影响不同,其中掺量为1.25%的晶胚、1.0%的甲酸钙和0.5%的甲基丙烯酸效果明显,初、终凝结时间平均缩短1h,12h强度提高60%以上,1d强度提高40%~60%,显著提高水泥砂浆早期强度。其次,根据几种早强组分的单独作用结果,将甲酸钙和晶胚以不同掺量组成JS1(1:1)、JS2(3:2)、JS3(4:5)、JS4(6:5)、JS5(1:1)五种复合早强剂;将甲基丙烯酸和晶胚以不同掺量组成JJ1(1:2)、JJ2(3:4)、JJ3(2:5)、JJ4(3:5)、JJ5(2:3)五种复合早强剂。将复合早强剂加入到水灰比为0.45的砂浆中,试验结果表明,加入复合早强剂对新拌砂浆的流动性没有显著影响;同时根据各龄期的强度数据可以看出JS1、JS2、JJ1、JJ3早强效果显著,其中,JS1在12h强度提高91%,1d强度提高74.04%,JJ1在1d强度提高100%,3d提高74%。然后,研究了水灰比、养护温度对不同复合早强组分的性能的影响。根据上述的试验结果,根据水泥品种、砂细度、减水剂减水率及掺量,确定试验用水灰比为0.4、0.45、0.5,根据实际工程中不同时间确定了养护温度为10℃、20℃、40℃三个温度。采用十字交叉试验方法将水灰比和养护温度进行组合,探究水灰比和养护温度对JS1、JS2、JJ1、JJ2性能的影响。试验结果表明,随着水灰比增大,JS早强剂的早强效果下降,同时JS在较高养护温度下早强效果显著;JJ早强剂最佳水灰比为0.45,同时其早强组分具有引气的效果,因此,较高的养护温度降低它的早强效果。最后,利用SEM、TG、FTIR、压汞等微观方法对加入不同早强组分的水泥样品进行分析,通过对水化产物形貌、成分等物理特性的研究,探究不同早强组分的早强机理。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

硫酸铁,甲基丙烯酸