MgO膨胀剂-水泥复合胶凝体系的水化动力学及水化过程研究

发布时间：2022-10-03 16:29

　　MgO补偿收缩混凝土已被广泛应用于水工大体积混凝土中,但因其延迟膨胀特性导致安定性不良问题,在工业和民用建筑使用较少。MgO的延迟膨胀作用与水化过程密不可分,水化速率及水化程度是决定MgO混凝土膨胀性能的内在因素。开展MgO水化过程的研究很多,但考虑实际工程应用中各种影响因素,如温度、水胶比、MgO活性、掺量等,系统开展MgO膨胀剂-水泥复合胶凝材料水化动力学及水化过程的研究较少。本文以MgO-水泥复合胶凝材料为研究体系,采用等温量热法对水化特性及水化动力学过程进行研究;通过热重分析法对MgO水化程度进行分析;采用压汞法对硬化浆体的孔结构特性进行研究;并开展了膨胀性能及力学性能的试验研究。研究结果表明:（1）MgO膨胀剂掺量在12%范围内时,可以采用Krstulovic模型对MgO-水泥复合胶凝材料的水化动力学过程进行模拟,其模拟误差随MgO膨胀剂掺量的增加和水化温度的升高而增大。（2）MgO膨胀剂的加入不会改变MgO-水泥复合胶凝体系的水化机理,水化过程仍经历NG→I→D三个反应阶段;MgO掺量对NG过程影响最大,MgO掺量从6%提高到12%,反应速率K₁

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 MgO膨胀剂的研究现状
        1.2.2 硅酸盐水泥水化机理的研究现状
        1.2.3 各因素对水化速率影响的研究现状
        1.2.4 复合胶凝材料水化动力学研究方法的研究现状
    1.3 目前研究中主要存在的问题
    1.4 研究内容与目标
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究目标
    1.5 技术路线
2 试验材料与方法
    2.1 试验材料与试件的制备及养护
        2.1.1 试验原材料
        2.1.2 试验材料配合比设计
        2.1.3 试件的制备及成型
        2.1.4 试件的养护
    2.2 试验方法
        2.2.1 水化热测试
        2.2.2 热重测试
        2.2.3 限制膨胀率测试
        2.2.4 强度测试
        2.2.5 压汞测试
3 结果与分析
    3.1 不同活性MgO膨胀剂物理性质分析研究
        3.1.1 矿物组成
        3.1.2 粒径分布与比表面积
        3.1.3 XRD物相分析
        3.1.4 MgO膨胀剂活性评价方法对比分析
    3.2 MgO膨胀剂-水泥复合胶凝材料的早期水化过程研究
        3.2.1 水化动力学模型
        3.2.2 水化过程的动力学分析
        3.2.3 MgO膨胀剂-水泥复合胶凝材料的水化特性及水化动力学
    3.3 MgO膨胀剂-水泥复合胶凝材料的中后期水化程度研究
        3.3.1 MgO膨胀剂掺量对水化程度的影响
        3.3.2 水胶比对水化程度的影响
        3.3.3 MgO膨胀剂活性对水化程度的影响
        3.3.4 温度对及水化程度的影响
    3.4 MgO膨胀剂-水泥膨胀砂浆限制膨胀率研究
        3.4.1 MgO膨胀剂掺量对限制膨胀率的影响
        3.4.2 水胶比对限制膨胀率的影响
        3.4.3 MgO膨胀剂活性对限制膨胀率的影响
        3.4.4 温度对限制膨胀率的影响
    3.5 MgO膨胀剂-水泥膨胀砂浆强度研究
        3.5.1 MgO膨胀剂掺量对强度的影响
        3.5.2 MgO膨胀剂活性对强度的影响
        3.5.3 温度对强度的影响
    3.6 MgO膨胀剂-水泥复合胶凝材料硬化浆体孔结构研究
        3.6.1 MgO膨胀剂掺量对孔结构发展的影响
        3.6.2 MgO膨胀剂活性对孔结构发展的影响
        3.6.3 温度对孔结构发展的影响
4 讨论
    4.1 关于早期水化特性及水化动力学研究的讨论
    4.2 关于MgO水化程度对限制膨胀率影响的讨论
5 结论
    5.1 主要结论
    5.2 研究工作展望
6 参考文献
7 致谢
8 攻读硕士期间科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]水胶比对氧化镁膨胀剂的水化程度及膨胀性能的影响[J]. 曹丰泽,阎培渝.  硅酸盐学报. 2019(02)
[2]氧化镁膨胀剂对混凝土早期裂缝自愈合性能的影响[J]. 冯竟竟,张鹏,陈伟,杨进波,刘虎.  建筑材料学报. 2018(04)
[3]水泥中MgO膨胀剂水化产生的膨胀应力表征[J]. 刘猛,邓敏,莫立武.  材料科学与工程学报. 2017(04)
[4]活性与养护温度对氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响[J]. 曹丰泽,阎培渝.  硅酸盐学报. 2017(08)
[5]复合胶凝材料的水化硬化机理[J]. 阎培渝,张增起.  硅酸盐学报. 2017(08)
[6]混凝土膨胀剂水化特性与反应产物微观形貌的研究进展[J]. 曹丰泽,阎培渝.  电子显微学报. 2017(02)
[7]氧化镁膨胀剂对水泥浆体膨胀性能、强度和孔结构的影响[J]. 丁文文,谭克锋,刘来宝,唐凯靖,赵翠娇.  西南科技大学学报. 2017(01)
[8]氧化镁膨胀剂中MgO含量的测定[J]. 张守治,刘加平,田倩,闫战彪,陆安群.  硅酸盐学报. 2016(08)
[9]含不同掺量矿渣或粉煤灰的复合胶凝材料的水化动力学[J]. 韩方晖,王栋民,阎培渝.  硅酸盐学报. 2014(05)
[10]硅酸盐水泥水化动力学简化模型[J]. 姚武,王伟,魏永起.  哈尔滨工业大学学报. 2013(10)

博士论文
[1]复合胶凝材料水化特性及动力学研究[D]. 韩方晖.中国矿业大学(北京) 2015

硕士论文
[1]氧化镁砂浆的膨胀效能及其在硫酸镁盐冻环境下的耐久性研究[D]. 王舜.山东农业大学 2018
[2]多膨胀源膨胀剂在高强混凝土中的膨胀效能研究[D]. 于雷.山东农业大学 2018
[3]不同温度下水泥—矿物掺合料—膨胀剂复合胶凝体系水化特性研究[D]. 周健.重庆大学 2017
[4]水泥基材料水化热动力学研究[D]. 张旭龙.武汉理工大学 2011
[5]关于外加剂/混合材料对硅酸盐水泥的水化热影响研究[D]. 穆红英.大连理工大学 2000



本文编号：3684414