水泥-粉煤灰复合胶凝体系在变温条件下的早期水化性能研究

发布时间：2017-11-13 18:34

  本文关键词：水泥-粉煤灰复合胶凝体系在变温条件下的早期水化性能研究

  更多相关文章： 粉煤灰 温度 电阻率 抗压强度 孔隙率 表观活化能

【摘要】：为了探索粉煤灰在水泥水化体系中的作用机理和水化行为,采用无接触电测法测试了粉煤灰掺量0%~60%、水胶比为W/B=0.4的水泥-粉煤灰复合胶凝体系分别在20℃、24℃、28℃环境温度下7天内的电阻率发展曲线,分析了凝结时间及抗压强度等与电阻率特征点及电阻率的相互关系,定量描述了变温条件下,水泥-粉煤灰水化性能之间的相互关系的变化规律及获得其活化能,并结合孔隙率、扫描电镜等微观结构分析手段,揭示和论证了粉煤灰在水泥基材中的作用原理,主要研究结论如下:(1)粉煤灰对水化性能的影响:20℃、24℃和28℃下水泥-粉煤灰复合胶凝体系的电阻率曲线都是先下降后增加,20℃时,粉煤灰掺量越大,前期(约8h~11h前)电阻率越高后期电阻率越低。粉煤灰的加入使电阻率微分曲线的特征点出现时间延长,且峰值点高度降低。粉煤灰延缓了水泥浆体的凝结,初凝时间与终凝时间之间有比例关系:tini/tfin≈0.825,与粉煤灰掺量和温度无关。粉煤灰的加入降低了浆体1d、3d、7d抗压强度占28d抗压强度的比例,粉煤灰掺量越多,降低效应越明显,但增加后期强度。水泥水化是一个水泥石体积密度增加、真密度降低的过程,粉煤灰掺量越大的样品早期(90d前)孔隙率越高,90d后FA20样品中粉煤灰发生二次反应,孔隙率略低于FA0;(2)温度对水化性能的影响:粉煤灰掺量一定时,温度升高使电阻率微分曲线特征点出现的时间提前,且峰值点高度增加,在水化过程的前3天,温度对电阻率的影响不明显,3天后温度对电阻率的影响才比较显著,且温度越高浆体电阻率越高。高温对早期强度发展有利但影响后期强度提高。温度越高,凝结时间越短;(3)不同水化性能间的定量关系:无论粉煤灰掺量和温度为多少,抗压强度与养护龄期之间有很好的对数关系。凝结时间与电阻率微分曲线第一峰值点之间呈线性关系:tini=1.3521tp+2.2155;tfin=1.5971tp+2.7696,与水化环境温度和粉煤灰掺量无关,可以通过浆体电阻率来预测其凝结时间。电阻率与孔隙率呈幂函数关系:ρ(t)=α·ρ0(t)/φm,随着粉煤灰掺量的增加,系数m增大,ρ0(t)增加,α降低,且α的降低效应大于ρ0(t)的增加效应。抗压强度与孔隙率呈幂函数关系:fc=f0·φ-n,f0随着粉煤灰掺量的增加而降低,n随着粉煤灰掺量的增加而增加。1d、3d、7d抗压强度与1d电阻率呈线性关系,28d、90d抗压强度与1d电阻率呈抛物线关系,可由早龄期电阻率(1d)来预测不同龄期的抗压强度值;(4)表观活化能:由电阻率方法计算得到粉煤灰掺量0%、20%、40%和60%的水泥浆体水化反应表观活化能分别为:18.77 KJ/mol、20.67 KJ/mol、22.53 KJ/mol、23.39KJ/mol。粉煤灰的加入提高了水泥-粉煤灰复合体系的水化反应表观活化能,且粉煤灰掺量越多,表观活化能越大。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.1

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本文编号：1181905