硫酸钙晶须水泥砂浆力学性能及增强机理
发布时间：2021-06-17 10:56
针对水泥砂浆使用环境的多样性要求,结合硫酸钙晶须的自身特点,为实现增强与增韧的目的,采用外掺法将硫酸钙晶须加入水泥砂浆,通过实验研究了2%,4%,6%和8%（质量百分数）掺量的硫酸钙晶须对水泥砂浆物理性能和力学性能的影响,提出了水泥砂浆工作性能最好,力学强度最优时的硫酸钙晶须掺量及水灰比,并通过微观试验分析了硫酸钙晶须水泥砂浆的强度增强机理。实验结果表明:水泥砂浆的凝结时间随硫酸钙晶须掺量的增大先延长后缩短,当硫酸钙晶须掺量为4%时,水泥砂浆的凝结时间最长;当水灰比为0.5,硫酸钙晶须掺量为6%时,水泥砂浆的抗折抗压强度增强效果最佳;硫酸钙晶须可以缓解水泥砂浆内部裂缝尖端的应力集中,阻碍裂纹发展,晶须与水泥基体界面的桥接效应,实现了整体的增强和增韧。
【文章来源】：西安科技大学学报. 2020,40(03)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
硫酸钙晶须的微观形貌
按照水灰比0.45,0.5,0.55,灰砂比0.33,硫酸钙晶须掺量0,2%,4%,6%,8%的比例,分别配制水泥砂浆,探究各因素对流动度的影响。实验结果如图3所示。由图3可知,在水灰比确定的情况下,随着硫酸钙晶须掺量的增加,砂浆的扩散直径随之变小即流动度呈下降趋势。当晶须掺量由0%增加到2%时,流动度小幅降低,平均降幅为6%;当晶须掺量由2%升到4%时,砂浆流动度降低的幅度变大,平均降幅为11%;当晶须掺量由6%增加到8%时,此时砂浆的流动度降低幅度很小,平均仅为5%.由测试结果可知,在水灰比一定的情况下,当硫酸钙晶须掺量2%时,砂浆流动度变化不大,其流动性没有显著的劣化现象,这主要是因为硫酸钙晶须超细的针状结构和较高的弹性模量[10]能够使晶须在水泥浆体中保持均匀分布,且晶须间相互缠绕现象比较少,在砂浆中也不会缠绕成团[11]。由于硫酸钙晶须表面光洁,一定程度上可以减少水泥砂浆基体的内部流动和剪切阻力[12],降低流动度损失。但当硫酸钙晶须掺量过多后,单位体积的砂浆晶须表面积和分布密度会随之增加[13],裹覆晶须表面所需要的水泥砂浆也随之增大,因此,当水泥浆数量不变时,砂浆的连续性降低,进而流动性降低[14]。
在标准用水量的前提下,掺加0%,2%,4%,6%,8%这5个不同掺量的硫酸钙晶须,分别进行凝结时间测定,分析硫酸钙晶须对水泥砂浆初凝及终凝时间的影响。由图4可知,水泥中加入硫酸钙晶须可起到缓凝的作用,延长水泥的初凝和终凝时间,但如果硫酸钙晶须掺量过高,会使水泥砂浆的凝结时间变短。硫酸钙晶须的掺量在4%以下时可起到缓凝效果,但当掺量大于4%后,将不再起到缓凝效果,导致凝结时间缩短。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管增强水泥基复合材料的自收缩及抗裂性能[J]. 施韬,李泽鑫,李闪闪. 复合材料学报. 2019(06)
[2]制备硫酸钙晶须的探讨[J]. 贾晓华,张永松,李春林,陈朝佳,黄伟,贾松坡. 中国井矿盐. 2018(05)
[3]纤维增强水泥稳定碎石的研究现状及展望[J]. 暴英波. 天津建设科技. 2018(04)
[4]纤维增强水泥基复合材料的纤维混杂效应研究进展[J]. 李黎,曹明莉,冯嘉琪. 应用基础与工程科学学报. 2018(04)
[5]无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基复合材料性能的影响[J]. 陈畅,郭政,伍勇华,史思涛,李国新,苏明周,王会萌. 人工晶体学报. 2018(07)
[6]硫酸钙晶须制备及应用研究进展[J]. 王露琦,熊道陵,李洋,宗毅,曹雪文,欧阳少波. 有色金属科学与工程. 2018(03)
[7]剑麻纤维砂浆抗渗防裂性能试验[J]. 卢小丽,苏洁,李丽平. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[8]脱硫石膏晶须对水泥基材增强行为的研究[J]. 张小婷,宋强,汪潇,杨留栓. 硅酸盐通报. 2017(04)
[9]硫酸钙晶须对再生混凝土耐久性能的影响研究[J]. 张冬梅,耿欧,赵园园. 混凝土. 2017(02)
[10]硫酸钙晶须制备的研究进展[J]. 王鸿康,侯炜,何伟艳,王少青. 内蒙古石油化工. 2017(01)
硕士论文
[1]多尺度无机晶须增强油井水泥基材料及机理研究[D]. 邓双.西南石油大学 2017
[2]硫酸钙晶须对水泥基复合材料力学性能的影响研究[D]. 张弛.东北大学 2015
[3]无机矿物纤维增强水泥砂浆的试验研究[D]. 姚航.大连理工大学 2012
本文编号：3235062
【文章来源】：西安科技大学学报. 2020,40(03)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
硫酸钙晶须的微观形貌
按照水灰比0.45,0.5,0.55,灰砂比0.33,硫酸钙晶须掺量0,2%,4%,6%,8%的比例,分别配制水泥砂浆,探究各因素对流动度的影响。实验结果如图3所示。由图3可知,在水灰比确定的情况下,随着硫酸钙晶须掺量的增加,砂浆的扩散直径随之变小即流动度呈下降趋势。当晶须掺量由0%增加到2%时,流动度小幅降低,平均降幅为6%;当晶须掺量由2%升到4%时,砂浆流动度降低的幅度变大,平均降幅为11%;当晶须掺量由6%增加到8%时,此时砂浆的流动度降低幅度很小,平均仅为5%.由测试结果可知,在水灰比一定的情况下,当硫酸钙晶须掺量2%时,砂浆流动度变化不大,其流动性没有显著的劣化现象,这主要是因为硫酸钙晶须超细的针状结构和较高的弹性模量[10]能够使晶须在水泥浆体中保持均匀分布,且晶须间相互缠绕现象比较少,在砂浆中也不会缠绕成团[11]。由于硫酸钙晶须表面光洁,一定程度上可以减少水泥砂浆基体的内部流动和剪切阻力[12],降低流动度损失。但当硫酸钙晶须掺量过多后,单位体积的砂浆晶须表面积和分布密度会随之增加[13],裹覆晶须表面所需要的水泥砂浆也随之增大,因此,当水泥浆数量不变时,砂浆的连续性降低,进而流动性降低[14]。
在标准用水量的前提下,掺加0%,2%,4%,6%,8%这5个不同掺量的硫酸钙晶须,分别进行凝结时间测定,分析硫酸钙晶须对水泥砂浆初凝及终凝时间的影响。由图4可知,水泥中加入硫酸钙晶须可起到缓凝的作用,延长水泥的初凝和终凝时间,但如果硫酸钙晶须掺量过高,会使水泥砂浆的凝结时间变短。硫酸钙晶须的掺量在4%以下时可起到缓凝效果,但当掺量大于4%后,将不再起到缓凝效果,导致凝结时间缩短。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管增强水泥基复合材料的自收缩及抗裂性能[J]. 施韬,李泽鑫,李闪闪. 复合材料学报. 2019(06)
[2]制备硫酸钙晶须的探讨[J]. 贾晓华,张永松,李春林,陈朝佳,黄伟,贾松坡. 中国井矿盐. 2018(05)
[3]纤维增强水泥稳定碎石的研究现状及展望[J]. 暴英波. 天津建设科技. 2018(04)
[4]纤维增强水泥基复合材料的纤维混杂效应研究进展[J]. 李黎,曹明莉,冯嘉琪. 应用基础与工程科学学报. 2018(04)
[5]无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基复合材料性能的影响[J]. 陈畅,郭政,伍勇华,史思涛,李国新,苏明周,王会萌. 人工晶体学报. 2018(07)
[6]硫酸钙晶须制备及应用研究进展[J]. 王露琦,熊道陵,李洋,宗毅,曹雪文,欧阳少波. 有色金属科学与工程. 2018(03)
[7]剑麻纤维砂浆抗渗防裂性能试验[J]. 卢小丽,苏洁,李丽平. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[8]脱硫石膏晶须对水泥基材增强行为的研究[J]. 张小婷,宋强,汪潇,杨留栓. 硅酸盐通报. 2017(04)
[9]硫酸钙晶须对再生混凝土耐久性能的影响研究[J]. 张冬梅,耿欧,赵园园. 混凝土. 2017(02)
[10]硫酸钙晶须制备的研究进展[J]. 王鸿康,侯炜,何伟艳,王少青. 内蒙古石油化工. 2017(01)
硕士论文
[1]多尺度无机晶须增强油井水泥基材料及机理研究[D]. 邓双.西南石油大学 2017
[2]硫酸钙晶须对水泥基复合材料力学性能的影响研究[D]. 张弛.东北大学 2015
[3]无机矿物纤维增强水泥砂浆的试验研究[D]. 姚航.大连理工大学 2012
本文编号：3235062
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