硅藻土对硅酸盐水泥力学性能和微观结构影响的研究

发布时间：2017-05-01 23:04

  本文关键词：硅藻土对硅酸盐水泥力学性能和微观结构影响的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：硅藻土是一种高活性的矿物,本质是无定型Si O2,非晶体结构。目前高品质的硅藻土已经应用到了建筑行业,低品质的硅藻土还没有被有效的利用起来,这样不仅造成资源的浪费还造成了严重的环境污染,所以把低品质的硅藻土有效的利用起来成为当务之急。对于水泥掺合料的研究,前人做了大量的工作,从不同的角度研究掺合料对水泥或混凝土性能的影响,因此本人在前人的基础上研究硅藻土对硅酸盐水泥力学性能和微观结构的影响。本文主要在不同的温度制度下探讨了硅藻土原料、粒径及掺量对硅酸盐水泥抗压强度的影响,用灰色关联度定量分析了粒度分布区间对水泥石强度的影响,以及研究了硅藻土-硅酸盐水泥体系水化特性和孔隙微观结构特征。在不同的养护制度下,一级硅藻土对硅酸盐水泥应各龄期抗压强度相对空白试样增长明显。A、B、C三种粒径的硅藻土原料随着掺量的增加,硅藻土-硅酸盐水泥强度呈降低的趋势,在20℃养护温度下,2%和5%掺量试样28d强度高于空白试样;5℃养护温度下,仅2%掺量试样28d强度高于空白试样;-10℃养护温度下,仅A粒径2%掺量的试样28d强度高于空白试样。掺量为2%的A、B、C三种粒径对硅藻土-硅酸盐水泥体系的影响为:20℃、5℃养护温度下,A、B、C三种粒径硅藻土对强度都起到了增强作用,C粒径对强度的增长相对A、B粒径更明显;-10℃养护温度下,相对空白试样,A粒径对强度起到增强的作用,B、C粒径对强度反而起到减弱的作用。一级硅藻土掺量为2%,当养护温度为20℃时,对7d、28d抗压强度影响最大粒径区间分别是20μm、0~5μm;当养护温度为5℃时,对7d、28d抗压强度影响最大粒径区间分别是0~5μm、20μm;当养护温度为-10℃时,硅藻土掺量为2%,对7d、28d抗压强度影响最大粒径区间分别是15~20μm、10~15μm。从微观角度分析可知,掺一级硅藻土试样相比掺二级硅藻土试样,C2S和C3S主要特征峰减弱,水化产物的数量更多,密实度更高,一级硅藻土促进水泥水化的效果更好;随着硅藻土掺量的增加,C2S和C3S主要特征峰减弱,到15%掺量主要特征峰增强,氢氧化钙的数量逐渐减少,掺入硅藻土的水泥净浆体相对空白试样更加密实,15%掺量的试样水化产物搭接不好,水化结构比较疏松。通过分析掺A、B、C粒径硅藻土试样孔隙率发现,在20℃温度养护下,7d龄期掺硅藻土试样的孔隙率都低于空白试样,随着硅藻土0~5μm含量的增加,试样孔隙率呈下降的趋势。掺硅藻土的试样对比空白试样,硅藻土-硅酸盐水泥体系中无害孔和少害孔的数量增加,有害孔和多害孔的数量减少;掺A、B、C三种粒径分布试样中,掺C粒径试样无害孔和少害孔的数量最多,掺B粒径的其次,掺A粒径的最少。
【关键词】：硅藻土 粒径分布 灰色关联度 抗压强度 孔隙率及孔径分布
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.1
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 绪论14-23
• 1.1 研究的目的和意义14-15
• 1.2 国内外研究进展15-21
• 1.2.1 硅藻土作水泥掺合料的研究进展15-17
• 1.2.2 不同养护温度下胶凝材料的研究进展17-18
• 1.2.3 掺合料粒径的研究进展18-21
• 1.3 目前存在的问题21
• 1.4 本文研究内容21-23
• 第2章 试验原材料及试验方案23-36
• 2.1 试验原材料23-25
• 2.1.1 水泥23
• 2.1.2 硅藻土23-24
• 2.1.3 减水剂24
• 2.1.4 防冻剂24-25
• 2.1.5 拌合水25
• 2.2 配合比设计25-26
• 2.2.1 水泥净浆配比设计25-26
• 2.2.2 养护条件26
• 2.3 测试方法26-36
• 2.3.1 硅藻土粒径选取26-29
• 2.3.2 抗压强度测试29-30
• 2.3.3 X射线衍射（XRD）分析30-31
• 2.3.4 扫描电子显微镜（SEM）分析31-32
• 2.3.5 激光粒度分析仪32-34
• 2.3.6 压汞仪孔结构测试34-36
• 第3章 硅藻土对硅酸盐水泥抗压强度的影响36-49
• 3.1 硅藻土种类对硅酸盐水泥抗压强度的影响38-41
• 3.1.1 20℃下硅藻土种类对硅酸盐水泥抗压强度的影响38-39
• 3.1.2 5℃下硅藻土种类对硅酸盐水泥抗压强度的影响39-40
• 3.1.3 -10℃下硅藻土种类对硅酸盐水泥抗压强度的影响40-41
• 3.2 硅藻土掺量对硅酸盐水泥抗压强度的影响41-45
• 3.2.1 20℃下硅藻土掺量对硅酸盐水泥抗压强度的影响42
• 3.2.2 5℃下硅藻土掺量对硅酸盐水泥抗压强度的影响42-43
• 3.2.3 -10℃下硅藻土掺量对硅酸盐水泥抗压强度的影响43-45
• 3.3 硅藻土粒径对硅酸盐水泥抗压强度的影响45-47
• 3.3.1 20℃下硅藻土粒径对硅酸盐水泥抗压强度的影响45-46
• 3.3.2 5℃下硅藻土粒径对硅酸盐水泥抗压强度的影响46
• 3.3.3 -10℃下硅藻土粒径对硅酸盐水泥抗压强度的影响46-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 硅藻土粒径分布与水泥试样抗压强度的关系49-55
• 4.1 灰色系统理论基本原理49-50
• 4.2 20℃下硅藻土粒径分布与水泥试样抗压强度的关系50-52
• 4.3 5℃下硅藻土粒径分布与水泥试样抗压强度的关系52-53
• 4.4 -10℃下硅藻土粒径分布与水泥试样抗压强度的关系53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 硅藻土对硅酸盐水泥水化产物及孔结构影响55-67
• 5.1 硅酸盐水泥体系的XRD分析55-59
• 5.1.1 原料对硅酸盐水泥相组成的影响55-57
• 5.1.2 硅藻土掺量对硅酸盐水泥相组成的影响57-58
• 5.1.3 硅藻土粒径分布对硅酸盐水泥相组成的影响58-59
• 5.2 硅酸盐水泥体系的SEM分析59-63
• 5.2.1 原料对硅酸盐水泥微观形貌的影响59-60
• 5.2.2 硅藻土掺量对硅酸盐水泥微观形貌的影响60-61
• 5.2.3 硅藻土粒径分布对硅酸盐水泥微观形貌的影响61-63
• 5.3 硅酸盐水泥体系的孔结构分析63-65
• 5.3.1 不同粒径分布的硅藻土对水泥体系孔隙率的影响64-65
• 5.3.2 不同粒径分布的硅藻土对水泥体系孔径分布的影响65
• 5.4 本章小结65-67
• 结论67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果73-74
• 致谢74-75

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本文编号：339803