文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
电阻率法研究水泥的水化特性
姓名:田凯
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:魏小胜
20080529
华中科技大学硕士学位论文
摘要
水泥基材料是 21 世纪最大宗的建筑材料,后期强度是其最重要的一项性能指
标,若能根据早期性能快速推算后期强度将带来巨大的便捷,这是本文的一个重点。
同时,高性能混凝土的概念已深入人心,矿物掺合料与化学外加剂已经成为水泥基
材料中不可缺少的组成部分,它们的加入改变了原本已极其复杂的水泥水化过程,
尤其是对早期水化过程产生重大影响。研究水泥的水化机理可以为水泥的生产、使
用以及新型水泥基材料的开发甚至化学外加剂的开发提供理论基础,具有重要的意
义,本课题是在上述背景下提出的。
本文采用无电极电阻率测定仪研究了不同等级水泥、不同水灰比条件下电阻率
曲线发展特性、同种水泥固定水胶比条件下不同取代量的粉煤灰、微硅粉、钢渣和
不同掺量的木钙、聚羧酸对浆体电阻率发展曲线的影响,试验过程中辅以维卡仪、
SEM、强度比等方法,研究各种条件下水泥水化机理。
研究结果表明,电阻率方法在研究水泥基材料早期水化过程具有极大的优越
性。根据电阻率发展曲线,可以将复合硅酸盐水泥早期水化过程划分为四个阶段:
溶解期、诱导形成期和诱导期、凝结期和硬化期。在溶解期和诱导期,浆体电阻率
是由溶液中离子浓度与浆体孔隙率大小共同决定的;在凝结期和硬化期,浆体电阻
率变化与孔隙结构的发展密切相关,电阻率发展曲线可以很好地反映浆体微观结构
的变化过程。在未掺加外加剂情况下,1d 电阻率与水灰比之间存在幂函数关系,在
1d 电阻率或 w/c 已知情况下可确定 w/c 或 1d 电阻率;1d 电阻率与净浆立方体 2d
抗压强度之间有较好的线性关系,与净浆立方体 7d 和 28d 抗压强度之间存在较好的
对数关系,因此,可以根据 1d 电阻率快速推定后期强度。
当粉煤灰掺量不小于 40%时,水灰比 的净浆电阻率曲线在最低点之前有一
奇异极小值点,这与粉煤灰颗粒表面特性及未燃尽碳的吸附作用有关,并且吸附作
用主要发生在早期。粉煤灰对于砂浆抗折强度的提高优于对抗压强度的提高,微硅
粉对于净浆强度没有提高作用,主要是通过改善浆体与集料界面结构来提高砂浆或
混凝土强度。
掺加钢渣后水泥浆体电阻率降低并不是由于高铁掺合料的导电性,而是因为水
化产物减少造成的。高铁掺合料的使用并不会过度降低混凝土阴阳极电阻加剧锈蚀
过程,可以正常使用。
电阻率测试方法可以用来鉴定矿物掺合料活性高低,确定化学外加的适宜掺量
以及研究外加剂对水泥水化的作用机理。
关键词:水泥; 水化; 电阻率; 粉煤灰; 微硅灰; 钢渣; 木钙; 聚羧酸减水剂
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Cement-based material is the largest building material in 21th century, and its later
strength is the most important performance index. It will bring us large convenience if
we can deduce the later strength according to early performance, which is the purpose of
this thesis. At the same time, the concept of high performance concrete has been widely
accepted by people, and mineral admixture and chemical admixture have been the
ponents of cement-based material already. Their incorporation will change
the hydration process which has been plex, and particularly will have a
great influence on the early hydration process. Study on the hydration mechanism of
cement can provide theoretical basis for cement production, use and development of new
types of