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1、化学外加剂对水泥水化历程的影响及作用机理研究张莉 【摘要】： 本论文以国家“973”项目为课题背景，针对 C_3S 含量较高的硅酸盐水泥，采用多种测试评价方法，开展化学外加剂对水泥水化历程的影响、浆体初始结构的演变过程及其作用机理的研究。 采用自动高效水化热测定仪以及无电极电阻率测定仪，将传统的水化热模型与初始结构形成模型结合起来，运用水化热模型的热敏感性与结构形成模型的结构敏感性，更加真实地描述了水泥浆体初始结构的瞬时形成状态；结合化学减缩与力学性能测试，系统全面地研究了化学外加剂对水泥水化历程的调控作用；运用微观测试方法，深入探讨了化学外加剂对水泥水化历程影响的作用机理。 研究表明，普通减
2、水剂与高效减水剂对水化历程有明显的改善作用。木钙主要是延缓 C_3S 水化，但其降低了二水石膏的溶解度，掺量较高时促进 C_3A 始水解，加速 AFt 生成并向 AFm 转化，并且促进了六方水化铝酸钙的生成，并由于其引气作用，导致后期性能的下降。高效减水剂由于其高度减水分散作用，水泥初始水化速度加快，但其后由于减水剂的吸附及初期水化产物膜的增厚，水化速度降低，从而有利于浆体结构的密实与后期性能的发展。相同掺量下，X404 聚羧酸系减水剂由于其良好的空间位阻效应，与 UNF-5 萘系减水剂相比可有效控制水泥水化历程，与水泥适应性较好。 缓凝剂对水泥水化历程有较好的延缓作用。研究表明，缓凝剂可以减
3、慢也可以加速 C_3A 水化，但均能延缓 C_3S 水化。锌盐主要是生成不溶性水化产物 Ca(Zn(OH)_3)_22H_2O 覆盖在水泥粒子表面而使水化受到延缓，且 SO_4(2-)离子浓度的增大有助于减弱 Zn(2+)的缓凝作用，因此 ZnSO_4 对水化的抑制作用弱于 ZnCl_2。Na_5P_3O_(10)与 Ca(2+)生成稳定络合物CaNa_3P_3O_(10)，而不同于 Na_3PO_4 与 Ca(2+)生成不溶性产物 Ca_3(PO_4)_2，从而使水化更加延缓。 蔗糖、柠檬酸对水泥水化历程的调控作用存在双临界效应：一、在掺量较低时，表现为缓凝效果，当掺量较大时，则表现为促凝作
4、用，但是浆体长时间不硬化；二、缓凝效果存在临界掺量值，低于临界值时，缓凝效果随掺量增加而增加，超过此临界值时，缓凝效果随掺量增加而下降。蔗糖、柠檬酸对化学减缩有较好的补偿作用，随着掺量的增加，初期化学减缩增大，其后化学减缩逐渐降低；而其对水化热历程的调控作用则表现为鞍状双峰现 化学外相剂对术泥术厉很的形响及信用机玻研完 象，随着掺量的增大，第一放热峰增强，第二放热峰宽化、弱化。这是由于 蔗搪、柠檬酸均抑制了 C3S 水化，促进了 C3A 水解。但蔗搪促进了 A 王 t 的生 成，而柠檬酸则可能因为降低了硫酸盐的溶解度而加速了 AFt 的生成并向 AFm 转化，并且促进了六方铝酸钙的生成。研究表
5、明，锌盐、N 玛 P3OI。均使 C3A 水化受到延缓，而蔗糖、柠檬酸等有机缓凝剂则使 C3A 水解加速。【关键词】： 高 C_3S 含量水泥 减水剂 缓凝剂 水化历程 初始结构形成 调控作用 作用机理 学位授予单位】：武汉理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2004【分类号】：TQ172【目录】： 第 1 章 前言 10-20 1.1 国内外研究现状 10-16 1.1.1 硅酸盐水泥水化的研究进展 10-12 1.1.2 硅酸盐水泥水化过程的研究方法 12-13 1.1.3 化学外加剂在混凝土材料和技术中的应用现状 13-14 1.1.4 化学外加剂对硅酸盐水泥水化影响的研究 14
6、-16 1.2 研究背景 16-17 1.3 研究目的和意义 17-18 1.4 研究内容和技术路线 18-20 第 2 章 试验材料及方法 20-26 2.1 试验材料 20-21 2.1.1 水泥 20 2.1.2 化学外加剂 20 2.1.3 砂 20-21 2.2 试验方法 21-26 2.2.1 凝结时间 21 2.2.2 水化热测试 21 2.2.3 电性能测试 21-23 2.2.4 化学减缩测试 23-24 2.2.5 力学性能测试 24 2.2.6 微观测试 24-26 第 3 章 测试评价体系的建立 26-33 3.1 热性能测试 26-27 3.2 初始结构电性能测试 2
7、7-29 3.3 体积变化性能测试 29-32 3.4 力学性能及微观测试 32 3.5 小结 32-33 第 4 章 化学外加剂对硅酸盐水泥水化历程的影响 33-54 4.1 减水剂对水泥水化历程的影响 33-40 4.1.1 木钙 33-36 4.1.1.1 木钙对水化热性能的影响 33-34 4.1.1.2 木钙对初始结构电性能的影响 34-35 4.1.1.3 木钙对体积变化性能的影响 35-36 4.1.2 UNF-536-37 4.1.2.1 UNF-5 对水化热性能的影响 36-37 4.1.2.2 UNF-5 对初始结构电性能的影响 37 4.1.3 X40437-39 4.1
8、.3.1 X404 对水化热性能的影响 37-38 4.1.3.2 X404 对初始结构电性能的影响 38-39 4.1.4 减水剂对抗压强度的影响 39-40 4.2 缓凝剂对水泥水化历程的影响 40-52 4.2.1 锌盐 40-42 4.2.1.1 凝结时间 40 4.2.1.2 锌盐对水化热性能的影响 40-42 4.2.1.3 锌盐对初始结构电性能的影响 42 4.2.2 磷酸盐 42-45 4.2.2.1 磷酸盐对水化热性能的影响 42-43 4.2.2.2 磷酸盐对初始结构电性能的影响 43-45 4.2.2.3 磷酸盐对体积变化性能的影响 45 4.2.3 有机缓凝剂 45-5
9、1 4.2.3.1 蔗糖 45-49 4.2.3.1.1 凝结时间 45-46 4.2.3.1.2 蔗糖对水化热性能的影响 46-47 4.2.3.1.3 蔗糖对初始结构电性能的影响 47-48 4.2.3.1.4 蔗糖对体积变化性能的影响 48-49 4.2.3.2 柠檬酸 49-51 4.2.3.2.1 柠檬酸对水化热性能的影响 49 4.2.3.2.2 柠檬酸对初始结构电性能的影响 49-50 4.2.3.2.3 柠檬酸对体积变化性能的影响 50-51 4.2.4 缓凝剂对抗压强度的影响 51-52 4.3 小结 52-54 第 5 章 化学外加剂对水泥水化作用机理的研究 54-69 5
10、.1 减水剂对水泥水化作用机理的研究 54-58 5.1.1 木钙 54-56 5.1.1.1 木钙对水泥微观性能的影响 54-55 5.1.1.2 木钙对水泥水化作用机理的分析 55-56 5.1.2 UNF-556-57 5.1.2.1 XRD 分析 56-57 5.1.2.2 UNF-5 对水泥水化作用机理的分析 57 5.1.3 X40457-58 5.1.3.1 XRD 分析 57-58 5.1.3.2 X404 对水泥水化作用机理的分析 58 5.2 缓凝剂对水泥水化作用机理的研究 58-67 5.2.1 锌盐 58-61 5.2.1.1 锌盐对水泥微观性能的影响 58-61 5.
11、2.1.2 锌盐对水泥水化作用机理的分析 61 5.2.2 磷酸盐(Na_5P_3O_(10)61-63 5.2.2.1 Na_5P_3O_(10)对水泥微观性能的影响 61 5.2.2.2 Na_5P_3O_(10)对水泥水化作用机理的分析 61-63 5.2.3 有机缓凝剂 63-65 5.2.3.1 蔗糖 63-65 5.2.3.1.1 蔗糖对水泥微观性能的影响 63-65 5.2.3.2 蔗糖对水泥水化作用机理的分析 65 5.2.4 柠檬酸 65-67 5.2.4.1 柠檬酸对水泥微观性能的影响 65-67 5.2.4.2 柠檬酸对水泥水化作用机理的分析 67 5.3 小结 67-69 第 6 章 结论 69-72 参考文献 72-76 附录一 攻读硕士期间发表论文 76-77 附录二 符号表 77-78 致谢 78 下载全文 更多同类文献 CAJ 格式全文 (如何获取全文？ 欢迎：购买知网卡、在线咨询) CAJViewer 阅读器支持 CAJ,PDF 文件格式
