复合胶凝材硬化浆体孔隙特征与其水化后钙矾石含量相互关系的试验研究

作     者：欧小强 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张俊儒

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：复合胶凝材 硬化浆体 孔隙特征 钙矾石 试验研究 

摘      要：随着混凝土胶凝材中收缩裂缝和延迟钙矾石的致裂影响导致的工程渗漏水问题不断突显,常规修补措施难以及时地发现和解决这些微裂缝。因此,论文以胶凝基材为研究对象,以硅粉、粉煤灰和矿粉作为主要掺和料,采用压汞法和低场核磁共振法对不同龄期下复合胶凝材硬化浆体的孔隙特征进行测试,通过Rietveld全谱拟合定量分析水化产物中钙矾石的含量变化,初步研究了复合胶凝材硬化浆体的孔隙特征与钙矾石含量的相互关系,并结合对应的抗折抗压强度,选出了孔隙特征和强度更优的胶凝材配合比。通过胶凝基材改性研究控制微观孔隙的产生和发展,为自修复混凝土的研究奠定了试验基础,并得出以下结论:(1)在适当的掺量下,复合胶凝材硬化浆体的抗折、抗压强度比纯水泥高;多掺和料复合胶凝材硬化浆体的强度总体上比同龄期的单掺和料复合胶凝材的强度低;复合胶凝材硬化浆体的强度与孔隙率基本成反比趋势。(2)压汞法测出复合胶凝材硬化浆体的孔隙主要分布在3.5nm～1OOnm的范围内,最可几孔径随龄期增加总体向小孔径移动,且前期减小快,后期变化慢;而低场核磁共振法测得的孔隙分布范围大多在1nm～300nm之间,最可几孔径在7d龄期后几乎保持不变。(3)不同配合比复合胶凝材硬化浆体的平均孔径和孔隙率均随着龄期的增加而不断减小,且前期减小快,后期变化慢;随着某一掺和料掺量的增加,平均孔径总体减小;多掺和料复合胶凝材在适当的掺量下,比单掺时更明显地降低了硬化浆体的孔隙率、平均孔径和最可几孔径。(4)不同配合比的复合胶凝材料水化产物中的钙矾石含量主要分布在0～3%的范围内,对应的孔隙率则集中分布在15%～30%之间,平均孔径集中分布在14nm～30nm之间。(5)综合考虑抗折抗压强度、平均孔径和孔隙率的测试结果,确定了单一掺和料时复合胶凝材的最优掺量范围:硅粉6%左右,粉煤灰4%～8%之间,矿粉12%左右。多掺和料复合胶凝材的优化掺量范围:硅粉6%左右,粉煤灰7.5%以下,矿粉4%～8%左右,水泥80%左右。