低鈣高貝利特水泥基材料的水化機(jī)理及耐久性研究項目摘要

本項目以低鈣高貝利特水泥為研究對象，以低鈣高貝利特水泥的水化硬化機(jī)理為切入點，圍繞該類水泥制備混凝土的工作性、力學(xué)性能及長期耐久性進(jìn)行試驗研究和理論分析，針對該類型水泥的水化硬化特點，結(jié)合交流阻抗電化學(xué)測試與傳統(tǒng)測試方法，建立低鈣高貝利特水泥的綜合性能評價體系。其中耐久性涵蓋低鈣高貝利特水泥的抗?jié)B性、抗凍性、熱工性能、抗碳化性能，而同時研究該類型混凝土孔隙結(jié)構(gòu)與耐久性間的相關(guān)性，并在此基礎(chǔ)上提出低鈣高貝利特混凝土的耐久性優(yōu)化措施。

本項目以低鈣高貝利特水泥為研究對象，以低鈣高貝利特水泥的水化硬化機(jī)理為切入點，圍繞該類水泥制備混凝土的工作性、力學(xué)性能及長期耐久性進(jìn)行了試驗研究和理論分析，針對該類型水泥的水化硬化特點，結(jié)合交流阻抗電化學(xué)測試與傳統(tǒng)測試方法，建立低鈣高貝利特水泥的綜合性能評價體系。其中耐久性涵蓋低鈣高貝利特水泥的抗?jié)B性、抗凍性、熱工性能、抗碳化性能，而同時研究該類型混凝土孔隙結(jié)構(gòu)與耐久性間的相關(guān)性，并在此基礎(chǔ)上提出低鈣高貝利特混凝土的耐久性優(yōu)化措施

高性能與超高性能混凝土由于采用低水膠比和復(fù)合礦物摻合料，硬化漿體內(nèi)未水化膠凝材料存在明顯的再水化現(xiàn)象，并影響混凝土的長期性能。低水膠比混凝土的再水化問題尚未引起工程界的足夠重視，并缺乏系統(tǒng)的定量化研究和相關(guān)作用機(jī)理的探索。本項目通過試驗研究與理論分析相結(jié)合，分析了低水膠比混凝土再水化產(chǎn)物的微觀特性，研究了復(fù)合膠凝材料再水化的影響因素及其對混凝土力學(xué)性能和耐久性能的影響機(jī)理，建立了以不同再水化影響因素為參數(shù)的復(fù)合膠凝材料再水化模型和力學(xué)性能與耐久性能演變的預(yù)測模型，闡明了再水化作用對混凝土損傷的修復(fù)性能與微觀機(jī)理，研究了溫度對再水化作用影響機(jī)理與再水化加速試驗方法。研究結(jié)果表明，硅粉摻量越高或水灰比越小，水泥凈漿試件抗壓強(qiáng)度到達(dá)峰值點的再水化時間越早；溫度越高，抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值點的時間越早，但強(qiáng)度提高幅度相差不大；硅粉摻量越高，毛細(xì)吸水總量越?。换瘜W(xué)結(jié)合水增加量隨水灰比增大先增大后減小，且水灰比0.25化學(xué)結(jié)合水增加量最大；溫度或硅粉摻量越高，化學(xué)結(jié)合水增加量越大。超高性能混凝土的加載度越高，再水化作用對其劈裂抗拉強(qiáng)度的影響越顯著。毛細(xì)吸水總量隨再水化時間的增長不斷減小，且其降幅隨加載度的提高而增加；加載度越高，化學(xué)結(jié)合水量增幅越大；未水化膠凝材料再水化的填充作用降低了內(nèi)部孔隙的連通性，是導(dǎo)致其滲透性下降的主要原因。再水化模型計算結(jié)果表明，C3S和C2S水化程度增加量均隨水灰比增加呈先增大后減小的趨勢，且水灰比0.25水化程度增加量最大。C3S和C2S水化程度增加量均隨溫度升高而增大，80℃水浴加速作用下，再水化10年C3S水化程度增量高達(dá)48%，再水化對低水灰比水泥基材料性能影響不容忽視。再水化過程中，溫度越高，等效齡期越大。以水浴20℃下水泥水化程度、抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度為基準(zhǔn)，設(shè)計的加速試驗最佳水浴加速溫度60℃時的等效齡期分別為1.2、3.3、18.6 d。為高性能與超高性能混凝土在工程中科學(xué)合理地應(yīng)用提供了理論與技術(shù)支撐。 2100433B

高性能與超高性能混凝土由于采用低水膠比和復(fù)合礦物摻合料，硬化漿體內(nèi)未水化膠凝材料存在明顯的再水化現(xiàn)象，并影響混凝土的長期性能。低水膠比混凝土的再水化問題尚未引起工程界的足夠重視，并缺乏系統(tǒng)的定量化研究和相關(guān)作用機(jī)理的探索。本項目通過宏觀性能測試、微觀試驗與模型分析相結(jié)合，研究低水膠比復(fù)合膠凝材料的再水化作用機(jī)理；結(jié)合膠凝材料水化理論和擴(kuò)散理論，建立再水化作用模型；通過SEM、XRD、TEM和納米壓痕等微觀試驗，探明再水化產(chǎn)物的微觀形貌和微觀力學(xué)特性；基于再水化模型與產(chǎn)物微觀特性，研究水膠比、礦物摻合料、養(yǎng)護(hù)制度、環(huán)境溫度等因素對再水化作用的影響規(guī)律及其微觀機(jī)理。綜合分析再水化對低水膠比混凝土性能的影響，探明再水化過程對混凝土損傷的修復(fù)作用及其微觀機(jī)理，建立模擬再水化作用的加速試驗方法，提出再水化作用的等效齡期定量分析方法。為高性能與超高性能混凝土在工程中科學(xué)合理地應(yīng)用提供理論與技術(shù)支撐。

副題名

外文題名

Hydration-resistant technique and application of synthetic magnesia-calcia system refractory

論文作者

陳樹江著

導(dǎo)師

程繼健教授指導(dǎo)

學(xué)科專業(yè)

材料學(xué)

學(xué)位級別

d 2000n

學(xué)位授予單位

華東理工大學(xué)

學(xué)位授予時間

2000

關(guān)鍵詞

耐火材料 鎂鈣系耐火材料 防水化

館藏號

TQ175

唯一標(biāo)識符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.012002660384

館藏目錄

2001\TQ175\5