磷铝酸盐硅酸盐复合水泥耐久性研究

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1、济商火学坝I．学位论文摘要本论文主要研究了由磷铝酸盐水泥熟料(简称PALC，以下同)与硅酸盐水泥熟料(简称PC，以下同)制备的复合水泥的耐久性。针对复合水泥在海水侵蚀、硫酸镁侵蚀、冻融循环、负温下的力学性能和应力．应变行为进行了分析，测试了复合水泥的抗水渗透和抗氯离子渗透性能，利用x射线衍射(XRD)、红外分析(IR)、扫描电镜(SEM)、核磁共振(NMR)等测试方法对复合水泥水化硬化浆体的相组成、微观结构和形貌进行机理研究，解释了复合水泥力学性能和耐久性改善的原因。xRD发现，复合水泥具有较硅酸盐水泥良好的抗化学腐蚀性能，是因为磷铝酸盐水泥具有

2、良好的抗海水、抗硫酸镁侵蚀性能，磷铝酸盐水泥的掺入，复合水泥生成氢氧化钙的含量降低，从而大大降低了膨胀性产物c3A·cacl2·10H20、钙矾石的生成量，并使浆体中1429～1484cm。处c。S．H凝胶的分解减少，经过核磁共振发现，硅酸盐水泥在．79．19～一92．44ppm属于Q1、Q2吸收峰其大小明显小于复合水泥．79．09～一92．03ppm出的吸收峰，这说明化学侵蚀造成硅酸盐水泥[Si04]聚合度解聚比复合水泥要多，这也是复合水泥具有较硅酸盐水泥较好力学性能的原因。海水腐蚀下，磷铝酸盐一硅酸盐复合水泥净浆在90d、180d、270d、

3、360d、510d的抗压强度下降率比相应硅酸盐水泥净浆的要低15．04％、12．72％、10．18％、9．64％、1．71％；比360d和510d硅酸盐水泥砂浆的抗折强度下降率低10．1％、9．0％；比360d和510d硅酸盐水泥砂浆的抗压强度下降率低3．5％、48％。复合水泥具有良好抗冻性是因为磷铝酸盐水泥具有良好的力学性能和负温性能，通过XRD分析发现负温一天的硅酸盐水泥的熟判矿物衍射峰很高，水化产物氢氧化钙、钙矾石的含量较少，与相应的复合水泥相比可以看出在d=o．491nm处有明显的氢氧化钙吸收峰，钙矾石的衍刳峰也很明显，这说明在复台水泥中

4、掺入磷铝酸盐水泥，加快了硅酸盐水泥的水化，这也是复合水泥强度较硅酸盐水泥好的原因。同时发现温度越低，水泥中水化产物衍劓峰也越低，温度越低对水泥的性能影响也越大，这从一18度养护一天有白色凝胶析出可以证明。负温下，以，1O℃为例，复合水泥1#净浆在3d、28d抗压强度分别比硅酸盐水泥提高64．3％、645％，砂浆抗折强度在3d、28d强度磷铠艘盐-辟睦盐复台水泥耐久性研究分别提高22．6％、17．4‰抗压强度在3d、28d强度分别提高24．6％、10．2％，表现出良好的抗冻性。磷铝酸盐一硅酸盐复合水泥浆体不论在抗水渗透还是抗氯离子渗透，都表现出优于

5、相应硅酸盐水泥浆体的性能。在恒压1．5MPa下，复合水泥砂浆渗水时间较相应硅酸盐水泥砂浆的滞后了3．5～4．O小时：从28d到90d，复合水泥和PC浆体中氯离子扩散系数分别下降59～66％和42％．到90d，复合水泥浆体对氯离子的抗渗透能力比PC强1．6～2．0倍。较高的水化速率和水化程度，使浆体能尽早地建立起抵御冻融的水化产物结构体系，从而呈现出较好的耐负温和冻融的行为。从水化产物C—S．H分子基团结构层次揭示了由于链层状结构的凝胶中聚合[Si041多面体的解聚因磷铝酸盐熟料与硅酸盐熟料复合而受到遏制，是磷铝酸盐一硅酸盐复合水泥材质提高，耐久性

6、得到改善的内在原因。关键词：复合水泥；磷铝酸盐水泥；硅酸赫水泥；力学性能；抗海水侵蚀；抗硫酸镁侵蚀；冻融循环；抗冻性；抗渗性；耐久性机理竺塑查兰竺!兰竺篁兰ABSTRACTThedurabilityandmechanicalpropeniesofcompositecemelltmadewithphosphoaluminate—PonlandcementclinkershaVebeenstudiesinthispaperThepastesofcompositecementhaVebeenstLIdiedbyresearcllingjncomposj

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