基于超细熟料配制的掺混合材硅酸盐水泥性能研究

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1、西安建筑科技大学硕士论文基于超细熟料配制的掺混合材硅酸盐水泥性能研究专业：材料学硕士生：金烽指导教师：宋学锋教授摘要利用粉煤灰、矿渣、石灰石粉等工业废渣作为混合材替代部分熟料生产水泥具有显著的技术、经济和环保效应。由于混合材活性较低，导致大掺量混合材硅酸盐水泥硬化浆体早期强度不高，工业废渣在水泥中的应用受到了极大的限制。用超细熟料替代普通熟料生产大掺量混合材硅酸盐水泥，不仅能提高水泥熟料的有效利用率，还能改善大掺量混合材硅酸盐水泥早期强度、孔结构等性能。本文利用超细熟料（含二水石膏）分别与三种混合材（粉煤灰、石灰石粉、粒化

2、高炉矿渣粉）配制了掺混合材硅酸盐水泥。并对三种掺混合材硅酸盐水泥的颗粒堆积密实度、净浆流动度、胶砂强度、水化产物以及干燥收缩性能进行了研究，具体内容如下：首先，利用Aim-Goff紧密堆积模型以及振实堆积密实法分别计算和测试了不同比例下超细熟料-混合材复合粉体的堆积密实度。并讨论了超细熟料-混合材复合粉体堆积密实度与净浆流动性的相关性。研究结果表明：（1）超细熟料-粒化高炉矿渣和超细熟料-粉煤灰复合粉体堆积密实度的理论计算和实际测量变化规律具有一致性，而对于超细熟料-石灰石粉复合粉体则存在一定的偏差。（2）超细熟料-混合材

3、复合粉体达到最大堆积密实度下的掺比关系分别为：超细熟料:粒化高炉矿渣=1:9，超细熟料:粉煤灰=2:8，及超细熟料:石灰石粉=7:3。超细熟料-粒化高炉矿渣与超细熟料-石灰石粉所配制的掺混合材硅酸盐水泥在最大堆积密实度下流动性最佳，而超细熟料-粉煤灰所配制的掺混合材硅酸水泥受未燃碳的影响不符合上述规律。其次，通过对比试验研究了超细熟料-混合材和普通细度熟料-混合材硅酸盐水泥的胶砂强度、水化产物以及干缩性能。结果表明：（1）在相同水泥组成配比下，用超细熟料替代普通熟料配制的水泥具有更高的胶砂强度，尤其是早期胶砂强度提高显著，

4、解决了大掺量混合材硅酸盐水泥早期强度低的性能缺陷，但同西安建筑科技大学硕士论文时也增加了早期干燥收缩率。（2）通过XRD测试结果发现，与普通熟料配制的掺混合材硅酸盐水泥相比，超细熟料-石灰石粉硅酸盐水泥水化产物中Ca(OH)2数量减少，水化碳铝酸钙数量增多。超细熟料-粉煤灰硅酸盐水泥和超细熟料-粒化高炉矿渣粉硅酸盐水泥水化均产生了更多的C-S-H凝胶。（3）综合超细熟料-混合材硅酸盐水泥的经济性及实用性，满足GB175中强度等级32.5水泥的超细熟料-混合材比例关系分别为：超细熟料:粒化高炉矿渣=2:8，超细熟料:石灰石粉

5、=6:4；满足GB175中强度等级42.5水泥的超细熟料-混合材比例关系为：超细熟料:粉煤灰=6:4。最后，研究了超细熟料-混合材不同比例下水泥石的孔隙率及胶砂强度。结果表明：（1）在一定掺量范围内，超细熟料掺量的增加可以降低水泥石的孔隙率。（2）在萘系减水剂的分散作用下，更能体现超细熟料对超细熟料-混合材硅酸盐水泥的充填密实效应，提高了胶砂抗压强度，且随着龄期的增长，抗压强度增长幅度越大。关键词：超细熟料；混合材；堆积密实度；胶砂强度；水化产物；孔隙率西安建筑科技大学硕士论文Researchonpropertiesofm

6、ixedportlandcementbasedonultra-fineclinkerSpeciality:MaterialsScienceName:JinFengInstructor:ProfessorSongXuefengABSTRACTTheuseofflyash,slag,limestonepowderandotherindustrialwasteasmixedmaterialtoreplacepartoftheclinkertoproducecementhasremarkabletechnical,economic

7、andenvironmentaleffects.Becauseofthelowactivityofthemixedmaterial,theearlystrengthofPortlandcementhardenedpastewithlargeamountofmixedmaterialsisnothigh,andtheapplicationofindustrialwasteresidueincementisgreatlylimited.Usingultra-fineclinkerinsteadofordinaryclinker

8、toproducelargeamountofmixed-materialportlandcementcannotonlyimprovetheeffectiveutilizationrateofcementclinker,butalsoimprovetheearlystrength,porosityand