用交流阻抗方法研究碱激发矿渣水泥浆体水化和微观结构

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1、学校代号10532学号S12011116分类号TU525密级公开硕士学位论文用交流阻抗方法研究碱激发矿渣水泥浆体水化和微观结构学位申请人姓名刘小金培养单位湖南大学土木工程学院导师姓名及职称史才军教授学科专业土木工程研究方向建筑材料论文提交日期2015年05月28日学校代号：10532学号：S12011116密级：公开湖南大学硕士学位论文用交流阻抗方法研究碱激发矿渣水泥浆体水化和微观结构学位申请人姓名：刘小金导师姓名及职称：史才军教授培养单位：湖南大学土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2015年05月28日论文答辩日期

2、：2015年05月31日答辩委员会主席：黄政宇教授Thestudyofhydrationandmicrostructureofalkali-activatedslagcementsbyimpedancespectroscopybyLIUXiaojinB.E.(QinghaiUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGrad

3、uateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorSHICaijunMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下化立进行研究所取得的。研究成果除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方巧标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＾作者签名：曰期：衣皮丰Ａ月ｏ曰ｆ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学

4、校有关保留、使用学位论文的規定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子巧，允许论文彼査巧和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关致巧库进斤检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解巧后适用本巧权书。２、不保密囚。—，（请在上相应方框内打Ｖ）、口；：作者签名ｉ全日期年月／日占ｌ＾Ｊ：口日导师签名日期；年月６／用交流阻抗方法研究碱激发矿渣水泥浆体水化和微观结构摘要碱激发胶凝材料具有降低环境影响，

5、减小温室效应以及降低能源消耗的优势，是重要的生态型水泥品种，前景十分广阔。同时，水泥基体材料的交流阻抗特性与微观结构有着密切的关系，利用交流阻抗方法来研究水泥基体材料的孔隙率、孔结构和孔溶液可以得到非常可靠和准确的结果，该方法可望发展成为一种灵敏的无损结构测试方法。因此，可以利用非破损的交流阻抗方法对碱激发矿渣水泥浆体系水化特性进行更深入的研究，促进碱激发矿渣水泥的应用。本研究主要围绕水玻璃模数和碱掺量对碱激发矿渣水泥水化过程中交流阻抗特性的影响展开，分析电路元件参数随水玻璃模数和碱掺量的变化规律。本次试验采用的水胶比为0.3

6、5，水玻璃模数为0、0.5、1.0和1.5，碱掺量按Na2O的量占总胶凝材料质量的4%、6%和8%计算。在本研究采用的40Hz-35MHz频率范围内测试得到了较为完整的高频半圆弧，且高频半圆弧的直径随着水玻璃模数以及碱掺量的增加而不断减小，这一现象使得在硅酸盐水泥浆体系交流阻抗研究中得到的相关结论不能直接应用于碱激发体系。同时，本研究提出了一个与实测Nyquist图拟合较好的等效电路模型，其中R1和R3分别表示连通孔和非连通孔内导电路径的电阻，n2是与不导电固相内毛细孔有关的常相角指数，n3是与水化产物中凝胶孔有关的常相角指数

7、。实验结果表明，R1和R3均随龄期的延长而增大，且在早期水化速率和孔溶液离子浓度的共同作用下，R1随水玻璃模数和碱掺量的增加而减小。由于碱激发矿渣水泥内5-10nm凝胶孔体积随水玻璃模数和碱掺量的增大而不断增加，凝胶孔数量增多，基体结构复杂程度提高，使得R3随0.5-1.5水玻璃模数和碱掺量的增加而增大。n2随水化龄期的延长而增大，随水玻璃模数和碱掺量的增加而减小。n2与交流阻抗测试得到的Nyqusit图偏转角有关，正确分离出Nyquist图中圆弧的组成，有助于对常相角指数的分析。n3在水化早期随龄期的延长而增大，之后基本保持

8、在0.93-0.99之间不变，与0.5-1.5之间的水玻璃模数和4-8%的碱掺量无关，而水玻璃模数为0的矿渣水泥浆体n3则在0.72-0.75范围内基本不变。水玻璃和氢氧化钠激发的矿渣水泥浆体测试得到的n3存在差异，可能与不同激发剂4激发得到的水化产物有关。0.5-1.5水玻