水泥基材料水化过程基本特性的电化学阻抗谱研究

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1、硕士学位论文水泥基材料水化过程基本特性的电化学阻抗谱研究ELECTROCHEMICALIMPENDANCESPECTROSCOPYCHARACTERISTICOFHYDRATIONPROCESSFORCEMENT-BASICMATERIALS李国翠哈尔滨工业大学2010年6月国内图书分类号：TU528学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开硕士学位论文水泥基材料水化过程基本特性的电化学阻抗谱研究硕士研究生：李国翠导师：许颖副教授：董必钦副教授申请学位：工学硕士学科：土木工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2010年06月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifi

2、edIndex:TU528U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringELECTROCHEMICALIMPENDANCESPECTROSCOPYCHARACTERISTICOFHYDRATIONPROCESSFORCEMENT-BASICMATERIALSCandidate:LiGuocuiSupervisor:AssociateProf.XuYingAssociateProf.DongBiqinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:CivilE

3、ngineeringffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:June,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要水泥基材料和混凝土是现代最重要的建筑材料。它的强度和在各种环境下的耐久性对工程的质量和寿命有着极其重要的影响。以往大多采用宏观的方法对水泥基材料基本特性进行测试，但是宏观的方法需要破坏原有的试件，不能从材料的微观结构出发对材料的性能进行时时检测，同时耗费大量的人力、物力，而且测试结果并不一定反映施工现

4、场所使用材料的性能。因此，本课题提出了一种利用电化学阻抗谱(EIS)测试水泥基材料水化过程基本特性的方法。电化学阻抗谱方法是一项新的实验技术，它把水泥基材料和混凝土当作是一种多孔介质，通过对其孔和毛细结构以及水泥浆/集料界面过渡区的电解质溶液的电性质的测定来了解它的细观结构(微结构)。它可以对材料进行时时检测，观察材料与结构性能随时间的变化；同时，测试过程不破坏试件，是一种无损检测的新方法。在已有的电化学阻抗谱理论的基础上，对水泥基材料的电化学阻抗谱进行测量，利用Origin8.0和Matlab6.5对实验数据进行整理、拟合、分析，得到表征水泥基材料细观结构阻抗参数的变化规律

5、，证实了此方法对水泥基材料基本特性研究的可行性。本文的研究内容和主要成果如下：(1)通过实验，对水泥净浆水化过程的电化学阻抗谱的变化进行研究，得到水化龄期和水灰比对水泥净浆水化过程的电化学阻抗谱的影响以及水泥净浆细观结构阻抗参数的变化情况。(2)通过实验，对水泥/粉煤灰/矿渣复合体系的电化学阻抗谱，以及砂浆、混凝土的电化学阻抗谱进行研究，得到掺合料、骨料、砂子的活性以及配合比对水泥水化过程的电化学阻抗谱的影响。(3)对水化稳定期的水泥净浆试件浸泡、烘干、测量，得到在结构不发生大变化的情况下，随着含水量的不同，电化学阻抗谱图的特征以及阻抗参数的变化情况。(4)在之前实验的基础上

6、，根据表征水泥基材料渗透结构参数与表征水泥基材料细观结构的阻抗参数之间的对应关系，得到水泥基材料在不同情况下(水泥净浆、水泥/粉煤灰/矿渣复合体系)的渗透结构的变化。关键词：水泥基材料；电化学阻抗谱；阻抗参数；水化过程；渗透结构-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractCement-basedmaterialsandconcreteisthemostimportantmodernbuildingmaterials.Itsstrengthanddurabilityinallenvironmentshasanimportantinfluenceonthequalitya

7、ndthelifeoftheprojects.Inthepast,usingthemacro-methodteststhebasicpropertiesofcement-basedmaterials,butthemacro-approachrequiresthedestructionoftheoriginalspecimen,andcannotproceedfromthematerialtothemicrostructureofthematerialfromtimetotimetomonitorthep