水泥水化反应研究现状与展望

合集下载

混凝土中水化产物对力学性能的影响研究

混凝土中水化产物对力学性能的影响研究

混凝土中水化产物对力学性能的影响研究一、背景介绍混凝土是一种广泛应用于建筑领域的材料,其力学性能的稳定性和可靠性是保证结构安全的重要保障。

水化产物是混凝土在水和水泥反应的过程中产生的一种新物质,对混凝土的力学性能有着重要的影响。

因此,对水化产物对混凝土力学性能的影响进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、水化产物的种类及特性1.硬化水化物:主要包括硅酸钙晶体、水合硅酸钙胶体等,具有一定的力学强度和稳定性。

2.溶解水化物:主要包括氢氧化钙、水合铝酸盐等,具有较弱的力学强度和稳定性。

3.胶凝体:主要是由水化硅酸盐胶体构成,具有较高的力学强度和稳定性。

三、水化产物对混凝土力学性能的影响1.力学性能:水化产物的存在增强了混凝土的力学强度和刚度,但也会降低混凝土的延性和韧性。

2.耐久性:水化产物的形成可以填充混凝土中的孔隙,降低混凝土的渗透性和吸水性,从而提高混凝土的耐久性。

3.热学性能:水化产物的形成可以吸收混凝土中的热量,缓解混凝土的温度变化,从而提高混凝土的热学性能。

四、水化产物对混凝土力学性能的影响机理1.填充作用:水化产物的形成可以填充混凝土中的孔隙,从而提高混凝土的密实性和力学性能。

2.结晶作用:水化产物的形成可以在混凝土中形成晶体结构,从而提高混凝土的力学性能和稳定性。

3.界面作用:水化产物与混凝土颗粒之间的界面作用可以增强混凝土的内聚力,从而提高混凝土的力学性能和稳定性。

五、水化产物对混凝土力学性能的影响评价方法1.力学性能测试:通过压缩试验、拉伸试验等方法,评价水化产物对混凝土力学性能的影响。

2.显微结构观察:通过扫描电镜、透射电镜等方法,观察混凝土中水化产物的形态和分布情况,评价其对混凝土力学性能的影响。

3.化学分析方法:通过X射线衍射、红外光谱等方法,分析混凝土中水化产物的成分和结构,评价其对混凝土力学性能的影响。

六、水化产物对混凝土力学性能的影响研究现状目前,国内外学者已经对水化产物对混凝土力学性能的影响进行了大量的研究。

水泥混凝土中水化过程的数值模拟研究

水泥混凝土中水化过程的数值模拟研究

水泥混凝土中水化过程的数值模拟研究水泥混凝土因其具有优良的力学性质而被广泛应用于建筑物的结构中。

但水泥混凝土的制造过程中需要充分考虑水化反应的过程,水化反应过程会影响水泥混凝土的力学性质、耐久性能、工作性能等方面。

为了深入了解水泥混凝土中水化过程的影响,本文将介绍水泥混凝土中水化过程的数值模拟研究。

一、数值模拟的原理数值模拟是将实际问题转化为数值计算问题来解决的方法,通过对一定的物理模型进行离散化,应用数值方法计算出模型的解答。

水泥混凝土中的水化反应是一种非常复杂的物理化学过程,通过数值模拟可以更加方便地模拟和分析水化反应过程。

数值模拟中主要运用了计算机科学、数学、物理学等方面的知识,可以较好的模拟出实际问题的过程以及结果,对于工程实践具有重要的应用价值。

二、数值模拟在水泥混凝土中的应用水泥混凝土中水化反应的数值模拟主要分为传统方法和非传统方法两种。

1. 传统方法传统方法主要是基于有限元或者有限差分等数值方法,通过对水泥混凝土的宏观结构进行建模,将水化反应过程当做一个物理学问题来解决。

其主要考虑水泥混凝土的宏观物理性质,如温度、含水量、化学物质浓度等等,而对水化反应的微观过程等因素不做考虑,因此所求解的结果主要是从整体上来反映水泥混凝土物理性质的变化。

2. 非传统方法非传统方法主要包括分子动力学法、格子玻尔兹曼法等方法。

将混凝土材料的微观结构、尺度、化学成分等因素纳入研究中,建立更为精确的模型,并以分子为单位,对水化反应过程进行模拟。

由于非传统方法具有更高的精度、更准确的结果,其应用前景越来越广泛。

三、水化过程数值模拟的挑战和趋势水泥混凝土中的水化过程具有极高的复杂性,这给数值模拟的研究带来了极大的挑战。

如何准确地刻画水化反应的微观过程,如何高效地进行计算,如何有效地将数值模拟结果与实际情况相匹配等等都是需要面对的问题。

因此,目前的数值模拟仍有很多待解决的问题。

未来,随着计算机技术的进一步发展和算法的优化,数值模拟在水泥混凝土领域中将具有更广泛的应用前景。

低热钢渣矿渣水泥的早期水化反应及水化热释放机理研究

低热钢渣矿渣水泥的早期水化反应及水化热释放机理研究

低热钢渣矿渣水泥的早期水化反应及水化热释放机理研究随着建筑业的发展,对可持续性建材的需求越来越大。

低热钢渣矿渣水泥作为一种新型绿色建材,在减少碳排放和降低能耗方面具有巨大潜力。

本文将探讨低热钢渣矿渣水泥的早期水化反应及水化热释放机理,以期为其进一步应用提供科学依据。

低热钢渣矿渣水泥是一种采用钢渣和矿渣为主要原料制备而成的水泥。

钢渣和矿渣都是钢铁冶炼过程中产生的副产品,其含有的主要成分为硅酸盐和铝酸盐,这些成分可在水化过程中生成水化产物,并形成水泥石。

与传统水泥相比,低热钢渣矿渣水泥在早期水化反应和水化热释放方面具有独特的特性。

首先,低热钢渣矿渣水泥的早期水化反应是一个复杂的过程。

研究表明,钢渣和矿渣会与水中的氢氧根离子发生反应,生成硬化产物。

同时,水泥中的硅酸盐和铝酸盐也会与水发生反应,形成新的水化产物。

这些反应过程导致水泥石的形成和硬化。

低热钢渣矿渣水泥的水化反应速度较慢,需要一定的时间才能完全水化。

因此,在生产过程中需要控制适当的水化时间,以保证水泥石的品质。

其次,低热钢渣矿渣水泥的水化热释放机理与其水化反应密切相关。

水化热是水泥在水化过程中释放的能量,是水化反应进行的必然结果。

研究表明,水化热释放受到多种因素的影响,包括水泥中的矿物组成、水化反应速率、温度等。

低热钢渣矿渣水泥具有较低的水化热释放,主要原因是其水化反应速率较慢,导致能量释放相对较少。

这意味着在使用低热钢渣矿渣水泥进行施工时,可以减少早期水化反应带来的热应力,从而提高施工质量和水泥石的耐久性。

在研究低热钢渣矿渣水泥的早期水化反应及水化热释放机理时,我们可以采用多种方法进行实验。

首先,可以使用X射线衍射、傅里叶红外光谱等分析技术对水泥的水化产物进行表征,以了解水化反应的类型和速度。

其次,可以通过浸泡试验和热流量仪等设备,测量水化热释放的时间和强度,从而揭示水化热释放机理。

此外,还可以通过调整水泥中添加物的种类和含量,研究其对早期水化反应和水化热释放的影响,以优化低热钢渣矿渣水泥的性能和工艺。

水泥水化程度研究方法及其进展

水泥水化程度研究方法及其进展

水泥水化程度研究方法及其进展摘要:水泥混凝土各项性能的发展都是基于水泥水化这一过程开始的,水泥水化机制直接影响其水化放热量和放热速率,并影响混凝土的各种物理力学性能的发展。

关键词:水泥水化;过程;方法;控制1.前言提高混凝土的性能,必须从水泥水化入手,弄清楚水泥水化的本质、水泥水化的机理及水泥水化动力学等,才能不断改进水泥的品质,进而提高混凝土的性能。

本文将对水泥水化的相关内容进行分析。

2.水泥水化过程水泥的凝结和硬化,是一个复杂的物理化学过程,其根本原因在于构成水泥熟料的矿物成分本身的特性.水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反应而成水化产物,这些水化产物按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构从而产生强度.普通硅酸盐水泥熟料主要是由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙四种矿物组成,其相对含量大致为:硅酸三钙37~60%,硅酸二钙15~37%,铝酸三钙7~15%,铁铝酸四钙10~18%.这四种矿物质遇水后均能发生水化反应,但由于矿物本身结构差异以及相应水化产物性质的不同,各矿物的水化速率和强度也不尽相同。

C3S水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体.该水化反应的速度快,形成早期强度并产生早期水化热.C2S水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。

该水化反应的速度慢,对后龄期混凝土强度的发展起关键作用.其水化热释放缓慢,产物中氢氧化钙的含量减少时,可以生成更多的水化产物.C3A水化生成水化铝酸钙晶体.该水化反应速度极快,并且释放出大量的热量.石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体(钙矾石).钙钒石难溶于水,包裹在水泥熟料的表面上,形成保护膜,阻碍水分进入水泥内部,使水化反应延缓,从而避免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。

3.水泥水化程度研究之传统方法3.1水化热法水泥拌水后,发生一系列物理变化和化学变化,并释放出大量热量.由于水泥水化放热量的多少与水泥的水化程度有着必然联系,因此基于某时刻水泥试样放热量的确定,可以得出该时刻(t)的水泥水化程度t为t=Qt/Qmax式中:Qt为t时刻水泥水化放热总量;Qmax为水泥完全水化放热总量.水泥浆体水化热的测量主要有直接测定法与溶解热法.直接测定法(GB202280)是一种操作简单、不需其它化学试剂和无污染的标准试验方法.其原理是:水泥胶砂在特定的环境中水化,然后根据水泥水化热量积蓄和散失的多少求得水泥各龄期的水化热.溶解热法(GB/T1295991)是依据热化学中的盖斯定律,即化学反应的热效应只与体系的初态和终态有关,而与反应的途径无关而提出的.它是在热量计周围温度一定的条件下,分别将未水化的水泥与已水化至一定龄期的水泥放在一定浓度的标准酸中溶解,然后测定溶解热之差,即为该水泥在规定龄期内所放出的水化热.该方法适用于硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、中热水泥及低热矿渣水泥等水泥水化热的测定.我国目前大多数厂家及试验单位一直沿用直接测定法测定水泥水化热,而溶解热法测定水泥水化热则为美国、英国、日本等国所采用。

水泥水化程度研究方法及其进展_王培铭

水泥水化程度研究方法及其进展_王培铭

第8卷第6期2005年12月建 筑 材 料 学 报JO U RN A L OF BU IL DIN G M AT ER IAL S Vo l.8,No.6Dec.,2005收稿日期:2005-05-25;修订日期:2005-07-14基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)资助项目(2001CB610704)作者简介:王培铭(1952-),男,山东人,同济大学教授,博士生导师,博士.文章编号:1007-9629(2005)06-0646-07水泥水化程度研究方法及其进展王培铭, 丰曙霞, 刘贤萍(同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海200092)摘要:综述了几种传统的水泥水化程度研究方法(水化热法,化学结合水法,CH 定量测试法,水化动力学法)以及新兴的图像分析法和计算机模拟法,着重介绍了图像分析法在水泥基复合体系中各组分水化程度研究中的应用.关键词:水化程度;研究方法;图像分析中图分类号:T Q 172.1 文献标识码:AResearch Approaches of Cement Hydration Degree and Their DevelopmentWAN G Pei -ming , FEN G Shu -x ia, L I U X ian -p ing(Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials of EducationMinistry,T ongji U niversity,Shanghai 200092,China)Abstract:T raditional research methods to measure cement hy dration degree including hydr ation heat,non -evaporable w ater,CH quantitative m easurement,cement hydration kinetic m odel are review ed in this paper.At the same time,so me new resear ch methods including im ag e analysis and com puter three -dimensional simulatio n are also rev iew ed.Furthermo re,the use of image analysis for r esearch of hy dration degree of each com ponent in blended cement system is intro -duced em phatically.Key words:hydration degree;research approach;image analy sis水泥水化程度指在一定时间内水泥水化量与水泥完全水化量之比.对于纯水泥体系中水泥水化程度的研究,国内外学者已做了大量的工作,并形成了一系列较为成熟的理论和方法,如:水化热法[1],化学结合水法[2],CH 定量测试法[3],水化动力学法[4]等.对于掺加粉煤灰、煤矸石、矿渣等具有火山灰活性混合材的水泥基复合体系,传统的水泥水化程度研究方法由于自身的不足而无法定量得出复合体系中各组分水化程度的结果,而新兴水化程度研究法)))图像分析法[5]因其可直观研究并直接得出水泥基复合体系中各组分的水化程度而备受水泥基材料研究者的重视.在图像分析法的基础上结合现有的纯水泥水化计算机模型[6],有望用计算机对水泥基复合体系中各组分水化过程进行模拟,因此本文着重对水化程度图像分析法的发展与现状进行描述.1 水泥水化程度研究之传统方法1.1 水化热法水泥拌水后,发生一系列物理变化和化学变化,并释放出大量热量.由于水泥水化放热量的多少与水泥的水化程度有着必然联系,因此基于某时刻水泥试样放热量的确定,可以得出该时刻(t )的水泥水化程度A t 为A t =Q t /Q max (1)式中:Q t 为t 时刻水泥水化放热总量;Q max 为水泥完全水化放热总量.水泥浆体水化热的测量主要有直接测定法与溶解热法.直接测定法(GB 2022)80)是一种操作简单、不需其它化学试剂和无污染的标准试验方法.其原理是:水泥胶砂在特定的环境中水化,然后根据水泥水化热量积蓄和散失的多少求得水泥各龄期的水化热[7].溶解热法(GB/T 12959)91)是依据热化学中的盖斯定律,即化学反应的热效应只与体系的初态和终态有关,而与反应的途径无关而提出的.它是在热量计周围温度一定的条件下,分别将未水化的水泥与已水化至一定龄期的水泥放在一定浓度的标准酸中溶解,然后测定溶解热之差,即为该水泥在规定龄期内所放出的水化热.该方法适用于硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、中热水泥及低热矿渣水泥等水泥水化热的测定[8].我国目前大多数厂家及试验单位一直沿用直接测定法测定水泥水化热,而溶解热法测定水泥水化热则为美国、英国、日本等国所采用.水化热法主要用于纯水泥体系的水泥水化进程研究,但此方法不适用于水泥基复合体系中水泥水化程度的测定.这是由于粉煤灰、煤矸石等活性掺和料的加入会对水泥水化产生一定的物理化学作用,而到目前为止,人们还不能够量化出这种作用.此外,水化热法虽对纯水泥体系早期水化进程起着很好的表征作用,但该法不适用于长龄期水泥水化程度的测试,其原因主要在于水化若干天以后,水泥水化放热量降低,水化热曲线趋于平缓,由测量系统本身及操作人员造成的误差越来越大.对于直接测定法,为了减小因实验系统造成的误差,建议用聚苯乙烯泡沫板代替保温装置中的软木塞.因为与软木塞相比,聚苯乙烯板有着导热率低,防水,易于加工,易于塞紧等优点[7].1.2 化学结合水法硬化水泥浆体中的水可分为化学结合水和非化学结合水两大类.化学结合水以OH -或中性水分子形式存在,通过化学键或氢键与其它元素连接.在相同温度、湿度养护条件下,硬化水泥浆体中的化学结合水量随水化物增多而增多,随水化程度提高而增大,因此将所测t 时刻硬化水泥浆体与完全水化水泥浆体的化学结合水量相比,即可计算出硬化水泥浆体于t 时刻的水化程度.Escalante -Garcia [2]与K jellsen 等[9]研究表明:对于纯水泥体系,基于硬化水泥浆体t 时刻化学结合水含量与完全水化水泥浆体化学结合水含量(化学结合水含量W n(%)=100@((干燥后水泥浆体质量-灼烧后水泥浆体质量)/灼烧后水泥浆体质量-LOI),水泥烧失量LOI(%)=100@(灼烧前水泥质量-灼烧后水泥质量)/灼烧前水泥质量)的确定,可得出t 时刻硬化水泥浆体的水化程度为A t =W n t /W n ](2)式中:W n t 为水化t 时刻硬化水泥浆体的化学结合水含量;W n ]为完全水化水泥浆体的化学结合水含量.新研究发现[2],上述计算方法未考虑到灼烧过程中因CaCO 3热分解引起的质量损失,对结果造成一定误差,因此建议使用如下的修正公式计算化学结合水含量W n(%)=100@[(干燥后水泥浆体质量-灼烧后水泥浆体质量)/灼烧后水泥浆体质量-LOI -W CO 2](3)式中:W CO 2为硬化水泥浆体中分解出来的CO 2含量.W CO 2计算公式如下W CO 2(%)=100@(CO 2质量/灼烧后水泥浆体质量)(4)则:t 时刻水泥水化程度为A t =W n t /W n ](5)目前常用的化学结合水含量测试法有2种,一种是普通升温法,即通过直接升温至105e ,先除去样品中的非化学结合水,再灼烧至1050e ,然后在此温度下将样品烧至恒重,记录样品在105647 第6期王培铭等:水泥水化程度研究方法及其进展648建筑材料学报第8卷~1050e的质量损失,也就是样品的化学结合水含量;另一种是减压干燥法.由于钙矾石在水化初期已大量形成,且在70e左右会大量脱水,用普通升温法会使化学结合水尤其是早期化学结合水含量测定值偏低,因此宜采用减压干燥法.减压干燥法一般把干冰干燥(D干燥)方法看作是标准方法[10].化学结合水法为测试水泥水化程度的传统方法,由于其测试的方便简易而得到了广泛的应用.但该方法仍存在着一定的缺点,在75e的低温或真空状态下部分水泥水化产物如C-S-H凝胶, AFm,AFt中的部分弱结合水就开始分解,导致所测化学结合水含量较实际偏小,影响了测试的精确性.化学结合水法与水化热法一样,目前只适用于纯水泥体系中水泥水化程度的研究.对于水泥基复合体系而言,化学结合水法只能定性比较水化产物生成量的多少,而其中的水泥及各活性组分的水化程度则无法直接测试得出.1.3C H定量测试法水泥水化主要产物为水化硅酸钙、水化硫铝酸钙以及氢氧化钙(CH).研究表明,普通硅酸盐水泥完全水化时需水量为水泥质量的20%~24%,生成CH量为水泥质量的20%~25%[3,11].由于水泥水化程度与水泥水化生成的CH含量成正比,因此可以通过确定水泥浆体中的CH含量而间接得出水泥水化程度.对于纯水泥体系,基于硬化水泥浆体t时刻CH含量与完全水化水泥浆体CH含量的确定,可得出t时刻硬化水泥浆体的水化程度A t为A t=W(CH)t/W(CH)](6)其中,W(CH)t为水化t时刻硬化水泥浆体CH含量,W(CH)]为完全水化水泥浆体CH含量.CH含量可通过定量X射线衍射(QXRD)、差示扫描量热分析(differential scanning calorime-try,简称DSC)或热重分析(therm ogr av im etry analysis,简称T GA)[12,13]等方法测量得出.由于CH 的择优取向及无定形CH的存在,用QXRD法测量的CH含量结果偏低,因此多采用热分析法测量[14].对于掺有粉煤灰、煤矸石、矿渣等具有火山灰活性混合材的水泥基复合体系来说,由于其中的活性SiO2会与水泥水化产物CH进行二次反应生成水化硅酸钙凝胶,所以上述理论不能直接应用于复合体系水泥水化程度的研究.在粉煤灰与水泥的复合体系中,水化3~7d内,粉煤灰开始与水泥水化产物之一CH反应,但3个月后仍有大量的CH与未水化的粉煤灰存在.粉煤灰与水泥水化产物CH反应生成物主要为水化硅酸钙,也就是C-S-H凝胶,比水泥水化生成的C-S-H凝胶有着较低的钙硅比[3].Berr y等[13]和施惠生等[15]揭示了早期水化进程中,粉煤灰对整个体系起着物理填充的作用,并参与形成钙矾石(AFt);而在长期水化进程中,粉煤灰则主要参与硅铝化合物的形成反应.粉煤灰的掺入在长龄期里表现的作用有以下两方面:第一,它加强了颗粒之间的联系;第二,吸收CH.煤矸石与粉煤灰的成分大体相同,煤矸石与水泥水化产物之间的反应也主要是与CH 作用生成水化硅酸钙.虽然CH定量测试法不能定量应用于水泥基复合体系,但测出的CH含量能反映出具有火山灰活性的混合材对水泥基复合体系的影响.1.4水化动力学法水泥和水拌和后,硬化水泥浆体中固、液、气三相同时存在,并发生一系列物理化学变化.基于前人研究出的用于描述多相体系中物理化学变化特征的数学方程,Bezjak等[16,17]研究得出了硬化水泥浆体中各主要组分水化的数学模型.基于前人建立的硬化水泥浆体各组分的水化模型,Dabic, Krstulovic等[4,18]进一步研究了水泥的水化过程,并建立数学模型来描述水化程度与水化速率的关系,进而得出水化程度与时间的关系.水泥水化动力学模型基础是水化程度与时间的关系即A~t方程,该方程是在假设众多同时发生的反应过程中只有一个过程控制着水化速率的基础上建立的.若水化反应速率由成核生长过程控制,则A ~t 方程为[-ln (1-A )]1n =k NG t,0[t [](7)这里n 是Av ra 指数,反映了成核生长机理的细节问题.若由界面反应过程控制整个水化速率,则A ~t 方程为1-(1-A )1=k I t,0[t [](8)同样,若由扩散过程控制整个水化速率,则A ~t 方程即是(1-(1-A )13)2=k D t,0[t [](9)以上3个方程便是水泥水化模型建立的动力学基础,这里k NG ,k I ,k D 均为水泥水化参数.对上述3个方程求导便可得各阶段水泥水化速率与时间的关系((d A /d t)~t).根据多相反应机理,设定水泥水化速率先后受成核生长过程、界面反应过程、扩散过程控制,则根据边界条件即可得出各阶段水泥水化参数.边界条件根据两相邻阶段水化速率相同得出,即[4]d A d t N G =d A d tI (10)d A d t I =d Ad t D (11)针对不同水化体系,n,k NG ,k I ,k D 有不同取值.陈红霞[19]将此动力学模型应用于单水泥熟料矿物C 3S 水化过程的研究,得出在养护温度为20e 、水固比为2的条件下,单矿物C 3S 水化体系的Avra 指数和水化参数分别为:n =2.1652,k NG =0.094,k I =0.059,k D =0.0002.将具体参数值代入数学模型,发现由此得出的理论(d A /d t)~t 曲线与实验(d A /d t)~t 曲线有着良好的一致性.以上方程均从理想模型得出,对于实际系统的研究往往不是十分精确,但可以作为一种工程近似用以参考.虽然动力学方程经常受到数学理论以及现实应用的双重批判,但在理解所研究水化过程中的耦合作用时仍然具有建设性的意义.2 水泥水化程度研究方法新进展2.1 图像分析法水化热法,化学结合水法,CH 定量法等测量方法都基于水化一定时间水泥水化结果与水泥完全水化后结果的比较.当水泥中加入活性矿物时,系统变得复杂,上述方法将很难用来分别测量水泥基复合体系中水泥以及其它各活性组分的水化程度.对于水泥-粉煤灰复合体系,用化学溶解法[20,21]可以定量测量其中的未水化粉煤灰含量,并最终可以得出t 时刻粉煤灰的水化程度.其原理是粉煤灰与水化产物进行二次反应的生成物为酸性可溶.将掺粉煤灰硬化水泥浆体溶解于苦味酸甲砜基丙烷溶液,其中的水化产物和未水化水泥均可溶解,只剩下未水化的粉煤灰颗粒[22].化学溶解法无法得出掺粉煤灰水泥浆体中水泥的水化程度,也无法得出掺煤矸石或矿渣水泥浆体中水泥、煤矸石和矿渣的水化程度,因为目前尚未找到一种合适的化学溶剂.因此,发展一种可以同时直接分析水泥基复合体系中掺和的活性矿物及水泥的水化程度的方法是非常有意义的.近年来,背散射电子图像(BEI)大量应用于水泥基复合体系中水泥和其它活性组分的水化程度研究[9,13,23,24].根据扫描电镜中背散射电子成像(BEI)原理,背散射电子是被固体样品中的原子所反射回来的一部分入射电子,它的成像衬度与样品表面原子序数的分布有关.样品表面上平均原子序数较高的区域,产生较强的信号,在背散射电子图像上呈现较亮的衬度,因此可以根据背散射电子图像衬度来判断相应区域原子序数的相应高低.对于纯水泥体系样品,BEI 图片中原子序数最高的未水化水泥颗粒呈亮白区域,其中C 4AF 因含有原子序数较大的Fe 而较C 3S 和C 2S 更亮,而C 3A 因含大量原子序数较Ca 低的Al,在未水化水泥颗粒成像区域中稍显暗淡;其次为水化产物,最暗为孔隙;对于水泥基复合体系样品,CaO 含量高的未水化水泥颗粒平均原子序数最高,在BEI 中呈亮白区域,其次是水化产物中,而未水化的活性掺和料,如粉煤灰、煤矸石等因SiO 2含量较高,649 第6期王培铭等:水泥水化程度研究方法及其进展平均原子序数较低,因此在BEI 中的成像区域较未水化水泥颗粒为暗,最暗区为孔隙.图1 水泥-煤矸石复合体系浆体水化28d 时的背散射电子图像Fig.1 BEI o f cement -co al gang ue paste at 28d ag e图1为水泥-煤矸石复合体系浆体水化28d 背散射电子图像.如图1所示,a 点处为未水化水泥颗粒,在图片中显示为最亮白区;b 点处为水泥水化产物壳层,其图像较未水化水泥颗粒稍暗;c 点处为未水化的煤矸石颗粒,其图像比水化产物更暗;d 点处为硬化水泥浆体中的孔隙,其图像最暗.根据图像中的不同灰度,通过图像处理系统可以得出不同龄期未水化水泥颗粒的体积分数,同样也可得出不同龄期未水化煤矸石颗粒的体积分数,再与初始体积分数相比,即可分别得出水泥基复合体系在不同水化龄期时水泥与煤矸石的水化程度.Feng 等[5]为了更确切地区分图片中的不同组分,将能谱分析(EDS)与图像分析结合起来,用EDS 来确定那些存在疑问的像素点的组成,以此来确定其矿物组成并最终得出其组分.研究得出:对于纯水泥体系来说,传统的化学结合水法与图像分析法结果误差在?10%内;同一样品,同一实验员,通过图像分析法所得的水化程度结果的标准误差为?1.5%~?1.8%.对于水泥基复合体系中各组分的水化程度,水泥的标准误差为?1.4%~?2.2%,粉煤灰为?4.6%~?5.0%,矿渣为?3.6%~?4.5%.图像分析法计算水化程度的具体公式如下:(1)纯水泥体系V (0)cem (%)=11+Q cem @(m w /m c )@100%(12)A cem (%)=1-V (t)cem V (0)cem (1-V gyp f )@100%(13)其中:Q cem 为水泥的真密度;V (0)cem 为水泥的体积分数;V (t)cem 为水化t 时刻未水化水泥颗粒的体积分数,由图像分析得出;V gyp f为水泥中石膏的体积分数,因为水泥中的石膏在24h 后基本完全水化[5],因此在计算未水化水泥体积分数时应将其去除.(2)水泥基复合体系中水泥与活性掺和料组分V (0)cem (%)=m cem Q cem m ma Q ma +m cem Q cem +m H 2O Q H 2O @100%(14)V (0)ma (%)=m maQ ma m ma Q ma +m cem Q cem +m H 2O Q H 2O @100%(15)A cem (%)=1-V (t)cem V (0)cem (1-V gyp f )@100%(16)A ma (%)=1-V (t)ma V 0(ma )@100%(17)其中:V (0)ma 为未水化前活性掺和料占水泥浆体的体积分数;V (t)ma 为水化t 时刻水泥浆体中未水化活性掺和料的体积分数,由图像分析得出[5].可以看出,对于水泥基复合材料各组分的水化程度研究方面,图像分析法有着无可比拟的优650建 筑 材 料 学 报第8卷点,实现了对体系中各不同组分水化程度的直接研究,在水化程度以及深度研究方面有着重要的应用价值.2.2 计算机模拟用计算机来模拟水泥的水化过程,20世纪80年代便开始了具体研究.Po mmersheim 等[25]率先对单个组分C 3S 进行了数学分析模拟,此后Jennings 等[26]在Po mmersheim 等的研究基础上,用计算机数字图片来模拟C 3S 的水化过程以及微观结构.上述研究都是对水泥熟料中单矿物的水化进行二维模拟.Phan 等[27]认为水泥水化进程的两大主要机理是相界面控制机理和扩散控制机理,在此理论基础上结合一些系统参数来模拟熟料单矿物的水化进程.在N IST 实验室中,Bentz 等[28]根据水泥颗粒粒径分布(PSD)、水灰比以及矿物组成等参数,研究出了以纯水泥水化三维模型CEM H YD 3D 来模拟纯水泥体系水化的全过程.此模型模拟了水泥矿物与水之间的反应.在此模型中,1L m 3为1个像素点,标明所代表的成分)))水、石膏或者水泥熟料中的某一矿物组分.在此基础上,对体系中的溶解、化学反应以及扩散等过程进行循环模拟.每一轮模拟完毕,皆可得出此刻水泥熟料微结构中的水化程度、孔隙率、相组成等一些性能.基于纯水泥的水化模型,以Bentz 为首的研究者们正在研究开发更高级水化模型,这也是广大水泥研究者们所感兴趣的课题之一.3 展望1.对于纯水泥体系,传统的水化程度研究方法虽然各自存在弊病与不足,但不失为有一定的科学合理性与可行性,今后应着重改进方法以增进其精确度.2.对于掺加活性掺和料的水泥基复合体系,传统研究方法因为自身的不足而无法对其中的各组分水化程度进行有效研究,图像分析法弥补了这一不足,但其还存在一定的缺陷,如对各组分图像灰度阙值如何选定,与操作人员的经验及知识水平有关等,有待进一步发展及标准化.3.计算机对纯水泥体系水化过程的模拟,进一步加深了对水泥水化过程的认识.另外,结合图像分析法与纯水泥体系的水化模型,可建立起水泥基复合体系的水化模型.参考文献:[1] 张 谦,宋 亮,李家和.水泥水化热测定方法的探讨[J ].哈尔滨师范大学自然科学学报,2001,17(6):8,9.[2] E SCALANT E -GARCIA J I.Non evapor able water from n eat OPC and replacement m ater ials in compos ite cem ent hydratedat different temperatures[J].Cem ent and Concrete Research,2003,33(11):1883-1888.[3] M OU NANGA P,KH ELIDJ A,BAROGHE L -BOUNY A.Predicting Ca(OH )2content and chemical sh rinkage of hydra -ting cement pastes us ing analytical approach[J ].Cement and C on crete Research,2004,34(2):255-265.[4] DABIC P,KRST ULOVIC R,RUS IC D.A new appr oach in mathematical modelin g of cemen t h ydration development[J ].C ement and Concrete Research ,2000,30(7):1017-1021.[5] FENG X,GARBOCZI E,BE NTZ D P,et al.Es tim ation of the degree of hydration of blended cement pas te b y a scannin gelectron m icroscope point -cou nting procedu re[J].Cement and C on crete Research,2004,34(10):1787-1793.[6] BENT Z D P.Th ree -dim ensional compu ter simulation of Portland cem ent hydration an d microstructur e development [J ].Am erican Ceramic S ociety,1997,12(1):3-21.[7] 余松柏,胡利民,曹中海.减少水泥水化热测定误差的探讨[J ].水泥,2002,(9):6-8.[8] 代光富,黄明清,刘莲芝.溶解热法测定水泥水化热[J].水泥,2001,(12):38,39.[9] KJ ELLSEN,KNUT O,DET WILER D,et al.Backscattered electron im aging of cement pastes hydrated at different tem -peratu res[J ].Cemen t and C on crete Res earch,1990,20(2):308-311.[10] 施惠生.无机材料实验[M ].上海:同济大学出版社,2003.65-69.[11] LE A F M.C hemistry of cem ent and concrete[M ].3rd edn.New York:Chemical Pub lishing,1971.177-249.[12] 王培铭,许乾慰.材料研究方法[M ].北京:科学出版社,2005.170.[13] BERRY E E,H EM M INGS R T,ZH ANG M H.H ydration in high -volum e fly ash binder s[J].ACI M aterials J ou rnal,1994,91(4):382-389.[14] E SCALANT E -GARCIA J I,M ENDOZA G,SH ARP J H.Indirect d eterm ination of th e Ca/Si ratio of the C -S -H g el in 651 第6期王培铭等:水泥水化程度研究方法及其进展652建筑材料学报第8卷Portland cem ents[J].Cemen t and C on crete Res earch,1999,29(12):1999-2003.[15]施惠生,方泽锋.粉煤灰对水泥浆体早期水化和孔结构的影响[J].硅酸盐学报,2004,32(1):96-98.[16]BEZJAK A,J ELENIC I.On th e determination of rate constants for hyd ration process in cement in cemen t pastes[J].Ce-ment and Concrete Research,1980,10(3):553-563.[17]BEZJAK A.Kin etics analysis of cemen t hydration includin g various mechanistic concepts:I.Theoretical development[J].C ement and Concrete Research,1983,13(2):305-318.[18]KRST ULOVIC R,ABIC P D.A conceptual model of the cem ent h ydration p roces s[J].C ement and Concr ete Research,2000,30(5):693-698.[19]陈红霞.水泥熟料矿物的溶胶-凝胶法制备及其水化研究[D].上海:同济大学材料科学与工程学院,2003.76-78.[20]OH SAW A S,ASAGA K,GOTO S,et al.Quantitative determination of fly ash in the hydrated fly ash-CaSO4#2H2O-Ca(OH)2system[J].C ement and Concrete Research,1985,15(3):357-366.[21]LI S,ROY D M,KUM ER A.Quan titative d eterm ination of pozzolanas in hydrated system of cemen t or Ca(OH)2w ith flyash or silica fu me[J].Cemen t and C on crete Res earch,1985,15(7):1079-1086.[22]L AM L,WONG Y L,POON C S.Degree of hydration and gel/space ratio of high-volume fly ash/cement sys tems[J].Ce-ment and Concrete Research,2000,30(5):747-756.[23]BADQER,ST EVE R,SADANANDA S,et al.Backscattered electron imaging to determin e w ater-to-cement ratio of hard-ened concrete[J].T ransportation Res earch Record,2001,31(1):17-20.[24]凌祥,徐善东,陈嘉南.颗粒定量测量的计算机图像处理技术研究[J].水泥,1998,(11):33-35.[25]POM M ERSH EIM J M,CLIFT ON J R.T w o-dimensional simulation of cement clin k[J].Cement and C on crete Research,1982,12(5):765-772.[26]J ENNINGS,H M,J OH NSON,et al.H ydration simu lation of C3S[J].Am Ceram Soc,1986,69(5):790-795.[27]PH AN,QU OC H D,TAKET O U.T w o-dimensional simulation of cement hydration[J].T ran sactions of the Japan C on-crete Institute,1999,21(1):77-82.[28]BENT Z D P.Th ree-dim ension computer simulation of Portlan d cement hydration and m icrostru ctural model[J].C ementand Concrete Research,1998,28(5):285-297.。

水泥水化研究综述

水泥水化研究综述

水泥水化研究综述作者:邓绍云来源:《广东科技》 2015年第6期邓绍云(新疆应用职业技术学院,新疆奎屯 833200)摘要:就现代建筑发展的趋势,建筑材料的研制、开发和利用的发展方向,指出了水泥将是现在及今后一段时间内非常重要的建筑材料之一,并指出了研究其水化特性的重要性、必要性和关键性。

阐述了水泥水化的普遍特性;回顾了国内外对水泥水化特性的研究历程,并总结了水泥水化特性研究现状与成果;预见了水泥研究的发展趋势与方向,并对高性能水泥的研发指明方向。

关键词:水泥;水化反应;特性;研究现状*基金项目:新疆高职教改课题“建筑材料课程教学改革”(201311);新疆应用职院精品课程《建筑材料》建设项目(XYZJX2014JK08)0 引言混凝土是目前应用较为广泛的建筑材料,而作为配制混凝土的重要胶凝材料构成的水泥,对于混凝土的性能和应用起着很大的决定性作用。

一方面,它是混凝土集料之一;另一方面,它是混凝土其他集料的联结者和包裹者。

水泥的性能决定了混凝土的性能,故其研究非常重要。

虽其发明历史不久,但因其重要性,人们对其高度重视,并大力加以研制和应用,且随时代和科技的发展而发展,推陈出新,永无止境。

1 研究现状传统意义上的水泥是指粉状水硬性无机胶凝材料,加水拌合后将成为浆体,能在空气中硬化或者在水中更好地硬化,并能将散状的砂、石等集料牢固地胶粘结合在一起。

Cement一词是由拉丁文caementum发展而来,是碎石和片石的意思,即引申为将碎石和片石结合在一起的物质。

早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似,用它胶结碎石制作混凝土,其硬化后的强度较高,且能较好地抵制淡水或盐水的侵蚀。

水泥作为目前最为常见和重要的胶凝材料,广泛应用于土建和水利甚至国防等建设工程中。

然而,人们应用水泥看重的是水泥和水拌合后发生一系列反应后所产生的水泥石,故必须对水泥的水化进行科学研究以便更进一步了解水泥、改进水泥、开发水泥和推广应用。

水泥混凝土水化热的研究与进展

摘要:水泥的水化反应是一个放热反应。

水泥水化放热的周期很长,但大部分热量是在3天内放出的,尤其是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。

大多数情况下,硬化水泥浆体和混凝土的早期体积变形,主要源于水泥的水化热温升,因此,降低水泥混凝土的水化热是防止其早期开裂的有效途径。

本文综合分析了水泥混凝土水化热对其性能的影响,总结了前人在水泥混凝土水化热研究方面提出的一些理论计算公式,介绍了国内外关于水泥混凝土水化热的最新研究进展和水泥生产中降低水化热的技术措施。

关键词:水泥;混凝土;水化热;矿物外加荆;水泥生产中图分类号:TQl72.12文献标识码:A文章编号:100l-6171(2009)06-0021-06ResearchProgressofHydrationHeatinCementandConcreteSHIHui-sheng,HUANGXiao-ya(KeyLaboratoryofAdvancedCivilEngineeringMaterialsofTongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Cementhydrationisanexothermieaction.Thereleasingperiodofhydrationheatincementisverylong,butmostofheatisreleasedwithin3days,particularlyattheinitialstageofsettingandhardeningperiod.Inmostcases,theearlyvolumedeformationinhardenedcementpasteandconcreteismainlycausedbytemperaturerising,whichisfromthehydrationheatofcement.Therefore,loweringthehydrationheatofcementconcreteisaneffectivewaytopreventitsearlycracking.TheeffectofhydrationheatincementconcreteOilitsperformanceisanalyzedbytheauthor.Thetheoreticalformulaofhydrationheatisgivenbytheauthor.Theresearchprogressofhydrationheatincementconcreteattheworldisintroduced,andthemeasurestolowertheheatofhydrationincementproductionarepointedhere.Keywords:Cement;Concrete;Hydrationheat;Mineraladmixture;Cementproduction1引言水泥所含的各种化合物是高温反应形成的不平衡产物,因此这些化合物处于高能态。

水泥水化热研究与分析

水泥水化热研究与分析摘要: 在水泥较长的散热过程中,水泥浆会逐渐凝结和硬化。

水泥内部物质处于高能状态,随着时间推移,水泥浆体性质将会趋向于稳定。

针对于水泥水化热的研究,不仅可以保证结构物的施工质量,还能适当降低工程成本造价,本文首先介绍了影响水泥水化热大小的影响因素以及计算法方法,然后根据笔者经验讲述了几种降低水泥水化热的措施。

关键词:水泥水化热、措施、配合比、增加、热量引言随着国家经济的快速发展,越来越多的工程建筑拔地而起,市场对于水泥需求量也是越来越大。

水泥在水化过程中产生的热量将会聚集在结构物内部不易散失出去,将会导致混凝土温度提高,随着混凝土龄期增加,绝热升温将会在2至4天内达到最高状态,在未受地基约束的部位,如果混凝土的内外温差过大,内部温度较高的混凝土约束外强度远大于其抗拉强度,将在混凝土的表层产生拉应力,若此时混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时就会产生表层温度裂缝。

若养护不当,表面裂缝将会进一步发展成深层裂缝。

在受地基约束的部位,将会产生较小的压应力。

因混凝土的散热系数较小,它从最高温度降至稳定温度需要较长时间,在此期间,混凝土的变形模量有了很大的增长,较小的变形就能产生较大的应力。

由于混凝土的早期体积变形,主要来自于水泥的水化热温升,并且降低水化热是防止混凝土早期开裂的有效途径,因此,我们有必要对水泥混凝土的水化热进行研究,以尽量避免温度裂缝的出现。

一、水化热的计算与分析1、水泥水化热分析水泥在水化时会发生温度变化,这主要源于几种无水化合物组分的溶解热和几种水化物在溶液中的沉淀热。

这些热值的代数和就是水泥在任何龄期下的水化热。

国家标准GB T 12959-2008规定了水泥水化热的测定方法,但是水泥水化热的测定较复杂,一般水泥厂都不会配备有这方面的仪器,有些水泥厂曾经添置过水泥水化热的测试仪器,但也没能很好地使用,关键是水化热测试对仪器和操作技术的要求较高,一般的工人难以熟练掌握该技术。

《无机材料工学教学课件》6-水泥水化

合理的配合比设计和掺合料的选择对提高混凝土耐久性具有重要意义。 例如,使用高效减水剂可以减少混凝土中的水分,降低混凝土开裂的风 险,从而提高其耐久性。
混凝土的硬化过程
水泥水化的速度与环境温度、湿度以及水泥的品种有 关。高温和高湿度的环境可以加速水泥水化,而掺合 料和外加剂的使用可以调节水泥水化的速度,以满足 工程需求。
单击此处添加正文,文字是您思想的提一一二三四五 六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文 ,单击此处添加正文,文字是您思想的提炼,为了最 终呈现发布的良好效果单击此4*25}
在水泥水化的过程中,应注意防止混凝土开裂。控制 水灰比、选择合适的水泥品种以及采取适当的养护措 施是防止混凝土开裂的关键。
《无机材料工学教学 课件》6-水泥水化
• 水泥水化的基本概念 • 水泥水化的影响因素 • 水泥水化的应用 • 水泥水化的研究进展 • 水泥水化的未来展望
目录
Part
01
水泥水化的基本概念
水泥水化的定义
01
水泥水化是指水泥与水混合后, 水泥颗粒在水中溶解并发生化学 反应,生成水化产物的过程。
02
绿色建材
探讨水泥水化的环保效应,研究低碳、无害、可再生等新型水泥材料的开发与 应用,推动绿色建材的发展。
Part
05
水泥水化的未来展望
新型水泥的开发
STEP 01
高效能水泥
STEP 02
低环境影响水泥
通过改进生产工艺和原材 料选择,开发出具有更高 强度和耐久性的高效能水 泥。
STEP 03
多功能水泥
Part
04
水泥水化的研究进展
水泥水化的理论研究
水泥水化反应机理
深入探究水泥水化反应的微观过程和化学反应机理,为优化水泥性能和开发新型水泥提 供理论支持。

水泥水化程度研究方法及其进展

水泥水化程度研究方法及其进展一、本文概述水泥水化程度作为衡量水泥混凝土性能的重要指标之一,其研究对于优化混凝土结构设计、提高工程质量和延长使用寿命具有重要意义。

本文旨在探讨水泥水化程度的研究方法及其进展,包括传统的研究手段和现代分析技术的应用,以及这些方法在水泥水化机理、水化过程控制和水化产物性能评估等方面的实际应用。

文章将概述水泥水化的基本过程,分析影响水泥水化的主要因素,介绍各类研究方法的基本原理和特点,评述它们的优缺点和适用范围,并展望未来的研究方向和发展趋势。

通过本文的综述,读者可以对水泥水化程度的研究现状有全面的了解,为水泥混凝土的性能优化和应用提供理论支持和实践指导。

二、水泥水化过程及其影响因素水泥水化是水泥混凝土性能形成和发展的重要过程,其涉及水泥与水反应,产生硬化体并逐渐增强混凝土强度。

水泥水化过程主要发生在混凝土浇筑后的初期阶段,通常持续数天至数周,取决于水泥类型、环境条件以及混凝土配合比等因素。

水泥水化过程可以简单划分为几个阶段:溶解阶段,水泥颗粒与水接触后开始溶解,释放出钙离子、硅酸根离子等;水化阶段,这些离子与水分子发生化学反应,形成水化产物,如氢氧化钙、硅酸钙等;凝结硬化阶段,随着水化产物的不断生成,它们填充在混凝土内部孔隙中,使混凝土逐渐硬化并增强强度。

影响水泥水化过程的因素众多。

首先是水泥的种类和性质,不同类型的水泥其水化速率、水化产物的类型和数量都有所不同。

例如,硅酸盐水泥的水化速率较快,而硫铝酸盐水泥的水化速率较慢。

其次是环境温度和湿度,温度越高,水泥水化速率越快;湿度则影响水泥的溶解和水化反应的进行。

混凝土配合比、掺合料种类和掺量、外加剂的种类和掺量等因素也会对水泥水化过程产生影响。

近年来,随着材料科学和测试技术的发展,对水泥水化过程的研究越来越深入。

通过采用先进的测试技术,如射线衍射、扫描电子显微镜、热分析等,可以更加详细地了解水泥水化过程中各阶段的化学和物理变化,为优化混凝土配合比、提高混凝土性能提供理论依据。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1 . 2 水泥 浆 体 微 观 结 构研 究
行分类 ,根据对硬化水泥浆体性 能的影响属性与程 度的不 同 , 有 以下几种 : 多害孔 、 有害孔 、 少害孔 、 无害孔 , 并对无害孔的孔 隙率 、 孔隙尺寸、 孔 隙形状 、 孔隙直径级配 等参 数进行 了界定 , 这一研究成果将有利 于高性能混凝土 的孔 隙结构 特性 的界定
水泥浆体 的微观结构受多种 因素 的影响 ,主要 因素有 : 水
泥的品种与性 能 、 水泥 的水化 反应进行过程及其环境 、 水泥 的
纯度 、 水灰 比、 水泥的矿物掺合料及其含 量与性质等 。其 中孔
隙结构理论 较为有名 , 该方 面的学者 认 为孔隙结构 包括孔 隙率 、 粒径分布 、 孔的空间结构 。 水 泥浆体在水化反应进行过程 中的微 观结构是不断变化
关键词 : 水 泥 ;水 化反 应 ; 研 究 ;现状 ; 展 望
0 引 言
S E M技术 ) _ 5 J 。
混凝土 的性 能影 响因素非常多 , 有 内因和外因之分 , 对于
内因主要在于混凝土的组分材料 的品质与特性 , 而水泥浆是其 中关键 内因要素之一。 故对水泥浆 的研究是有关混凝土研究 内
要 的建筑材料之 一, 并指 出了研究水泥水化反应 的重要性、 必要性及关键 性。文章 阐述 了水泥水化反应的性质 ; 回顾 了国 内外对水泥水化反应 的研究历程 , 总结 了水泥水化反应研究现状与成 果; 预见 了水泥水化反应研 究的发展趋势与方向 , 并 对 水泥的未来进行 了展 望。
( 1 . 新疆应 用职业技术学院, 新疆 奎 屯 8 3 3 2 0 0 ; 2 . 新疆永振建 筑安装工程有限公 司, 新疆 鸟 苏 8 3 3 0 0 0 )
摘要 : 文章就现代建筑发展 的趋势 , 建 筑材料的研 制开发利 用的发展 方向, 指 出了水泥将是现在及今后一段 时间内非常重
1 国内外研究现状
1 . 1 水 泥 水化 性 质 研 究
水泥的水化是指水 泥中各组分物质与水所起的化合作用 , 及各物质从无水状态转变为含结合水状态 的反应过程 , 其包含
水解和水合 两个 阶段 。 其反应过程非常复杂 , 反应数 目众 多, 各 个反应从性 质上可归类为 : 化学反应和物理化学反应两种。对 于水泥浆体的微 观结构 的研究是水泥水化 的关键所在 , 故研究 其宏观性能 和物 理力学特性的前提和条件是对其微 观结构清 楚准确认识 , 才能对其宏观性 能、 物理力学性能很好地把握。
的, 其研究非常困难 , 成果很少 , 几乎空 白。而凝结硬化后的水 泥石 的微观孔 隙结构 的研 究较 多 ,研究方法 中多为试验测试 法。 试验中采用的测孔方法主要有 : 压汞法( MI P ) I 、 等温吸附 法 3、 和小角度 x射线衍射 法 及 电子显微镜扫描技术 ( 简称
第 5期
2 0 1 5年 2月
江苏科技信息
J i a n g s u S c i e n c e& T e c h n o l o g y I n f o r ma t i o n
No . 5 Fe br u
邓 绍 云 ,
容 之一 。
由国外的研究文献与国 内的研究文献进行对比分析 , 发现
国外 的研究成果较为全 面、 较为先进 。国外学者主要通 过试验
测试 , 借助数字图像技术对水泥浆体 的孔洞结构进行实时观测
与研究 。 而 国内因为科研条件 、 科研仪器的限制 , 前期研究一般 通过文献 的综合整理分析 , 得 出相应的研究成果 。 我 国科研人员 … 查 阅有关 文献分 析 , 将 混凝 土中 的孔 进
提供参考。近年来 , 由于我国科研手段和科 研仪器 的改进和开 发应用 , 国内科研人员开始借助较为先进的扫描技术对水泥浆 体孔洞进行测试 研究 , 并取得一些成果 。 随着 时间的推移 、 研究
的深入 、 实践的增多 , 人们对水泥浆体的研究对象得到了扩充 ,
不光 只局 限于普通硅 酸盐水泥 , 研究对象更多的转向为掺加有 其他矿物成分如粉煤 灰 、 矿渣等的复合水泥浆体 ] 。 理论研究方面 , 国外学者 8 , 9 的研究 成果对微观结构具有 开创性 的研究意义 ,他们建立 了理想刚塑形基体的理论模型 , 认 为不同形状互不关联 的孑 L 洞存 在于无 限大的理想 刚塑形基 体 中, 分析计算 了微孔洞汇合的临界塑形应变 , 最终提 出了孔
N o . 5
F e br ua r y, 2 01 5
浆体的微 观结构特性 , 性质变化和变化程度结果进行分析 。而
Mc C l i n t o c k . F . A l 】 则是应用连续介质力 学 、 固体 本构等知识对
洞 的体积膨胀率会 随应力三轴度的增大而显著增大的结论 。 这些有关水化反应凝结硬化浆体孔结构的研究 , 虽然切入 点和结果有所差异 , 但均通过不 同的试验 方法 , 对 同种水泥在
不 同温度 、 水灰 比条件下 , 或对 比不同的水泥情况下 , 硬化水泥
作者简介 : 新 疆高职精品课程《 工程测量》 建设项 目; 项 目编号 : 2 0 1 3 0 1 2 。 新疆高职教改课题 ; 项 目编号 : 2 0 1 3 1 1 。 新 疆应 用 职院精 品课程《 建 筑工程测量》 建设项 目; 项 目编号 : X Y Z J X 2 0 1 4 J K 0 3 。新疆应用职 院精品课程《 建筑材料》 建设项 目; 项目
编号 : X Y Z J X 2 0 1 4 J K 0 8 。
作者简 介: 邓绍云( 1 9 7 1 一 ) , 男, 江西吉安 , 博 士, 博 士后 , 副教授 , 高级工程师; 研究方向 : 水利土木建筑与环境 。

5 2
第 5期 2 0 1 5年 2月
江苏 科技 信 息 ・ 工 程 实 践
相关文档
最新文档