【正文】 第二章 試 驗167。 原 料⑴水泥：；⑵粉煤灰：采用熱電廠的；⑶礦渣：有中國武漢鋼鐵廠提供的，它的比表面積為6000cm2/g。⑷外加劑：（a）UEA外加劑是有中原公司生產(chǎn)的，生料的化學成分見表1（b）我們準備了A和B兩種外加劑；A型外加劑的主要成分是明礬石和石膏，B型外加劑的主要成分包括明礬石，熟料和水泥。167。 方 法167。 在沒有凝固的條件下，水泥樣品的制備在202020 mm的模型中來制備普通水泥漿體，這些水泥在標況下凝固，并經(jīng)過24小時成型，然后在同樣的條件下還經(jīng)過任何處理進行固化來對各個階段進行測試。樣品的制備過程用XRD和TGDTA來分析：在某一水化階段，將樣品粉碎成3到5mm或者更小的微粒，并把它們放入無水乙醇中存放3到5d，來終止它們的水化，并且為了避免受潮和炭化把它們放入封閉的容器。167。 水泥漿體水化熱的測量溫度的測量范圍是從50℃到150℃，料充分混合后，把水泥漿體放入到真空瓶中，并把溫度探測儀插入水泥漿體中，用PVC薄片和油酸把真空瓶口密封住，同時不停地測量水泥漿體在20℃室溫時溫度的變化，一直到水泥漿體的溫度達到室溫時才停止。第三章 結(jié)果與討論167。 復合水泥的水化過程我們用15％的粉煤灰，15％的礦渣和10％UEA來代替同樣重量的水泥，用XRD來研究水化產(chǎn)物。這些樣品在低水灰比和干燥狀態(tài)下都沒有進行處理和凝固。從圖1到圖4我們可以看到普通水泥和復合水泥的水化產(chǎn)物類型是一樣的，它們都是CSH，CH和AFt等。另外還有一些未水化的C3S和C2S等。但在同一水化階段，各種水化產(chǎn)物的含量是明顯的不同。通過衍射峰的相對強度的不同來反映出這個事實，在表2中，我們列出了主要的水化產(chǎn)物和未水化的C3S和C2S的3d和28d的衍射峰的相對強度。表1 原料的性質(zhì)S S:比表面積。R W D:需水比率。R28:28d抗壓強度 表2 衍射峰的相對強度圖１　普通水泥3d和28d XRD圖圖2含有粉煤灰的水泥試樣3d和28d XRD圖圖3水化的GBSS水泥3d和28d XRD圖圖4水化的UEA水泥3d和28d后XRD圖表2表明了在低水灰比和沒有浸入水而凝固的條件下，四種水泥的水化過程的一些性質(zhì)：(1)CH量的變化率：在普通水泥中，28d形成的CH的量比3d的多。但在含有UEA的水泥漿體中28d形成CH的量明顯比3d的少，這減少的百分比為20％。(2)由復合水泥形成的AFt的量變化率：對于3d和28d的AFt的變化率表現(xiàn)為，含有UEA的水泥的大雨含有礦渣的水泥的，而含有礦渣的水泥的等于普通水泥的，而普通水泥的大于含有粉煤灰水泥的；我們可以看到不同的復合水泥在3d或28d水化階段形成的AFt量是一樣的。如果在潮濕的狀態(tài)下凝固，一些水泥漿體尤其是含有外加劑的水泥漿體，在大的空間中表現(xiàn)出微小的膨脹，但是這膨脹源AFt的量并沒有明顯的增加，因為凝膠體的膨脹的聯(lián)合效應是由于吸水性引起的，而作用在由結(jié)晶狀的凝膠體所引起的氣孔和裂口處可擴張壓力是水泥漿體的體積膨脹的原動力，并且前者的影響比后者大。在三天內(nèi)，這漿體的結(jié)構(gòu)是疏松的，并且有很大的空間讓晶體來生長，所以這個階段形成的凝膠體主要是針狀或圓柱狀的，盡管如此，在后期，對于沒有生長的凝膠體仍留有一些空間。所以，在XRD圖中，后期的凝膠體的衍射峰的相對強度是不明顯的。在四種水泥試樣中存在有大量的未水化的C3S和C2S的主要原因是水泥漿體的低水灰比和水泥未完全水化，水泥中的礦物混合物可以加速水泥的水化。能夠使水泥早期水化加快的混合物是礦渣，而另外兩中混合物對水泥早期水化的加速影響幾乎是一樣的，但是在水化后期，這三種混合物對水泥水化加快的影響沒有明顯不同?；旌衔镏钥梢允顾涌熘饕怯捎谒鼈兊南♂屪饔?，這可以提高水泥將體的真實水灰比。生成CH的量可以反映出水泥將體的水化程度。這就是說，含有粉煤灰，UEA或礦渣的水泥將體的3d生成CH的兩比普通水泥的多，盡管如此，28d的CH的生成量比3d的相比在一定程度是減少了，這是由于在后期礦渣和粉煤灰的堿火山灰效應；這種活性的混合物可以吸收一部分CH，這導致了CH含量的減少，但是在普通水泥中沒有太大的影響，所以CH量有很大的提高。對于喊有外加劑UEA的水泥將體，在XRD圖中AFt的3d或28d衍射峰的相對強度在這四中水泥試樣中是最高的，這是由于UEA，明礬石和石膏的主要成分，與水化過程中形成的CH相結(jié)合，生成了大量的凝膠體，同時，消耗了大量的CH。所以，C3S和C2S的水化反應得到加快，這使得水泥的強度和膨脹可同步進行，并且在這個階段形成的凝膠體可以得到微膨脹以及收縮補償能力，這是含有外加劑的水泥水化和硬化反應的一個重要性質(zhì)，大量的Ca(OH)2的形成不僅可以使更多的堿溶解到水泥漿體的氣孔中，使凝膠體的含量繼續(xù)增加并提高膨脹能，而且可以激活礦物混合物中的火山灰活性，同時促進混凝土的強度的提高，很明顯外加劑的存在不僅可以使混凝土與微脹和收縮補償效應，而且可以促進它的早期強度的發(fā)展，以及優(yōu)化物料的性能。167。 水化產(chǎn)物的差熱分析用不同的DTA方法來測出普通水泥和含有A型和B型的外加劑的水泥在2℃600℃范圍的 TGDTA曲線，圖5圖7為測試結(jié)果。圖5 普通水泥試樣3d和28d DTA曲線圖6含有Ａ型外加劑的水泥試樣3d和28d ＤＴＡ曲線圖7含有B型外加劑的水泥試樣3d和28dＤＴＡ曲線 實驗結(jié)果表明這三種水泥漿體的DTA 曲線幾乎是一樣的，它們有僅有兩個吸熱峰：AFt的脫水溫度大約為100℃，而Ca(OH)2的脫水溫度在440445℃內(nèi)，如果DTA曲線的兩個吸熱峰在10155℃這個區(qū)域，那么可以用失重值來測量AFt和CH的含量：（1）在3d內(nèi)，普通水泥漿體中AFt和Ca(OH)2的生成量比含有外加劑的水泥漿體中的少，這三個試樣的熱重曲線的失重列在下面：在20155℃范圍內(nèi)：%，%，%；在410480℃范圍內(nèi)：%，%，%；（2）在28d內(nèi)，含有外加劑的兩中水泥漿體中AFt的含量明顯比普通水泥的高，但CH的含量是相同的。三個試樣的TG曲線的失重列在下面：在20155℃內(nèi)：%，%，%，在410480℃：%，%，%；（3）從3d到28d的水化過程中，三種試樣的AFt的含量不再有很明顯的增加。所以，后期的膨脹是由凝膠體的吸水膨脹效應引起的，而不是在潮解結(jié)晶過程中生成的凝膠體所產(chǎn)生的結(jié)晶應力引起的。167。 水化熱已經(jīng)對含有粉煤灰和礦渣的水泥的水化熱進行了詳細地研究，所以這里主要集中研究含有外加劑的水泥的水化熱，在含有外加劑的水泥漿體中，由于外加劑種類不同它們的水化熱有很大變化，表3列出了三個水泥試樣的最高值，圖 8為水化熱曲線。表3　三種水泥樣的混合圖8三種水泥樣的水化熱曲線 從圖8中我們可看到，如果水泥中一部分由不含有鋁硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰的外加劑來代替，那么水化熱的峰值是最低的，并且溫度很快從峰值降下來，如果含有粉煤灰的水泥漿體中的一部分由含有鋁硅酸鹽水泥熟料的外加劑來代替，那么水化熱將要是最明顯的，此外，這三個水泥漿體試樣幾乎都在1216小時內(nèi)同時達到最高水化熱。 第四章 結(jié) 論 (a)在低水灰比條件下，普通水泥和復合水泥有相同的類型和水化產(chǎn)物和未水化的C3S和C2S。但是，不同的復合水泥的水化量是明顯不同的。 (b)生成CH量的變化率：對于普通水泥，28d的CH的量比3d的多。但對于含有UEA的水泥漿體，28d內(nèi)生成CH的量明顯比3d的少，減少的百分比大約為20%。 (c)凝膠體的膨脹的聯(lián)合效應是由吸水性引起的，而作用在由結(jié)晶狀的凝膠體所產(chǎn)生的氣孔和裂口處的可擴張壓力是水泥漿體的體積膨脹的原動力，而前者的影響比后者大。