【正文】 理 強(qiáng)度變化 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)論文 Abstract This paper studies the effect of the use of acid and alkali on mortar surface pre treatment of aggregate on strength of mortar,The main purpose of chemical pretreatment is to change the roughness and activity of the aggregate surface,We chang the chemical treatment of different duration to observe and study the mechanism of the different duration and different agents by paring of the specimen paper has done the following work: (1)The work of designing mix ratio of to the need of the experiment and the experiment nature,we hnow that studys on chemical pretreatment effect on the strength of mortar should not use high strength mortar,so I design three kinds of intensity:,M5 and I design experiment according to the national standard strictly,The design aims to show the effect of chemical processing of the aggregate the on the strength of mortar. (2)We deal river sand with ammonium fluoride and sodium hydroxide which quality scores is 10% ,In order to investigate the changs of the strength,we deal the aggregate with 15min and should be paid special attention processing time and the flushing of river sand when the experiment end,it request that there should not be remaining acid or ,it will cause interference to the experimental results and effect the accuracy of the experimental. (3)Comparing the testpiece treated by ammonium fluoride to the blank,we find that the strength of mortar decreasing more which packet processing time is short,for example, the strength of the testpiece treated by ammonium fluoride in 15min reduce by an average of %,but specimens treated by the ammonium fluorid in 45min reduce by an average of about 19%。過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)中存在的孔隙體積 和微裂縫，對(duì)水泥基材料的剛性和彈性也有很大的影響，過(guò)渡區(qū)在水泥基材料中起著搭接的作用，由于該搭接作用的薄弱，不能較好的傳遞應(yīng)力，所以水泥基材料剛性較小，特別是暴露在貨或者高溫環(huán)境下，由于微裂縫的擴(kuò)展更激烈，是水泥基材料的彈性模量比抗壓強(qiáng)度低的更快，更多。 水泥基材料界面過(guò)渡層微觀結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜 ， 這意味著影響其強(qiáng)度的因素也很復(fù)雜 ， 且各個(gè)因素并非獨(dú)立作用 ， 使得研究非常困難 ， 難以系統(tǒng)化。因此 ， 界面過(guò)渡區(qū)的強(qiáng)度取決于其中所存在孔隙的體積和孔徑 ， 孔隙的體積和孔徑越大 ， 其強(qiáng)度越低。然而隨齡期增長(zhǎng) ， 界面過(guò)渡區(qū)的強(qiáng)度會(huì)逐漸增強(qiáng)。 (2)微裂紋的出現(xiàn)和存在 ： 微裂紋的出現(xiàn)和存在是導(dǎo)致界面過(guò)渡區(qū)強(qiáng)度不高的又一重要因素。例如 ， 以級(jí)配差的骨料制作的水泥基材料拌合物在振搗過(guò)程中更傾向于泌水離析 ， 從而在粗骨料周邊形成較厚的水膜或水囊。在這種條件下形成的界面過(guò)渡區(qū)在承受拉應(yīng)力時(shí)由于骨料和水化水泥的微應(yīng)變更容易開(kāi)裂 [7]。事實(shí)上，之所以把界面過(guò)渡區(qū)作為水泥基材料的一種獨(dú)立要素，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)和性能與非過(guò)渡區(qū)水泥水化物存在較大的差異，有必要對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)的分析和研究。諸如隨著粗骨料粒徑的增大，水泥基材料的強(qiáng)度降低，在遭遇火災(zāi)時(shí)，水泥基材料彈性模量比抗壓強(qiáng)度降低要快；水泥基材料的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小一個(gè)數(shù)量級(jí)等等 [8]。從 SEM 微觀圖像分析可得到 ,漿體與骨料之間的界面過(guò)渡區(qū) ， 孔隙率隨著離骨料表面的距離增大而降低 ， 新拌水泥基材料的骨料周圍填充了水分 ,致使該界面區(qū)成為薄弱界面區(qū)。 通過(guò)對(duì)界面過(guò)渡區(qū)的改善可以達(dá)到許多水泥基材料性能方面的提升效果例如[21]： (1)降低水灰比 ： 從界面過(guò)渡區(qū)的形成機(jī)理可知 ， 骨料表面附近區(qū)域水灰比高是過(guò)渡區(qū)薄弱的一個(gè)重要原因。而且水灰比的降低提高了硬化水泥的強(qiáng)度和彈性模量 ， 使水泥和骨料間彈性模量的差異減小 ， 從而使界面處水膜厚度減小。 (2)選用性質(zhì)優(yōu)良的骨料 ： 不同性質(zhì)的骨料制作的水泥基材料界面過(guò)渡區(qū)會(huì)有不同的性質(zhì)。如果骨料吸水 ， 則可以降低骨料周圍漿體的水灰比 ， 并因此減小界面的不利因素。有水硬活性或潛在水硬活性的骨料可在界面處參與水化反應(yīng)而改善界面。 (3)改善水泥基材料制 作工藝 [5]： 水泥基材料的攪拌、成型和養(yǎng)護(hù)等工藝過(guò)程均可影響界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 本論文的研究?jī)?nèi)容 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們會(huì)遇到下列種種情況：砂漿的抗壓強(qiáng)度要比其抗拉強(qiáng)度高，基本上高一個(gè)數(shù)量級(jí)；水泥基材料受拉時(shí)呈脆性而受壓時(shí)呈相對(duì)的韌性；使用非常密實(shí)的集料砂漿滲透性仍然比相應(yīng)的水泥漿體大一個(gè)數(shù)量級(jí)，水泥基材料中的寂寥的粒徑增大其強(qiáng)度就下降 ，近些年的研究終于解釋了這現(xiàn)象，界面過(guò)渡區(qū)作為水泥基材料的最薄弱的環(huán)節(jié)，該區(qū)域水化產(chǎn)物的組成及形貌與集體部分不同，其結(jié)構(gòu)相對(duì)疏松，強(qiáng)度較低，在外界因素作用下，該區(qū)域容易出現(xiàn)裂紋。 本文著重討論骨料經(jīng)化學(xué)處理后對(duì)骨料表面特性與界面過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)的影響。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)論文 4第 2 章 砂漿界面過(guò)渡區(qū)對(duì)水泥基材料影響的研究分析 界面過(guò)渡區(qū)的形成機(jī)理 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于界面過(guò)渡區(qū)的形成的機(jī)理主要有三種解釋，它們分別從不同的角度解釋了界面過(guò)度去的各種特性，它們分別是： (1)水加入后，集料表面的水膜厚度變大，沙粒和水泥粒子水產(chǎn)生相對(duì)位移以及沙?？赡茉谒酀{體凝結(jié)之前發(fā)生沉降，發(fā)生局部泌水使水富集在骨料的下部，導(dǎo)致了局部的水灰比變大，以致于過(guò)渡區(qū)中的結(jié)晶的約束力小，晶料取向性增強(qiáng)，易于生長(zhǎng)，晶料的生 長(zhǎng)導(dǎo)致了孔隙率的增大、晶柱尺寸增大、孔隙的孔徑增大，晶體形成后從液相中析出，晶體量增多， CH、 AFM 富集在骨料下方 [15]。 (3)膠體的縮水凝聚的過(guò)程也可以解釋過(guò)渡區(qū)的形成。 骨料表面的處理方法舉例 (1)通過(guò)增加骨料 — 水泥漿體界面粗糙度的方法，改變了集料的粗糙程度，以增加集料和水泥漿體的物理結(jié)合度，提高了界面結(jié)合力。同時(shí)集料表面的粗糙化也并沒(méi)有解決集料 — 水泥漿體界面區(qū)域不利的梯度分布現(xiàn)象，因此總方法不能從根本上解決問(wèn)題 [16]。但是這種方法工藝過(guò)程 比較復(fù)雜，且其對(duì)水泥水泥基材料前期的影響較小，但其后期強(qiáng)度會(huì)持續(xù)升高 [1718]。他們通過(guò)對(duì)集料進(jìn)行表面化學(xué)處理的方法來(lái)使得集料表面粗糙化和活化，其主要是用磷酸、硫酸、氫氟酸和氫氧化鈉進(jìn)行表面處理 [19]。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)論文 6第 3 章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法 砂的含水率試驗(yàn)（標(biāo)準(zhǔn)法） 實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用下 列儀器設(shè)備：烘箱 ——溫度控制范圍為（ 105177。含水率試驗(yàn)（標(biāo)準(zhǔn)法）應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：由密封的樣品中取各重約 500g 的試樣兩份 ， 分別放入已知質(zhì)量的干燥容器 (m1)中稱重 ， 記下每盤試樣與容器的總重 (m2)。5） ℃ 的烘箱中烘干至恒重 ， 稱量烘干后的試樣與容器的總重 (m3)。 1 3 1[ ( ) ( ) ]2c m m m m?? ? ? ? ? m1=200 m2=500 m3=485 m1=200 m2=500 m3=479 Ωwc1=% Ωwc2= 所以 Ωwc=% 砂的含泥量的檢測(cè)試驗(yàn) 含泥量試驗(yàn) 目的與適用范圍是測(cè)定細(xì)集料中粒徑小于 的塵屑、淤泥和粘土含量，本方法部適用于人工砂、石屑等礦粉成分較多的細(xì)集料。 測(cè)得所用砂的含泥量為 % 泥塊含量試驗(yàn) 泥塊含泥量實(shí)驗(yàn)的目的與適用范圍是測(cè)定水泥混凝土用砂中顆粒大于 的泥塊含量。 泥塊含量的 計(jì)算方法如下： 121( ) 1 0 0kQ m mm? ? ? （ 33) Qk——砂中大于 的泥塊含量，％ m1——試驗(yàn)前存留于 篩上試樣的烘干試樣質(zhì)量， g m2——試驗(yàn)后烘干試樣質(zhì)量， g 以上兩個(gè)試樣試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定值，兩次結(jié)果的差值超過(guò) ％時(shí)，應(yīng)重新取樣。 (2)測(cè)定前的準(zhǔn)備工作 ：將圓模放在玻璃板上，在內(nèi)側(cè)稍稍涂上一層機(jī)油，調(diào)整凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀的試針使接觸玻璃板時(shí)指針應(yīng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)。記錄開(kāi)始加水的時(shí)間作為凝結(jié)時(shí)間的起始時(shí)間。測(cè)定時(shí)，從濕氣養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)取出圓模放到試針下，使試針與凈漿面接觸，擰緊螺絲 1~2s 后突然放松，試針垂直自由沉入凈漿，觀察試針停止下 沉?xí)r指針讀數(shù)。由開(kāi)始加水至初凝、終凝狀態(tài)的時(shí)間分別為該水泥的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間，用小時(shí)（ h）和分鐘（ min）來(lái)表示。臨近初凝時(shí)，每隔 5min鐘測(cè)定一次，臨近終凝時(shí)每隔 15min 測(cè)定一次，到達(dá)初凝或終凝狀態(tài)時(shí)應(yīng)立即重復(fù)測(cè)一次，當(dāng)兩次結(jié)論相同時(shí)才能定為達(dá)到初凝或 終凝狀態(tài)。 經(jīng)過(guò)檢測(cè)凝結(jié)時(shí)間為 ： 初凝 155 分鐘 終凝 265 分鐘 砂漿配合比的設(shè)計(jì) 確定 砂漿的試配強(qiáng)度 (1)根據(jù) JGJ982022 第 條規(guī)定，砂漿試配強(qiáng)度為： fm,o≥f2+=+5*=(34) 查得標(biāo)準(zhǔn)差為 (σ=） (2)根據(jù) JGJ982022 第 條第 1 款計(jì)算每立方米砂漿中的水 泥用量： 根據(jù) JGJ982022 第 條規(guī)定，每立方米砂漿中砂用量為 1400Kg。 確定 M5 砂漿的試配強(qiáng)度 (1)根據(jù) JGJ982022 第 條規(guī)定，砂漿試配強(qiáng)度為： fm,o≥f2+=5+*=(36) 查得標(biāo)準(zhǔn)差為 (σ=） (2)根據(jù) JGJ982022 第 條第 1 款計(jì)算每立方米砂漿中的水泥用量： ,0 31 0 0 0 ( ) 1 0 0 0 ( 2 .9 1 5 .0 9 ) 1 8 3 / ( 3 5 )3 .0 3 3 2 .5mccefQ K g mf ??? ? ? ?? ? ? ???,0 31 0 0 0 ( ) 1 0 0 0 ( 5 .8 1 5 .0 9 ) 2 1 2 / ( 3 6 )3 .0 3 3 2 .5mccefQ K g mf ??? ? ? ?? ? ? ???石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)論文 9根據(jù) JGJ982022 第 條規(guī)定，每立方米砂漿中砂用量為 1400Kg。 確定 砂漿的試配強(qiáng)度 (1)根據(jù) JGJ982022 第 條規(guī)定，砂漿試配強(qiáng)度為： fm,o≥f2+=+45*=(38) 查得標(biāo)準(zhǔn)差為 (σ=） (2)根據(jù) JGJ982022 第 條第 1 款計(jì)算每立方米砂漿中的水泥用量： 根據(jù) JGJ982022 第 條規(guī)定，每立方米 砂漿中砂用量為 1400Kg。 砂漿稠度試驗(yàn) (1)目的 砂漿稠度試驗(yàn)主要是用于確定配合比或施工過(guò)程中控制砂漿稠度，從而達(dá)到控制用水量目的。試錐由鋼材或銅材制成，錐高 145mm，錐底直徑 75mm，試錐連同滑桿質(zhì)量 300g；盛砂漿容器由鋼板制成，筒高 180mm，錐底內(nèi)徑 150mm；支座分底座、支架及稠度顯示三部分，由鑄鐵、鋼及其他金屬制成； ② 鋼制搗棒：直 徑 10mm、長(zhǎng) 350mm，端部磨圓； ③ 秒表。 (4)結(jié)果 稠度試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)以兩次測(cè)定值的算術(shù)平均值為測(cè)定值，計(jì)算精確至 1mm。 測(cè)得兩次數(shù)值的平均值為 75mm。O 強(qiáng)度等級(jí) 細(xì)骨料 河砂 取 孔徑以下粒徑 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)論文 11 實(shí)驗(yàn)方法 分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10%的氫氧化鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10%的氟化銨溶液浸泡骨料 15 分鐘和 45 分鐘，將其與未經(jīng)腐蝕的對(duì)比骨料分別配置砂漿（見(jiàn)配合比表） 所做時(shí)間為