水泥细度对混凝土早期性能的影响建材专业毕业论文(编辑修改稿)

水泥细度对混凝土早期性能的影响建材专业毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

重庆大学本科学生毕业设计（论文） 绪论 8 增大，导致强度增长率及水化放热速率均较高。 同时，细度增加能导致泌水减少，但在高细度的情况下，对非引气混凝土来说，为满足工作性必须 增加需水量，并导致干缩增加。 此外，高细度的水泥使混凝土的抗冻融循环能力降低 [10]。 水泥细度对砂浆抗裂性影响非常明显。 Harold 采用砂浆环开裂试验方法，水灰比、灰砂比 1:、存放于 21℃ 和 50%相对湿度下时，比表面积约为 240 ㎡ /kg的粗水泥的初裂时间为 14 天，是比表面积约为 380 平米 /kg 的细水泥的初裂时间（ 7 天）的 2 倍 [11]。 不同细度水泥的混凝土暴露于自然条件下一年的抗冻试验也表明，水泥越粗，砂浆内部的微裂纹越少，其混凝土抗冻融循环能力越强 [11]。 美国的 Withy 分别于 1901 年、 1923 年和 1937 年成型了 5000 多个水泥净浆，砂浆和混凝土试件，在室外暴露， 1975 年由 Washa 和 Wendt 发表了暴露试验的结果如图所示。 图 表明，用 7M 水泥配制的混凝土 50 年后抗压强度达到了 52MPa,而用 I 型水泥（当时的快硬水泥）配制的混凝土在 10 年后强度开始倒缩； 1937 年按快硬水泥生产的 I 型水泥与现今水泥的平均水平很相似 [12]。 图 室外暴露条件下不同细度水泥强度随龄期的变化 颗粒分布对水泥性能的影响 根据 Zur Strassen[13]的意见，水化作用是从熟料 颗粒的均一表面像核心的扩散反映。 对波特兰水泥 中 纯 C3S 进行测定，得到下列反应渗透深度值： 重庆大学本科学生毕业设计（论文） 绪论 9 龄期 /天 1 3 7 28 渗透深度 /μm 2 3~4 6~7 Zur Strassen 对 C2S 进行测定得到以下数值： 龄期 /天 40 60 80 渗透深度 /μm 1 2 3 这表明阿利特含量高的水泥当中， 30μm 颗粒在 28d 水化 %，而小于 3μm的颗粒在拌合后短时间即已完全水化。 由此得到两条结论 [13]： （ 1） 0~3μm 颗粒部分（这部分颗粒使水泥具有较高的比表面积）对于早期强度时必不 可少的，但对后期强度则不起作用。 （ 2） 3~30μm颗粒部分是对后期强度起唯一重要作用的部分。 超过 30μm的颗粒只是部分水化，它们对强度所起的作用是很小的。 赵飞 [20]等人认为： (1)不同大小的颗粒，其水化活性有很大差异，粒径越小，水化活性越高，具体表现在，随着颗粒的细化，对水分子的吸附能力及离子溶出能力大大提高，浆体的极化能力增强，浆体初始结构形成时间缩短，早期硬化浆体结构形成时间提前，形成速度加快，水化放热曲线的诱导期缩短，加速期的反应速度加快，放热速率和放热量增大。 (2)不同大小的颗粒，各自强度 的发挥也很不相同。 0~30μ m 颗粒的强度发挥正常，粗颗粒在早期只达到很低的强度， 0~10μ m 和 0~5μ m 的细颗粒在早期就达到较高的强度，但后期强度几乎没有增长，甚至产生倒缩。 (3)致使 0~10μ m 和 0~5μ m 细颗粒的后期强度发挥不好的原因是它们的水化反应速度太快，水化产物的胶结性能不好，胶结点的牢固程度较低，早期浆体结构易通过溶解和再结晶而破坏。 目前比较公认的水泥最佳性能的颗粒级配为 [14]:3~32μm颗粒总量不低于 65%，＜ 3μm细颗粒不超过 10%，＞ 65μm和 ＜ 1μm的 颗粒 越少越好。 因为 3~32μm的颗粒对强度增长起主要作用，特别是 16~24μm 的颗粒对水泥性能尤为重要，含量 应当最多 ，＜ 3μm的细颗粒容易结团，＜ 1μm的小颗粒在加水搅拌中很快就能水化，对混凝土强度作用很小，且影响水泥与外加剂的适应性，影响水泥性能而导致混凝土开裂，严重影响混凝土的耐久性；＞ 65μm的颗粒水化很慢，对 28d 强度贡献很小 [14]。 重庆大学本科学生毕业设计（论文） 绪论 10 本文要研究的内容 （ 1） 水泥细度对标准稠度用水量、凝结时间和胶砂流动度的影响 测试了 4 种不同细度水泥的标准稠度用水量和胶砂流动度随细度的变化情况； 测试了 6 种另一粉磨方式的不同细度的 水泥的胶砂流动度随细度变化的情况。 （ 2） 水泥细度对混凝土早期强度增长的影响 测试了 4 种不同细度水泥按照统一配合比成型的 两种配合比 高性能混凝土试块的 7d、 28d、 56d 立方体抗压强度和 7d、 28d 劈裂抗拉强度； 测试了 6 种不同细度水泥按照统一配合比成型的胶砂试块的 5d、 8d、 12d 立方体抗压强度 （ 3） 掺合料和减水剂对水泥细度和混凝土早期力学性能相关规律的影响 测试了 4 种不同细度水泥在不掺减水剂、单掺减水剂、掺入减水剂和不同掺量的矿渣几种情况下的 7d、 28d 立方体抗压强度； 重庆大学本科学生毕业设计（论文） 原材料和试验方法 11 2 原材料和试验方法 原材料 (1)水泥： 水泥粉磨所用的熟料为润江水泥厂出产。 熟料中 SO3含量为 %（厂家数据），理论计算得到水泥中 SO3为 %，水泥密度为。 本次实验采用 不同的粉磨方法制备 两种水泥，编号为 A 和 B。 磨制 A、 B 水泥的熟料相同，A、 B 水泥的石膏掺量也相同。 将熟料掺入 5%的石膏，采用球磨机磨制 20min，将粒径大于 5mm 的颗粒筛出，与下一次料一同加入磨机，粒径小于 5mm 的颗粒一部分经过 方孔筛，得到A1 水泥。 另一部分用振动磨分别磨制 5min、 10min 和 20min， 得 到 A A A4三种不同细度的水泥。 A A A A4 这四种水泥的实测比表面积分别为： 255 ㎡ /kg， 342 ㎡ /kg，360 ㎡ /kg， 393 ㎡ /kg。 根据课题的要求， 这里使用名义比表面积 250 ㎡ /kg、 300㎡ /kg、 350 ㎡ /kg、 400 ㎡ /kg 表征 A1~A4 水泥的细度。 将熟料过 5mm 方孔筛之后，加入振动磨中粉磨，分别在 5min， 10min， 20min，30min， 40min 和 50min 的时候打开振动磨的卸料口卸料 20~30s，将 6 次卸出的熟料分别经过 方孔筛，即得到 B1~B6 水泥。 由于 粉磨过程中未加入石膏， B水泥在使用时须掺入 5%的石膏调凝。 (2)砂 试验用中砂产自湖南岳阳，其性能指标见表。 中砂基本性能表 表 . 表观密度（ Kg/m3） 2690 筛孔尺寸 （ mm） 筛余质量（ g） 分计筛余（ %） 累计筛余 （ %） 堆积密度（ Kg/m3） 松散 紧密 1570 1630 空隙率 （ %） 松散 紧密 含泥量（ %） 筛底 产地 岳阳 细度模数 (3)石子 重庆大学本科学生毕业设计（论文） 原材料和试验方法 12 碎石分大、小两种粒径，性能见 表 、表 ： 碎石（ 5～ 10mm）的性能（产地：歌乐山） 表 表观密度（ kg/m3） 2670 筛孔尺寸（ mm） 筛余质量（ g） 分计筛余（ %） 累计筛余（ %） 堆积密度（ kg/m3） 松散 1380 0 0 0 紧密 1470 0 0 0 空隙率 松散 0 0 0 紧密 120 含粉量（ %） 1670 产地 歌乐山 190 筛底 20 碎石（ 5～ 20mm）的性能（产地：歌乐山） 表 . 表观密度（ kg/m3） 2670 筛孔尺寸（ mm） 筛余质量（ g） 分计筛余（ %） 累计筛余（ %） 堆积密度（ kg/m3） 松散 1400 0 0 0 紧密 1520 1215 空隙率 松散 730 紧密 2750 含粉量（ %） 280 产地 歌乐山 10 筛底 15 (4)磨细矿渣 矿渣为重钢矿渣，烘干后粉磨 50min，通过 30μm方孔筛 ，得到磨细矿渣。 (5)减水剂 减水剂为科之杰 TSPC 聚羧酸系高效减水剂 ，推荐掺量 %。 (6)水 拌合用水为重庆当地的 自来水。 重庆大学本科学生毕业设计（论文） 原材料和试验方法 13 试 验方法 (1)水泥密度和比表面积测定试验 水泥的密度用李氏瓶测定； 水泥的比表面积 根据《 水泥比表面积测定方法（勃氏法） 》（ GB/T 80741987）相关规定，利用勃氏比表面积仪测定。 (2)水泥标准稠度用水量和凝结时间测定试验 水泥的标准稠度用水量和凝结时间 根据《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（ GB/T 13461989），测定。 (3)水泥胶砂流动度测定试验 水泥的胶砂流动度测定 根据 GB/T24192020 进行，胶砂的制备方法参照标准GB/T24192020。 (4)胶砂强度试验 胶砂强度试验方法参照标准《水泥胶砂强度检验方法（ ISO 法）》（ GB/T17671 1999），将原材料砂筛除 5mm 以上的颗粒，替代 ISO 标准砂进行试验。 采用 UJZ15搅拌机进行搅拌， ZT96 振动台 进行振动。 成型后带模养护 24h，拆模后移入标准养护室养护。 用 KZJ500 抗折试验机和 NYL60 型 60t 压力机测砂浆强度试块的5d， 9d 和 14d 抗折强度和抗压强度。 (5)混凝土 试验 参照 JTG E 302020《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》，采用西南地区原材料，利 用 30L 混凝土 搅拌机进行混凝土的拌合，成型 100100100 的试块，在标准条件下养护。 参照 GB/T500802020《混凝土拌合物性能检验方法》检测混凝土拌合物的坍落度，参照 GB/T500812020《混凝土物理力学性能检验方法》测定混凝土的 7d、14d、 28d、 56d 抗压强度和 7d、 28d 劈裂抗拉强度。 具体试验过程详述如下： (1)细度对抗压强度的影响试验 用固定的配合比 拌制和成型 两 种 强度等级的混凝土，每组四个细度，每个细度测 7d、 28d、 56d 三个龄期的立方体抗压强度。 强度测试采用 Amsler 公司生产的79147 压力机进行。 (2)细度对劈裂抗拉强度的影响 利用表 9 所示的配合比成型混凝土，每个细度测 7d 和 28d 两个龄期的劈裂抗拉强度。 7d 强度测试采用 无锡建材仪器厂生产的 10t 液压万能试验机 ， 28d 强度测试采用 无锡建材仪器厂生产的的 NYL60 型 60t 压力机。 (3)细度对掺合料和减水剂与抗压强度相关规律的影响 重庆大学本科学生毕业设计（论文） 原材料和试验方法 14 改变 配合比 中减水剂和掺合料的掺量， 成型混凝土 4 组，每组四个细度，每个细度测 7d、 28d 两个龄期的立方体抗压强度。 重庆大学本科学生毕业设计（论文） 水泥细度对标稠、凝结时间、胶砂流动度的影响 15 3 水泥细度对标稠、凝结时间、胶砂 扩展 度的影响 水泥细度对标准稠度用水量的影响 水泥标准稠度用水量试验采用 A 组水泥，测得水泥试样的标准稠度用水量随水泥细度的变化情况如 表 所示： 水泥细度与标准稠度用水量的关系 表 比表面积 /(㎡ /kg) 250 300 350 400 标准稠度用水量 /% 26 结果很明 显，标准稠度用水量随细度变化基本先快后慢的增长，但是增长幅度并不是很大。 A1 号水泥（ 比表面积 255 ㎡ /kg）流动度与其他细度水泥差别很大，这应该是由于其 粉磨方式与其他三种水泥不同，其他三种水泥（ A2~A4）采用球磨机粗磨，振动磨精磨的方式，。