復(fù)合微粉對(duì)硅酸鹽水泥力學(xué)性能的影響論文
摘要：本文利用復(fù)合微粉氮化硅和氧化鋁對(duì)水泥凈漿進(jìn)行改性，研究了不同復(fù)合微粉氮化硅和氧化鋁的摻量以及比例對(duì)水泥凈漿的力學(xué)強(qiáng)度的影響。
關(guān)鍵詞：復(fù)合微粉；水泥凈漿；比例；摻量；力學(xué)強(qiáng)度
1研究背景
隨著現(xiàn)代材料科學(xué)的進(jìn)步，混凝土已逐漸向高強(qiáng)度、高性能、多功能和智能化方向發(fā)展，而水泥作為混凝土的主要材料之一，對(duì)其性能的改善，可以在很大程度上提高混凝土的性能。隨著超細(xì)粉體領(lǐng)域研究的深入，應(yīng)用微細(xì)粉對(duì)水泥材料進(jìn)行改性的研究已經(jīng)開(kāi)始起步［1］。特別是近年來(lái)，人們?cè)谔岣咚嘤不瘽{體的微觀結(jié)構(gòu)和性能方面做了許多改進(jìn)性的工作。
2研究試驗(yàn)
試驗(yàn)所用原材料:P．O42．5普通硅酸鹽水泥;Si3N4微粉;Al2O3微粉;水。
2．1試驗(yàn)方案
本試驗(yàn)在保持用水量不變的情況下，將復(fù)合微粉Si3N4和Al2O3按不同的比例(1:0、1:1、1:2、1:3、0:1)和不同的水泥取代量(0%、1%、3%、5%、9%)，配制水泥凈漿試塊，分別研究復(fù)合微粉Si3N4和Al2O3不同的比例和取代水泥量時(shí)，對(duì)水泥凈漿的物理力學(xué)性能影響規(guī)律。凈漿試驗(yàn)空白配比為:水泥500g，水140ml。
2．2試驗(yàn)方法
試驗(yàn)采用抗壓強(qiáng)度為測(cè)試指標(biāo)，分別測(cè)定Si3N4和Al2O3微粉以不同的比例和水泥取代量對(duì)水泥凈漿的物理力學(xué)性能的影響。試件成型脫模后放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至相應(yīng)齡期，再分別測(cè)定其3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度，并與空白試驗(yàn)作比較。
3試驗(yàn)結(jié)果
3．1單摻Si3N4對(duì)水泥凈漿的抗壓強(qiáng)度的影響
不同水泥取代量的Si3N4微粉的水泥凈漿的3d、7d和28d抗壓強(qiáng)度結(jié)果。
3．2單摻Al2O3對(duì)水泥凈漿的抗壓強(qiáng)度的影響不同水泥取代量的Al2O3的水泥凈漿的3d、7d和28d抗壓強(qiáng)度。
3．3摻加復(fù)合微粉Si3N4和Al2O3對(duì)水泥凈漿的抗壓強(qiáng)度的影響
(1)復(fù)合微粉Si3N4和Al2O3比例為1:1時(shí)，不同水泥取代量的水泥凈漿的3d、7d和28d抗壓強(qiáng)度。(2)復(fù)合微粉Si3N4和Al2O3比例為1:2時(shí)，不同水泥取代量的水泥凈漿的3d、7d和28d抗壓強(qiáng)度。(3)復(fù)合微粉Si3N4和Al2O3比例為1:3時(shí)，不同水泥取代量的水泥凈漿的3d、7d和28d抗壓強(qiáng)度。
(4)分析。當(dāng)Si3N4和Al2O3的質(zhì)量之比為1:2、取代水泥量為5%時(shí)，水泥石的`早期和后期強(qiáng)度均達(dá)到最大，此時(shí)微粉的摻量和比例是復(fù)摻時(shí)的最佳摻量，其后期強(qiáng)度最高的原因，可以歸納為以下兩點(diǎn):(1)Si3N4在水泥石中起到微集料效應(yīng)，填充在水泥顆粒之間，使水泥石結(jié)構(gòu)密實(shí)。(2)Al2O3在堿性條件下，生成了鋁膠，起到填充的作用，使水泥石結(jié)構(gòu)更加的致密。隨著水泥取代量的增加，當(dāng)超過(guò)一定量時(shí)，其后期強(qiáng)度隨著水泥取代量的增加呈現(xiàn)降低的現(xiàn)象，是由于復(fù)合微粉取代水泥超過(guò)一定量后，致使水泥水化產(chǎn)物的數(shù)量減少，且Al2O3水化生成了C－A－H固溶體，因此即使有Si3N4和鋁膠的填充作用，不足以彌補(bǔ)由于水泥用量的減少和C－A－H固溶體而引起的水泥石強(qiáng)度的降低。
4結(jié)論
通過(guò)對(duì)復(fù)合微粉Si3N4和Al2O3在水泥中不同的取代量對(duì)水泥石力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)的機(jī)理分析可以得出:(1)Si3N4微粉在水泥石中主要起到的是填充的作用，主要體現(xiàn)在提高水泥石的早期強(qiáng)度上。Al2O3微粉在水泥石中發(fā)生了反應(yīng)，在早期主要生成鋁膠，填充于水泥顆粒間，提高其早期強(qiáng)度。(2)當(dāng)Si3N4和Al2O3微粉在復(fù)摻比例為1:2，取代水泥量為5%時(shí)，可以最大限度的提高水泥石的強(qiáng)度。此時(shí)，水泥石的強(qiáng)度要高于單摻Si3N4和單摻Al2O3的任何摻量的強(qiáng)度。此摻量即為復(fù)合微粉Si3N4和Al2O3的最佳摻量。
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