细集料附含粘土对砂浆性能影响及机理研究

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混凝土是世界上使用量最大、使用范围最广泛的土木工程材料。其中集料占混凝土体积率约为60-70%,质量比率70-80%,是混凝土的重要组成部分。集料不可避免地含有泥,泥会降低混凝土的强度、工作性能和影响混凝土的体积稳定性,而泥分中的粘土对混凝土性能影响尤为甚。所以研究集料附含粘土对混凝土性能的影响及其机理具有重要的意义。  本文主要从细集料附含粘土(集料覆盖粘土和均匀分散粘土)对砂浆工作性能的影响,体积稳定性能的影响,对砂浆力学性能的影响来展开。在这些研究的基础上,利用X-射线衍射分射、傅立叶红外光谱仪、微量热仪、电子扫描电镜和显微硬度仪等分析手段对集料附含粘土对水泥水化的影响和界面过渡区的影响进行机理研究,结果表明:  集料附含粘土中蒙脱土对砂浆性能影响最为明显,显著降低了砂浆的工作性能和强度、增大了砂浆的干燥收缩;通过改变砂浆水灰比和减水剂掺量,能够弥补粘土降低砂浆的流动性,但会降低砂浆的强度和增大收缩,但改变水灰比较改变减水剂对砂浆强度和收缩的影响程度显著。伊利土对砂浆性能的影响次之,而高岭土对砂浆性能略有改善。集料附含粘土对掺聚羧酸减水剂砂浆性能的影响程度较未掺聚羧酸减水剂砂浆明显,对掺醚类聚羧酸减水剂砂浆的影响较掺酯类聚羧酸减水剂砂浆性能明显。两种不同存在形式的集料附含粘土对砂浆工作性能的影响没有明显区别但集料覆盖粘土对砂浆强度的影响程度较均匀分散粘土明显。  采用X-射线衍射仪和红外光谱等分析手段,研究了粘土对水泥水化产物种类和生成的量的影响,生成的水化硅酸钙的聚合度的影响,以及粘土对水泥水化热的影响。发现粘土的掺入不会影响水泥水化产物的种类,以及水化硅酸钙的聚合度,同时也不会对水泥的铝酸三钙和铁铝酸四钙两种水泥矿物成分水化产生影响。但粘土的存对水泥水化速率和水化程度产生影响,蒙脱土会降低水泥水化放热总量和水化放热峰值,高岭土对水泥水化放热总量和放热峰值略有提高,而伊利土对水泥水化影响不明显。  采用显微硬度仪和电子扫描电镜研究砂浆界面过渡区发现:集料覆盖粘土对界面过渡的影响较均匀分散在水泥石中的粘土对界面过渡区强度影响明显。集料覆盖粘土降低了界面过渡区的硬度和使界面过渡区的孔隙增大,可能形成了集料-粘土-界面过渡区-水泥石的结构,影响砂浆的强度发展。
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