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本文对掺有辅助性胶凝材料(粉煤灰和煤矸石)的水泥浆硬化体的结构形成进行了
试验研究。通过对水泥浆硬化体宏观物理力学性能的检测,结合XRD、SEM、ACIS、
MIP和化学结合水测定,研究了辅助性胶凝材料对水泥浆硬化体的物理力学性能、矿物
组成、水化动力学模式、微观形貌特征和孔隙结构变化特征的影响;同时也探讨了辅助
性胶凝材料在水泥基材料中最佳掺量的预测模型。本研究采用交流阻抗谱的方法定量描
述了辅助性胶凝材料对水泥浆水化硬化的影响,并运用水化动力学理论研究了水泥浆硬
化体水化硬化的模式,创新性地使用单纯形一格子理论研究和预测了辅助性胶凝材料的
最佳掺量。在大量实验室试验的基础上,得到了一些有价值的研究结论:掺有粉煤灰的
水泥浆体其凝结硬化时间随着粉煤灰掺量的增大而延长;但掺有煤矸石的水泥浆体其凝
结硬化时间随着煤矸石掺量的增大而缩短,不同辅助性胶凝材料对水泥水化硬化的影响
不同。掺有少量(≤20%)辅助性胶凝材料对水泥浆硬化体力学性能的影响不大。辅助
性胶凝材料对水泥浆硬化体的矿物组成没有显著影响,但明显促进了熟料矿物的水化;
随着辅助性胶凝材料掺量的增加,混合水泥体系的水化速率降低;掺辅助性胶凝材料的
体系的水化模式与纯硅酸盐水泥体系不同,而且,不同类别的辅助性胶凝材料对水化模
式的影响是不同的。不同种类和掺量的辅助性胶凝材料对水泥浆硬化体微观结构的形成
和孔隙形貌特征有很大的影响。同时,单纯形一格子理论能够较好地预测辅助性胶凝材
料在水泥中的掺量及其对整个体系性能的影响。
关键词:低钙灰;高钙灰;煤矸石;水泥浆硬化体;微观形貌;孔隙结构;水化动力学;预测模型