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水泥作为重要的建设用基础材料,在现代社会中树立了极其稳固的地位。在实际工程应用中,不同区域,不同季节气候的变化对水泥基材料的性能有直接的影响,本文通过研究不同温湿度环境下水泥基材料的水化情况,确定了温湿度对混合水泥水化特性的影响规律,不仅对充分发挥工业废弃物潜在胶凝性、并使之成为调节水泥性能的组分有重要意义,而且对实际工程应用也有重大的参考价值。 提出了水化影响因子的概念,并建立了其计算模型,用以定量研究辅助胶凝材料对水泥熟料水化的作用。探讨了不同养护制度下,粉煤灰、煤矸石作为辅助胶凝材料对水泥熟料水化反应的影响规律及作用机理。在养护制度60℃下,前30min,粉煤灰和煤矸石的掺入均抑制了水泥的水化,但其抑制作用前者略高于后者;30min后则均促进了水泥的水化,其中稀释引起的促进作用占主导地位,其他化学效应引起的抑制作用占非主导地位;标准养护制度下,水化开始180min,粉煤灰和煤矸石是抑制水泥熟料水化的,之后开始促进其水化,且随着时间的推移,促进作用逐渐降低。-20℃养护制度下,粉煤灰和煤矸石的掺入均促进了水泥的水化,且无论是稀释作用还是其他化学效应,均促进了水泥的水化。 分析了不同养护制度下,掺加辅助胶凝材料的水泥体系的结合水量及辅助胶凝材料反应程度的变化规律,确定了不同养护制度下,水化样品的相对水化程度随龄期变化的回归方程。与标准养护制度相比,60℃养护制度下,掺煤矸石和Ⅱ级磨细粉煤灰水泥的早期水化均得到了加速,但在28天与90天之间开始出现相反规律,其水化程度低于标准养护制度下的;在-20℃养护制度下,掺煤矸石和Ⅱ级磨细粉煤灰水泥的水化速度均降低。环境相对湿度降低到50%和30%时,水泥的水化速度均得到明显降低,且掺煤矸石水化样的降低幅度低于纯水泥水化样。 最后,在上述研究的基础上,通过XRD、SEM、NMR等微观测试手段,对不同养护制度下,各水泥体系的水化样品进行了微观测试和分析。与标准养护制度相比,掺入30%煤矸石的水化样品,在60℃养护下大孔明显增加,而微孔减少,大量凝胶是无组织的、杂乱的,并在未水化水泥颗粒与凝胶的界面上出现空洞和毛细孔,引起界面过渡带的弱化,不利于水泥石的后期强度;在-20℃养护制度下,>50nm大孔明显增加,微孔明显减少。与纯水泥水化样相比,掺入30%煤矸石,明显改善了水泥浆体的孔隙结构,使得大孔减少微孔增多。