使用超細(xì)硅酸鹽水泥制備的快速硬化的砂漿

1、安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料及其譯文外文名稱：preparation of rapid hardening mortars using ultrafine portland cement中文名稱：使用超細(xì)硅酸鹽水泥制備的快速硬化的砂漿專 業(yè) 無機(jī)非金屬材料工程 班 級(jí) 08無機(jī)非2班 學(xué)生姓名 姚鑫 學(xué) 號(hào) 08206010212 課 題 指導(dǎo)教師 經(jīng)驗(yàn) 2012 年 6 月 6 日使用超細(xì)硅酸鹽水泥制備的快速硬化的砂漿摘要：介紹超細(xì)水泥在水化過程中特殊的物理和化學(xué)特性; 它們都有很短的凝結(jié)時(shí)間和高熱能釋放的性能，砂漿或混凝土在特殊應(yīng)用中快速硬化及早期強(qiáng)度高的特性，一些快速硬化砂漿的商業(yè)產(chǎn)

2、品被用于混凝土加固和維修。這些砂漿在硬化后3 h應(yīng)最初具有約3.5兆帕的抗壓強(qiáng)度。目前研究工作是使用超細(xì)水泥制備了一系列不同的快速硬化砂漿（超細(xì)水泥不同的百分比），另外需要一個(gè)羧酸基規(guī)格的f減水劑，據(jù)觀察得出細(xì)水泥的水化率的最佳水灰比是0.385，低于90的粒度分布l1m和布萊恩比表面積超過9000 平方厘米/克的超細(xì)水泥由在實(shí)驗(yàn)室的高能球磨技術(shù)獲得。關(guān)鍵詞：高能球磨，超細(xì)硅酸鹽水泥，減水劑，快速硬化砂漿1.緒 論使用超細(xì)水泥（ufc）是一種用于波特蘭水泥制成的混凝土和砂漿的力學(xué)性能的改善的技術(shù)。geymayer等人報(bào)告一些ufc水化過程中的具體特點(diǎn)，很短的凝結(jié)時(shí)間和硬化后抗壓強(qiáng)度倒退的倒退天

3、數(shù)是與他們的細(xì)顆粒大小有關(guān)。使用不同的化學(xué)品，強(qiáng)有力的硬化緩速劑（氨基三亞甲基膦酸的鈉鹽），高范圍減水劑（sp）和ufc的外加劑砂漿攪拌過程中使用的粉煤灰都能夠最大限度地減少sarkara和wheeler所述的這些異常。波特蘭水泥砂漿被應(yīng)用于改進(jìn)機(jī)械性能是高層建筑的維修和加固，礦區(qū)塌陷，壩體接縫，砌體結(jié)構(gòu)恢復(fù)。一些商業(yè)產(chǎn)品的快速硬化砂漿（m-im）用于混凝土加固和維修。根據(jù)美國(guó)astm c928這些砂漿必須在3小時(shí)內(nèi)達(dá)到3.5兆帕的抗壓強(qiáng)度。從這點(diǎn)可以看出，ufc對(duì)任何其他普通硅酸鹽水泥（opc）具有更短的凝結(jié)時(shí)間，這項(xiàng)研究工作的主要目標(biāo)是ufc的rhm比較。ufc是由商業(yè)普通硅酸鹽水泥（pc

4、c）在實(shí)驗(yàn)室高能球磨（hem）技術(shù)的處理制備的。粒度分布（psd）的90是低于11um和布萊恩比表面積（ssa）的9000平方厘米/克。圖1顯示的是作psd時(shí)水泥（cpc30r），ufc和cpc30r+ ufc的不同組合。2.實(shí) 驗(yàn)描述超細(xì)水泥（ufc）在生產(chǎn)過程中的性質(zhì)，然后再確定其粒度分布（psd），布萊恩比表面積（ssa）和水化過程中的溫度變化特點(diǎn)。對(duì)水灰比為0.485和0.385砂漿進(jìn)行了測(cè)試，以確定流動(dòng)性，初始和終凝時(shí)間和測(cè)試使用5厘米的立方體抗壓強(qiáng)度，再計(jì)算兩組數(shù)據(jù)的比值。為了研究的使用ufc的為rhm準(zhǔn)備的影響，不同量的ufc被用來作為替代不同比例的粘合劑材料（商用普通硅酸鹽水泥

5、cpc30r）：10，20，30和100水泥的重量。這些替代進(jìn)行了兩個(gè)w / c比率。用于研究混合物的準(zhǔn)備材料如下：墨西哥商業(yè)波特蘭復(fù)合水泥cpc30r，商業(yè)減水劑30-100（sp）之間的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砂按astm c778 而羧酸基 f（減水劑，高范圍摻合料）分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)按astm c494。cpc30r經(jīng)高能球磨（hem）處理就可以獲得了ufc。粉磨過程所使用設(shè)備室simoloyer cm0 1.2 l臥式 (zoz gmbh是一家來自德國(guó)的股份有限公司),90%的顆粒粒徑分布(psd)是低于11um和布萊恩表面積(ssa)超過了9000平方厘米每克。 溫度變化是通過cpc30r和cpc30r表現(xiàn)

6、出來的，它是使用熱電偶測(cè)量連續(xù)測(cè)量七天(最低刻度為0.0001，采實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)卡),熱電偶浸入到水泥漿內(nèi),w/c = 0.50。這些水泥漿只為對(duì)放熱測(cè)量所準(zhǔn)備，選用水灰比為0.5是為了有多余的水使反應(yīng)的完成。水化水泥漿在熱熔器里面，,熱電偶被劃進(jìn)一個(gè)手工量熱計(jì)。圖2顯示了計(jì)算機(jī)上的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)卡,在右上方角落可以看到手工制作的量熱計(jì).在左上方的角落的兩個(gè)硬化的水泥漿，它是由的熱電偶浸沒所展示出來的。在混凝土的準(zhǔn)備制作中研究了水灰比（w/c）和ufc參數(shù)。 按照不通的水灰比來進(jìn)行分組，水灰比為0.485(按照標(biāo)準(zhǔn)astmc 1o9)和水灰比為0.385的實(shí)驗(yàn),在提高波特蘭水泥砂漿的機(jī)械強(qiáng)度中，水

7、灰比的減少中是一個(gè)眾所周知的技術(shù),粘合劑的ufc量從0%到100%。混凝土是由l部分水泥和2.75部分的沙子按照指定的水灰比（符合astmc l09）混合均勻?；炷帘粰C(jī)械混合按照實(shí)用推薦astm標(biāo)準(zhǔn)。sp值是根據(jù)ufc的數(shù)量和w/c添加的液態(tài)混合物 .sp值是需要根據(jù)astm c109獲得標(biāo)準(zhǔn)流程1 l05%,流量需要的是rhm等于100%的最低每astm c9285要求。確定初始的和最終的凝結(jié)時(shí)間是依照astm c403標(biāo)準(zhǔn)。用于進(jìn)行凝固時(shí)間測(cè)試的混凝土間是直接取自用于抗壓強(qiáng)度測(cè)試的混凝土。養(yǎng)護(hù)樣品在第一天進(jìn)行了潮濕的處理,一旦標(biāo)本被拉出從模具;方塊變成了水，按照astm的指標(biāo)c192和a

8、stm c511。使用5厘米立方體進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度測(cè)試, 每3小時(shí)測(cè)試astmc928得到1、7和28天的強(qiáng)度。使用的the universal testing machi是30噸uh-30a的shimadzu模型。3.討論結(jié)果3.1顆粒粒徑分布(psd) 描述psd的波特蘭水泥最廣泛使用的函數(shù)是以rosin-rammler?sperling-bennet命名的,它可以描述如下:這里r(d)是粒子重量百分比大于d(殘?jiān)?,位置參數(shù)d對(duì)應(yīng)的殘留物的直徑36.8%:這個(gè)參數(shù)顯示psd的精度.指數(shù)(分布指數(shù))衡量的是分散的蔓延。不同的作者(例如,aiqin等)已經(jīng)理論性和實(shí)驗(yàn)性的證明了不同的物理屬性的

9、水化水泥產(chǎn)品與eq里面的指數(shù)n相關(guān)。(1),這是依賴的水泥psd.當(dāng)系數(shù)接近1,它代表了最優(yōu)psd取得最佳的力學(xué)性能硬化水泥漿體?；炷恋牧W(xué)性能的變化結(jié)果講在后面討論。表1顯示了d的值；它能在粉磨過程后鑒別,d=8.53的cpc30r樣品和3展品了出色的微粒和在psd中更少的傳播。3.2溫度變化在水化過程圖3顯示在前20h和后20h溫度變化對(duì)分析水泥水化作用,兩組樣本的溫度往往是如此接近,在2d后都基本上相等。3.3 混凝土的攪拌 凝結(jié)時(shí)間和抗壓強(qiáng)度的測(cè)試表2顯示了按照每astmc 109需求的流量。3.3.1塌落度據(jù)有關(guān)資料，由表2表明，幾乎所有的不同的砂漿獲得流量符合astm c109（

10、1 l05）的要求;樣品100-0-0.385-5.00顯示出所需的最低塌落度在5以下，值得一提的是，這個(gè)樣本要求由較高的sp量。這種現(xiàn)象已經(jīng)被先前sarkara和wheelerb證實(shí)過，可與細(xì)粒子的大小和可供水量減少水化過程（此樣本是水灰比為0.385的系列）。按astm c928流rhm的特殊要求，所有樣品符合最低100。3.3.2凝結(jié)時(shí)間根據(jù)astm c928標(biāo)準(zhǔn)的要求，rhm必須在3小時(shí)的水化過程后具有至少3.5兆帕的抗壓強(qiáng)度。這意味著，凝結(jié)時(shí)間約80分鐘（另加15分鐘的寬裕）。除去水灰比為0.485樣品外的所有樣品制備，只有cpc30r滿足要求的最后一次凝結(jié)在80分鐘（見表2），在凝

11、結(jié)時(shí)間內(nèi)此實(shí)例中的水泥的性質(zhì)都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。另一方面，當(dāng)水灰比為0.385與水灰比為0.485系列的實(shí)驗(yàn)樣品縱向比較時(shí)，要求有更多摻量的sp。生產(chǎn)制備中的sp摻量的增加造成的凝結(jié)時(shí)間的增加必須符合規(guī)范化。這是由于一些sp的物理和化學(xué)特性，促進(jìn)了凝結(jié)時(shí)間的拖延。sakai等人研究波特蘭水泥砂漿上使用不同的sp類型的影響。他們得出的結(jié)論是基于多聚羧基化物的sp促進(jìn)水泥水化過程中的拖延，因此，在凝結(jié)時(shí)間是在本研究中使用的sp是多聚羧基化物類型之一，因此，可以確認(rèn)增加設(shè)定時(shí)間是sp之外的其他因素導(dǎo)致的。另一個(gè)觀察發(fā)現(xiàn)ufc的數(shù)量越大反應(yīng)時(shí)間越短。這證實(shí)了geymayer等人對(duì)于砂漿凝結(jié)時(shí)間所說的水泥細(xì)

12、度增加時(shí)，凝結(jié)時(shí)間減少的理論。滿足凝結(jié)時(shí)間下雨180分鐘要求的樣品有：l0-90-0.485-0.14、20-80-0.485-0.16、30-70-0.485-0.25、100-0-0.485-1.50、20-80-0.385-1.70、30-70-0.385-2.17 和 l00-0-0.385-5.00值得一提的是從這兩組水灰比系列的砂漿進(jìn)行研究和樣品制備，只有cpc30r（未加工）顯示凝結(jié)時(shí)間超過這種砂漿的要求，因此，為制造速凝砂漿提高抗壓強(qiáng)度的性能使用ufc是一個(gè)可行的替代方案。4. 結(jié)論當(dāng)改變ufc的摻量時(shí)cpc30r制備的樣品的抗壓強(qiáng)度顯著提高。psd發(fā)現(xiàn)在使用外加劑的情況下，ufc具有較低的孔隙率和抗壓強(qiáng)度。要實(shí)現(xiàn)這一效果是利用一個(gè)羧酸基f型sp外，除此之外其特殊的物理和化學(xué)特性，有助于抑制ufc同時(shí)有助于提高水泥砂漿的力學(xué)性能。除抗壓強(qiáng)度的要求外，在前期可以返現(xiàn)最佳的水灰比為0.385。當(dāng)u