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摘 要

本文针对不同细度硅灰对水泥的力学性能及耐久性进行研究，进一步通过改变硅灰不同掺量来探究硅灰细度对水泥性能的影响。测定硅酸盐水泥（基准水泥）净浆的水化热、流动度、收缩和氯离子侵蚀以及水泥砂浆的力学性能。硅灰细度分为≥150 μm、80~150 μm、35~80 μm、≤35 μm四种粒度区间，掺量分别为10%、20%、30%；10%、20%、30%；5%、10%、15%、20%；5%、10%、15%、20%，以及一组空白样，共十五组水泥试样进行各种实验。通过实验结果可以得出，硅灰掺量的增加降低了水泥水化放出的总热量，但同一掺量下，硅灰细度的改变对水化放热量并无显著的影响，硅灰掺量的增加使加速期缩短，但同一掺量下，水泥放热速率并未随硅灰掺量的改变而发生明显变化。在流动度方面，可以很明显的看出，硅灰细度越大，填充效果越好，其吸附力就越大，因而降低水泥流动性。而硅灰细度越大，对水泥净浆的收缩性能影响就越大。对于氯盐侵蚀来说，硅灰细度越大，氯盐侵蚀深度值越小，这是由于较细硅灰与水泥反应较为充分和迅速，反应生成较多胶凝材料，从而提高抗氯盐侵蚀的能力。强度方面，在28 d龄期下，硅灰细度越大，与水泥水化反应较为充分，水泥砂浆强度就越大。

关键词：硅灰 细度 硅酸盐水泥 收缩 抗压强度

Abstract

In this work, the mechanical properties and the durability of various silica particles are investigated. The effect of silica fineness on the cement properties was further investigated by changing the silicon powder content. The hydration heat, fluidity, shrinkage, chloride ion erosion and mechanical properties of Portland cement (benchmark cement) paste were measured. The fineness of silica fume can be divided into four particle sizes (≥150 micron, 80-150 micron, 35-80 micron, and (≤35 micron) with the dosage of 10%, 20%, 30%, 10%, 20%, 5%, 10%, 15%, 20%, 5%, 10%, 15%, 20% and a group of blank samples. Fifteen groups of cement samples were tested. The experimental results show that the increase of silica fume content reduces the total heat released from cement hydration, but the change of silica fume fineness has no significant effect on the heat released from cement hydration at the same dosage. The increase of silica fume content shortens the acceleration period, but the heat release rate of cement does not change significantly with the change of silica fume content at the same dosage. In terms of fluidity, it can be clearly seen that the finer the silica fume, the better the filling effect, the greater its adsorptive force, thus reducing the fluidity of cement. The greater the silica ash fineness, the greater the influence on Cement shrinkage performance. For chloride erosion, the finer the silica fume is, the smaller the chloride erosion depth is. This is because the reaction between the finer silica fume and cement is more sufficient and rapid, resulting in more cementitious materials, which improve the resistance to chloride erosion. In terms of strength, the finer the silica fume is, the more fully it reacts with cement hydration, and the stronger the cement mortar is.

Key Words: Silica fume; Fineness; Portland cement; Shrinkage; Compression strength

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2硅灰在水泥中的应用 1

1.2.1硅灰 1

1.2.2硅灰在水泥基材料中的应用 2

1.3硅灰对水泥基材料性能的影响 2

1.3.1硅灰对水泥水化微观结构的影响 2

1.3.2硅灰对水泥基材料工作性能和耐久性的影响 3

1.4研究目的和研究内容 3

第二章 实验原材料及实验内容 4

2.1实验原材料 4

2.1.1水泥 4

2.1.2硅灰 4

2.1.3实验用水 6

2.1.4实验试剂 6

2.2实验仪器 6

2.3测试方法 7

2.3.1强度 7

2.3.2流动度试验 7

2.3.3水化热 7

2.3.4干燥收缩 7

2.3.5氯盐侵蚀实验 7

第三章 硅灰细度对水泥力学性能及耐久性的影响 8

3.1不同细度硅灰对水泥净浆性能的影响 8

3.1.1水化热 8

3.1.2流动度 12

3.1.3收缩性能 13

3.1.4氯离子侵蚀 16

3.2不同细度硅灰对水泥砂浆性能的影响 17

第四章 结论与展望 19

4.1 结论 19

4.2 展望 19

参考文献 20

致谢 23

第一章 绪论

1.1引言

混凝土是一种人工石材，由水泥、水、骨料和外加剂按一定比例制成。由于混凝土原料极为丰富，并且价格低廉，生产工艺较为简单，因此在许多行业都得到广泛应用，是现代使用最广泛的建筑材料之一。

随着时代的快速发展和城市化的快速发展，许多基础设施，如海底隧道、跨海大桥、城市交通、房屋建筑、水利设施等，都不面临着复杂而特殊的建设条件。在十八世纪前，有以天然粘土、石灰、石膏、火山灰等作为胶凝材料配制混凝土的记载^[1]。1824年，波特兰水泥的诞生，在一定程度上解决了早期固化和强度问题，取得了显著的技术成功^[2]。随着科技的进步，先后发明了钢筋混凝土、水泥基复合材料等。从上世纪80年代开始，人们意识到高性能混凝土将成为以后的发展趋势，研究力学性能及耐久性性能较好的混凝土势在必行。

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