大掺量矿物掺合料胶凝材料体系水化放热规律研究

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胶凝材料体系的水化热是造成混凝土温度开裂的主因。采用普通硅酸盐水泥掺大掺量矿物掺合料或采用低热硅酸盐水泥是降低胶凝材料体系的水化热的两种主要方法。目前,关于两种方法对胶凝材料体系水化放热规律差异方面的系统研究鲜有报道。为此,本文通过测定普通硅酸盐水泥掺不同掺量矿物掺合料及外加剂的胶凝材料体系、低热硅酸盐水泥的水化放热曲线,对放热曲线进行分析,着重针对两者间水化放热规律方面的差异进行对比研究,并结合Krstulovic-Dabic水化动力学模型对比分析两者的水化进程,具体如下:(1)采用水泥水化热测定方法中的直接法分别对普通硅酸盐水泥掺不同掺量矿物掺合料和外加剂的胶凝材料体系的水化热规律进行系统试验,试验结果发现:掺加矿物掺合料及缓凝剂可以降低胶凝材料体系的水化热,并且随矿物掺合料掺量的增加,水化热降低效果越明显。(2)进一步对普通硅酸盐水泥掺大掺量矿物掺合料和低热硅酸盐水泥的水化放热规律进行对比分析研究,得出了两者水化放热规律的差异,对比分析表明:当普通硅酸盐水泥的矿物掺合料掺量为40%50%时,胶凝材料体系3d的水化热低于同龄期低热硅酸盐水泥水化热,但7d的水化热会超过同龄期低热硅酸盐水泥水化热;当矿物掺合料掺量超过60%70%时,胶凝材料体系3d、7d的水化热均低于同龄期低热硅酸盐水泥水化热。(3)分别以普通硅酸盐水泥掺45%和50%矿物掺合料胶凝材料体系和低热硅酸盐水泥为研究对象,采用Krstulovic-Dabic水化动力学模型,从结晶成核与晶体生长阶段、相边界阶段和扩散阶段的水化速率(k?1、k?2、k?3)及其转折点的水化度(α1、α2)等方面,进一步探究了普通硅酸盐水泥掺大掺量矿物掺合料胶凝材料体系与低热硅酸盐水泥03d、3d7d水化进程上的差异,研究结果表明:与低热硅酸盐水泥相比,普通硅酸盐水泥掺大掺量矿物掺合料胶凝材料体系在结晶成核与晶体生长阶段和相边界阶段的水化速率慢,使其3d的水化热低;在扩散阶段的水化速率快,使其7d的水化热高。
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