【摘要】：現(xiàn)代混凝土中,粉煤灰已成為膠凝材料組成中不可缺少的一部分,其不僅可以增強(qiáng)混凝土后期強(qiáng)度和耐久性,還能夠節(jié)能減排,減小環(huán)境負(fù)荷。但是,粉煤灰的摻入一方面會(huì)降低水泥基材料的早期性能,另一方面粉煤灰的摻入會(huì)對(duì)增大漿體的流動(dòng)性,自身易上浮,因此如何提升粉煤灰摻入后的早期性能成為了現(xiàn)階段研究的焦點(diǎn)之一。氧化石墨烯(Graphene oxide,簡(jiǎn)稱(chēng)GO)是一種新型的二維納米材料,其不僅可以提高水泥基材料的全齡期強(qiáng)度,還能夠增加漿體的粘度同時(shí)提高試塊的耐久性。但是,添加GO到水泥漿體中可能會(huì)造成漿體過(guò)粘,影響其工作性能,同時(shí)GO還存在收縮大等缺點(diǎn)。將GO摻入到水泥粉煤灰(cement-fly ash,簡(jiǎn)稱(chēng)C-FA)體系中,可以使GO和粉煤灰互相彌補(bǔ)不足,同時(shí)還能夠加強(qiáng)其優(yōu)點(diǎn)。目前關(guān)于GO對(duì)C-FA體系影響的研究較少,無(wú)法對(duì)其影響形成統(tǒng)一的結(jié)論。因此,本文在上述研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)地探討了GO對(duì)C-FA膠凝材料體系在流變、水化及性能上的影響。試驗(yàn)通過(guò)精細(xì)流變儀針對(duì)GO對(duì)C-FA體系的流動(dòng)度、流變參數(shù)及其流動(dòng)度的相關(guān)性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明由于GO具有超大的比表面積,加入到C-FA體系中后,隨著其摻量的增加,漿體中絮凝結(jié)構(gòu)的生成量也隨之增加。粉煤灰摻量20%時(shí),GO摻量0.03wt%較摻量0.01wt%的組別的屈服應(yīng)力及塑性粘度分別提升了24.9%和34.0%,同時(shí)降低漿體的流動(dòng)性降低了30.6%。由于漿體中的粉煤灰能夠在一定程度上破壞由于GO的存在而形成的絮凝結(jié)構(gòu),因此兩者相互協(xié)同,一方面防止了粉煤灰的摻入造成的漿體變稀粉煤灰上浮,另一方面也防止了GO造成的漿體粘度增加工作性降低。試驗(yàn)針對(duì)GO對(duì)C-FA體系的結(jié)合水含量、粉煤灰反應(yīng)程度、熱重分析、水化溫升、氫氧化鈣晶型及水化產(chǎn)物形貌等方面進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明GO對(duì)C-FA體系的早期水化沒(méi)有明顯影響。但GO前期能夠細(xì)化水泥石中氫氧化鈣的晶體尺寸,粉煤灰摻量20%時(shí),GO摻量0.03%較未摻加GO的組別晶體尺寸減小了9.2%,有效地促進(jìn)了其與凝膠的粘結(jié)力,加強(qiáng)體系的早期性能。同時(shí)GO后期能夠促進(jìn)C-FA體系中粉煤灰的二次水化,從而提升體系后期性能。試驗(yàn)針對(duì)GO對(duì)C-FA體系的強(qiáng)度、孔結(jié)構(gòu)、收縮以及抗氯離子滲透性能進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明GO摻入到C-FA體系后可以顯著增強(qiáng)試塊全齡期的抗壓及抗折強(qiáng)度。尤其在3天齡期時(shí),組別GO-3 FA-10相較GO-0 FA-10抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)12.1%,抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)21.4%,顯著地提升了硬化漿體的早期強(qiáng)度,改善了C-FA體系早期抗折強(qiáng)度較低的缺點(diǎn)。GO能夠改善水泥石后期的孔結(jié)構(gòu),使得60天齡期水泥石的孔隙率降低,組別GO-3 FA-20較組別GO-0 FA-20總孔體積降低了約13.7%。同時(shí)GO的摻入會(huì)使全齡期下100nm的孔體積增大,過(guò)渡孔及凝膠孔體積均有增加。隨著GO摻量的提升,試塊的收縮增大,粉煤灰的摻入能夠減小收縮。GO的摻入減少了試塊中連通液相,因而增強(qiáng)了C-FA體系的抗氯離子滲透性能。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU528
【圖文】：

表 2-1 基準(zhǔn)水泥化學(xué)分析（%）Table 2-1 Chemical analysis of datum cement（%）2O3Fe2O3CaO MgO .42 3.16 62.59 2.91 表 2-2 基準(zhǔn)水泥技術(shù)性能指標(biāo)Table 2-2 Technical performance index of datum cement比表面積m2/kg標(biāo)準(zhǔn)稠度%凝結(jié)時(shí)間（min） 抗壓強(qiáng)度（M初凝 終凝 3 天 28350 25.6 132 198 5.6 —驗(yàn)所用粉煤灰均為北京青年路混凝土有限公司提比 96%，顏色為灰色。一級(jí)粉煤灰的化學(xué)分析結(jié)（包含基準(zhǔn)水泥）根據(jù)馬爾文激光粒度儀檢測(cè)得出

表 2-3 粉煤灰化學(xué)分析（%）Table 2-3 Chemical analysis of fly ash（%）Al2O3Fe2O3CaO MgO SO331.91 7.86 5.21 0.31 1.79 劑結(jié)果表明[46]，聚羧酸減水劑的應(yīng)用不僅能夠使納米材料在漿體好的發(fā)揮納米材料的特點(diǎn)及作用，同時(shí)還可以對(duì)水泥石起到泥石的強(qiáng)度以及耐久性等。有試驗(yàn)所用減水劑均為大連 Sika 建筑材料有限公司生產(chǎn)的聚羧isconcrete 3301MK，顏色為淺黃色。初始固含量為 41.2%，試 20%。有試驗(yàn)所用砂均為廈門(mén)艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司生產(chǎn)的中國(guó) ISO分散液

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2729331