使用超细硅酸盐水泥制备的快速硬化的砂浆.doc

安徽建筑工业学院毕业设计外文资料及其译文外文名称：preparation of rapid hardening mortars using ultrafine portland cement中文名称：使用超细硅酸盐水泥制备的快速硬化的砂浆专 业 无机非金属材料工程 班 级 08无机非2班 学生姓名 姚鑫 学 号 08206010212 课 题 指导教师 经验 2012 年 6 月 6 日使用超细硅酸盐水泥制备的快速硬化的砂浆摘要：介绍超细水泥在水化过程中特殊的物理和化学特性; 它们都有很短的凝结时间和高热能释放的性能，砂浆或混凝土在特殊应用中快速硬化及早期强度高的特性，一些快速硬化砂浆的商业产品被用于混凝土加固和维修。这些砂浆在硬化后3 h应最初具有约3.5兆帕的抗压强度。目前研究工作是使用超细水泥制备了一系列不同的快速硬化砂浆（超细水泥不同的百分比），另外需要一个羧酸基规格的f减水剂，据观察得出细水泥的水化率的最佳水灰比是0.385，低于90的粒度分布l1m和布莱恩比表面积超过9000 平方厘米/克的超细水泥由在实验室的高能球磨技术获得。关键词：高能球磨，超细硅酸盐水泥，减水剂，快速硬化砂浆1.绪 论使用超细水泥（ufc）是一种用于波特兰水泥制成的混凝土和砂浆的力学性能的改善的技术。geymayer等人报告一些ufc水化过程中的具体特点，很短的凝结时间和硬化后抗压强度倒退的倒退天数是与他们的细颗粒大小有关。使用不同的化学品，强有力的硬化缓速剂（氨基三亚甲基膦酸的钠盐），高范围减水剂（sp）和ufc的外加剂砂浆搅拌过程中使用的粉煤灰都能够最大限度地减少sarkara和wheeler所述的这些异常。波特兰水泥砂浆被应用于改进机械性能是高层建筑的维修和加固，矿区塌陷，坝体接缝，砌体结构恢复。一些商业产品的快速硬化砂浆（m-im）用于混凝土加固和维修。根据美国astm c928这些砂浆必须在3小时内达到3.5兆帕的抗压强度。从这点可以看出，ufc对任何其他普通硅酸盐水泥（opc）具有更短的凝结时间，这项研究工作的主要目标是ufc的rhm比较。ufc是由商业普通硅酸盐水泥（pcc）在实验室高能球磨（hem）技术的处理制备的。粒度分布（psd）的90是低于11um和布莱恩比表面积（ssa）的9000平方厘米/克。图1显示的是作psd时水泥（cpc30r），ufc和cpc30r+ ufc的不同组合。2.实 验描述超细水泥（ufc）在生产过程中的性质，然后再确定其粒度分布（psd），布莱恩比表面积（ssa）和水化过程中的温度变化特点。对水灰比为0.485和0.385砂浆进行了测试，以确定流动性，初始和终凝时间和测试使用5厘米的立方体抗压强度，再计算两组数据的比值。为了研究的使用ufc的为rhm准备的影响，不同量的ufc被用来作为替代不同比例的粘合剂材料（商用普通硅酸盐水泥cpc30r）：10，20，30和100水泥的重量。这些替代进行了两个w / c比率。用于研究混合物的准备材料如下：墨西哥商业波特兰复合水泥cpc30r，商业减水剂30-100（sp）之间的分级标准砂按astm c778 而羧酸基 f（减水剂，高范围掺合料）分级标准按astm c494。cpc30r经高能球磨（hem）处理就可以获得了ufc。粉磨过程所使用设备室simoloyer cm0 1.2 l卧式 (zoz gmbh是一家来自德国的股份有限公司),90%的颗粒粒径分布(psd)是低于11um和布莱恩表面积(ssa)超过了9000平方厘米每克。 温度变化是通过cpc30r和cpc30r表现出来的，它是使用热电偶测量连续测量七天(最低刻度为0.0001，采实时采集数据卡),热电偶浸入到水泥浆内,w/c = 0.50。这些水泥浆只为对放热测量所准备，选用水灰比为0.5是为了有多余的水使反应的完成。水化水泥浆在热熔器里面，,热电偶被划进一个手工量热计。图2显示了计算机上的实时采集数据卡,在右上方角落可以看到手工制作的量热计.在左上方的角落的两个硬化的水泥浆，它是由的热电偶浸没所展示出来的。在混凝土的准备制作中研究了水灰比（w/c）和ufc参数。 按照不通的水灰比来进行分组，水灰比为0.485(按照标准astmc 1o9)和水灰比为0.385的实验,在提高波特兰水泥砂浆的机械强度中，水灰比的减少中是一个众所周知的技术,粘合剂的ufc量从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）混合均匀。混凝土被机械混合按照实用推荐astm标准。sp值是根据ufc的数量和w/c添加的液态混合物 .sp值是需要根据astm c109获得标准流程1 l05%,流量需要的是rhm等于100%的最低每astm c9285要求。确定初始的和最终的凝结时间是依照astm c403标准。用于进行凝固时间测试的混凝土间是直接取自用于抗压强度测试的混凝土。养护样品在第一天进行了潮湿的处理,一旦标本被拉出从模具;方块变成了水，按照astm的指标c192和astm c511。使用5厘米立方体进行了抗压强度测试, 每3小时测试astmc928得到1、7和28天的强度。使用的the universal testing machi是30吨uh-30a的shimadzu模型。3.讨论结果3.1颗粒粒径分布(psd) 描述psd的波特兰水泥最广泛使用的函数是以rosin-rammler?sperling-bennet命名的,它可以描述如下:这里r(d)是粒子重量百分比大于d(残渣),位置参数d对应的残留物的直径36.8%:这个参数显示psd的精度.指数(分布指数)衡量的是分散的蔓延。不同的作者(例如,aiqin等)已经理论性和实验性的证明了不同的物理属性的水化水泥产品与eq里面的指数n相关。(1),这是依赖的水泥psd.当系数接近1,它代表了最优psd取得最佳的力学性能硬化水泥浆体。混凝土的力学性能的变化结果讲在后面讨论。表1显示了d的值；它能在粉磨过程后鉴别,d=8.53的cpc30r样品和3展品了出色的微粒和在psd中更少的传播。3.2温度变化在水化过程图3显示在前20h和后20h温度变化对分析水泥水化作用,两组样本的温度往往是如此接近,在2d后都基本上相等。3.3 混凝土的搅拌 凝结时间和抗压强度的测试表2显示了按照每astmc 109需求的流量。3.3.1塌落度据有关资料，由表2表明，几乎所有的不同的砂浆获得流量符合astm c109（1 l05）的要求;样品100-0-0.385-5.00显示出所需的最低塌落度在5以下，值得一提的是，这个样本要求由较高的sp量。这种现象已经被先前sarkara和wheelerb证实过，可与细粒子的大小和可供水量减少水化过程（此样本是水灰比为0.385的系列）。按astm c928流rhm的特殊要求，所有样品符合最低100。3.3.2凝结时间根据astm c928标准的要求，rhm必须在3小时的水化过程后具有至少3.5兆帕的抗压强度。这意味着，凝结时间约80分钟（另加15分钟的宽裕）。除去水灰比为0.485样品外的所有样品制备，只有cpc30r满足要求的最后一次凝结在80分钟（见表2），在凝结时间内此实例中的水泥的性质都达到标准要求。另一方面，当水灰比为0.385与水灰比为0.485系列的实验样品纵向比较时，要求有更多掺量的sp。生产制备中的sp掺量的增加造成的凝结时间的增加必须符合规范化。这是由于一些sp的物理和化学特性，促进了凝结时间的拖延。sakai等人研究波特兰水泥砂浆上使用不同的sp类型的影响。他们得出的结论是基于多聚羧基化物的sp促进水泥水化过程中的拖延，因此，在凝结时间是在本研究中使用的sp是多聚羧基化物类型之一，因此，可以确认增加设定时间是sp之外的其他因素导致的。另一个观察发现ufc的数量越大反应时间越短。这证实了geymayer等人对于砂浆凝结时间所说的水泥细度增加时，凝结时间减少的理论。满足凝结时间下雨180分钟要求的样品有：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值得一提的是从这两组水灰比系列的砂浆进行研究和样品制备，只有cpc30r（未加工）显示凝结时间超过这种砂浆的要求，因此，为制造速凝砂浆提高抗压强度的性能使用ufc是一个可行的替代方案。4. 结论当改变ufc的掺量时cpc30r制备的样品的抗压强度显著提高。psd发现在使用外加剂的情况下，ufc具有较低的孔隙率和抗压强度。要实现这一效果是利用一个羧酸基f型sp外，除此之外其特殊的物理和化学特性，有助于抑制ufc同时有助于提高水泥砂浆的力学性能。除抗压强度的要求外，在前期可以返现最佳的水灰比为0.385。当u