基于力學(xué)性能的水泥基材料礦物摻合料優(yōu)化研究.pdf

1、水泥基材料的力學(xué)性能是建筑材料科學(xué)的重大研究課題。在有限的條件下如何最大限度地提高水泥基材料的力學(xué)性能，一直是各國專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，通過在水泥基材料中摻入礦物摻合料已經(jīng)成為提高其力學(xué)性能和耐久性能的有效途徑之一。本文研究的目的是以粉煤灰、礦渣、硅藻土、沸石和硅灰作為礦物摻合料，通過設(shè)計(jì)礦物摻合料種類和摻量對(duì)水泥基材料力學(xué)性能改性的正交試驗(yàn)，研究各種活性礦物摻合料對(duì)水泥基材料力學(xué)性能的影響，尋求最佳的

2、礦物摻合料種類和摻量。最后，通過三軸圍壓實(shí)驗(yàn)得到摻入各種礦物摻合料水泥基材料試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，分析各組試樣的變形性能，并對(duì)各曲線進(jìn)行分析對(duì)比，得到礦物摻合料對(duì)韌性影響的規(guī)律。主要研究結(jié)論如下：
　　 (1)當(dāng)?shù)V物摻合料的替代率為45％或礦渣參與復(fù)合時(shí)，水泥基材料的變形性能和韌性比普通硅酸鹽水泥差，而粉煤灰與硅藻土或硅灰復(fù)合，礦物替代率為35％時(shí)，水泥基材料的變形性能和韌性比普通硅酸鹽水泥好。
　　 (2)在礦物摻合料

3、的替代率相同的條件下，粉煤灰、礦渣與硅藻上的復(fù)合對(duì)水泥基材料抗壓、抗折強(qiáng)度的改性效果優(yōu)于與沸石復(fù)合時(shí)的改性效果，而粉煤灰、礦渣與硅灰的復(fù)合取得的效果最佳。但綜合強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)因素，粉煤灰、礦渣與硅藻土的復(fù)合是最理想的方案。同時(shí)，礦渣與硅藻土或硅灰的復(fù)合時(shí)，水泥基材料的韌性和變形性能低于粉煤灰與硅藻土或硅灰的復(fù)合時(shí)取得的效果。
　　 (3)礦渣、粉煤灰與硅藻土、沸石復(fù)合，各摻合料的比例為6∶1時(shí)水泥基材料的抗壓、抗折強(qiáng)度高于比例為2∶

4、1時(shí)取得的改性效果；礦渣、粉煤灰與硅藻土、硅灰復(fù)合，各摻合料的比例為2∶1時(shí)水泥基材料的抗壓、抗折強(qiáng)度高于比例為9∶1時(shí)取得的改性效果。在粉煤灰與硅藻土按照2∶1的比例復(fù)合時(shí)，水泥基材料的韌性和變形性能要比按照9∶1比例復(fù)合時(shí)取得的效果好。
　　 (4)硅灰對(duì)水泥基材料的力學(xué)性能改性效果較好，且一般高于采用復(fù)合礦物摻合料的改性效果，是水泥基材料優(yōu)良的礦物摻合料。
　　 (5)從抗壓和抗折角度出發(fā)，水泥基材料最優(yōu)的礦物摻合