水泥基材料電性能及強度與電性能相關(guān)性研究.pdf

1、通過研究水泥基材料的電性能來了解材料的細觀結(jié)構(gòu)，逐漸成為結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究熱點，研究人員將水泥基材料看成是一個多孔的電化學系統(tǒng)，材料宏觀電性能的變化，可以反映其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，從而間接反映出水泥基材料的力學性能和耐久性能的變化，但在探究細觀結(jié)構(gòu)與其力學性能之間的關(guān)系方面，還沒有一種方法或結(jié)論得到大家的公認，因此本文從水泥基材料電性能研究入手，初步考察其力學性能與電性能的相互關(guān)系。 本文按照先簡單后復(fù)雜的原則，依次選擇水泥凈漿、砂漿和

2、混凝土作為研究對象，對水泥基材料的電性能進行深入的研究。設(shè)計不同的配合比，制備了系列的水泥凈漿、砂漿及混凝土試樣，在標準條件下養(yǎng)護至規(guī)定齡期。采用自動液壓試驗機測定其力學性能，用安捷侖HP4294A阻抗分析儀測定其電性能，用SEM觀察分析其微觀結(jié)構(gòu)；探討了不同的電極材料對電性能參數(shù)測定值的影響；分析了水泥品種及養(yǎng)護齡期對水泥基材料試樣電性能和力學性能的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)分別對水泥凈漿、砂漿、混凝土試樣的電性能

3、進行了研究。發(fā)現(xiàn)水泥基材料的電性能具有相似的規(guī)律，即隨著測試頻率的增加，水泥基材料的阻抗和電容值逐漸降低。其中在1KHz～40KHz頻段，阻抗和電容隨頻率變化較大，頻率超過40KHz 以后，變化幅度逐漸減小，當頻率高于200KHz以后，變化趨于平緩。 (2)研究了水灰比及養(yǎng)護齡期對水泥基材料電性能的影響，考察了水泥基材料的電容、阻抗隨水灰比的變化規(guī)律。對于養(yǎng)護14d齡期的試樣，水灰比為0.3～0.5時，隨水灰比增大，試樣的阻抗值

4、逐漸降低，電容逐漸增大，但是，當水灰比增為0.6時，阻抗值反而升為最大，電容值降為最低。對于養(yǎng)護28d、60d等長齡期的試樣，隨著水灰比增大，硬化水泥漿的阻抗值逐漸降低，而電容值逐漸增大?？梢姡B(yǎng)護齡期長時，漿體硬化程度相對較高，結(jié)構(gòu)比較致密，其電性能測量值比較穩(wěn)定，規(guī)律性較好。 (3)研究分析了水泥基材料力學性能與電性能的關(guān)系。結(jié)果顯示，水泥基材料的抗壓強度與阻抗和電容之間有一定的相關(guān)性，并且發(fā)現(xiàn)，水灰比和養(yǎng)護齡期對這種相關(guān)規(guī)

5、律有重要影響。養(yǎng)護齡期較短時，如14d，水灰比為0.3～0.5時，相關(guān)性較明顯，即阻抗值越低或電容越大的試樣，其抗壓強度越高，水灰比過高，如為0.6時，則規(guī)律不明顯，可能是高水灰比試樣孔隙率比較高，影響電性能測試結(jié)果。養(yǎng)護齡期較長時，如28d以上，隨著水灰比增大，硬化水泥漿的阻抗值逐漸降低，電容值逐漸增大，而抗壓強度逐漸降低。 (4)研究分析了水泥品種對水泥基材料力學性能與電性能的影響。可以發(fā)現(xiàn)，硫鋁酸鹽水泥同普通硅酸鹽水泥凈漿

6、試樣阻抗和電容與頻率關(guān)系具有相似的規(guī)律。齡期較短時，如14d，硫鋁酸鹽水泥試樣電容和阻抗值高于普通水泥漿體，齡期較長時，如28d，電容和阻抗測值相差不超過10％。早強快硬型水泥在低齡期時水化充分，漿體硬化程度相對較高，結(jié)構(gòu)比較致密，其電性能測量值較穩(wěn)定。 (5)考察了礦物摻料及減水劑對水泥基材料電性能的影響?？梢园l(fā)現(xiàn)，加入礦物摻料如粉煤灰和礦渣后，砂漿試樣在較短養(yǎng)護齡期如14d時，電容和阻抗降低，在較長養(yǎng)護齡期如28d以上時，同