基于可压缩堆积模型的水泥基复合材料性能研究.rar

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摘要
本文通过对可压缩堆积模型进行理论推导和对密实度计算过程中相关参量进
行假设，将可压缩堆积模型用于水泥基复合材料堆积密实度的计算，并在现有研
究的基础上，研究了低水胶比下矿物微粉的密实效应和化学效应两方面共同作用
对水泥基复合材料的流变性能和硬化性能的影响。
通过对上述水泥基复合材料中的密实效应和化学效应进行系统的试验研究和
分析，取得了如下主要成果：
（1）利用Andreasen方程计算最紧密堆积时的颗粒粒级分布，并将各种掺量
下的混合料的颗粒粒级的微分分布曲线与最紧密堆积时的颗粒粒级微分分布曲线
进行对比，由Andreasen方程的思想可知，混合体系的颗粒微分分布与最紧密堆
积的颗粒分布越接近，体系的堆积密实度则会越高，这与CPM模型的计算结果
完全吻合，故利用Andreasen方程可以从侧面证明CPM模型用于水泥基复合材料
的密实度计算具有一定的正确性。
（2）在不同的水胶比条件小，影响浆体塑性粘度的因素不同。在低水胶比条
件下，浆体塑性粘度在很大程度上取决于自由水量即颗粒之间水膜层的厚度，即
浆体塑性粘度与矿物微粉的密实作用有直接关系，密实度越大，在用水量一定时，
颗粒间水膜层的厚度越大，浆体塑性粘度越低。而在高水胶比条件下，早期水泥
水化反应加剧，水化产物增多，浆体的塑性粘度在很大程度上取决于水化产物的
浓度和稳定程度，矿物微粉的掺入时起到类似“晶核”的作用，为水化产物形成空
间网络结构提供了更多的接触点，使得水化产物更趋稳定，故浆体塑性粘度提高。
（3）在低水胶比条件下，水泥浆体的塑性粘度与密实度之间近似呈衰减函数
的关系，且衰减程度逐渐减弱，在一定的密实度的变化范围内，密实度与塑性粘
度的近似关系可以表示为：
2
(16.39107 47.476 32.35506)η
e?
Φ+Φ=
(R2=0.97068)
（4）矿物微粉对水泥基复合材料硬化浆体密实度的提高一方面体现在物理密
实上，另一方面体现在化学密实上。在低水胶比下，矿物微粉颗粒对混合体系密
实度提高越大，混合体系的抗压强度越高。当水胶比较大时，颗粒之间不再紧密
接触，矿物微粉的密实填充效应不再是影响浆体抗压强度的主要因素。因此，矿
物微粉只是在低水胶比的情况下才腀@浞址⒒悠涿苁堤畛湫вΑⅫbr>关键词：可压缩堆积模型；密实效应；化学效应；流变性能；硬化性能；
衰减函数
摘要.........................................................................
ABSTRACT.................................................................
第1章绪论.........................................................
1.1课题的提出及意义............................................
1.2课题提出的理论基础.........................................
1.3超高强水泥基材料............................................
1.3.1压实水泥.....................................................
1.3.2 MDF水泥.....................................................
1.3.3 CBC材料.....................................................
1.3.4 RPC材料......................................................
1.4矿物质超细粉....................................................
1.4.1常用矿物细掺料...........................................
1.4.2常用矿物细掺料的效应...............................
1.5颗粒的几何形态特性........................................
1.5.1粒度.............................................................
1.5.2粒度分布.....................................................
1.5.3颗粒形状.....................................................
1.6密实度模型的发展............................................
1.7水泥基材料中的密实填充作用研究现状.........
1.8水泥基浆体流变性能影响研究现状.................1.9本文的研究内容................................................
第2章可压缩堆积模型及矿物微粉化学活性........
2.1可压缩堆积模型的相关简介................................
2.2可压缩堆积模型的推导....................................
2.2.1固体颗粒体系的虚拟堆积密实度...............
2.2.2压实指数与实际堆积密实度.......................
2.2.3 CPM模型的假设与讨论..............................
2.3Ф值最小解问题...................................................
2.4固体颗粒实际密实度的计算................................
2.5 CPM模型中各输入参数的试验确定方法..............
2.6 CPM模型的计算程序实现...................................
2.7矿物微粉的化学活性............................................
2.7.1矿渣的化学活性..........................................
2.7.2粉煤灰的化学活性......................................
2.7.3硅灰的化学活性..........................................
2.8小结....................................................................
第3章试验原材料及试验......................................
3.1试验原材料及性能测试....................................
3.1.1试验原材料.................................................
3.1.2原材料密度的测定......................................
3.1.3扫描电镜试验.............................................
3.1.4粒度测试.....................................................3.1.5减水剂饱和掺量选取试验..........................
3.2最小需水量法...................................................
3.3流变性能试验....................................................
3.3.1实验设备.....................................................
3.3.2水泥..