粉煤灰誘導水泥石微裂縫形成-自愈合作用機制研究.pdf

1、現代高強水泥基膠凝材料的突出特征是水膠比低、水泥細度大、水泥漿體初凝與終凝時間間隔短，水泥石結構快速形成，引起材料內部應力集中的不均衡分布問題突出，從而使得水泥石微結構易產生裂縫等原生缺陷，影響材料性能。本論文依托國家自然科學基金項目，根據細觀力學與膠凝材料學原理，采用表面光滑、質地堅硬、早期活性程度低、后期具有較高水化活性的粉煤灰作為誘導介質，通過誘導介質與水泥石的相互作用，調整水泥石內部結構并誘導裂縫至其周圍，并在后期對裂縫進行原位

2、自修復的技術方法。
　　通過自主設計的水泥石滲透測試裝置分析了不同粉煤灰摻量、粒徑及水膠比下水泥石裂縫的依時形成與發(fā)展規(guī)律。結果表明，水泥石的裂縫吸水量因粉煤灰摻量、粉煤灰粒徑以及水膠比的增加而增加，且吸水量呈現早期增長較快，后期趨于線性增長的變化趨勢，與水泥石微結構的發(fā)展趨勢相一致?？疾炝擞屑s束條件下的水泥石裂縫發(fā)展過程，水泥石裂縫最先在有約束的地方形成細小的裂縫，之后不斷地延伸發(fā)展并與其它約束方向的裂縫相交成有一定長度和寬度的

3、較大裂縫。結合宏觀力學性能分析與SEM水泥石微觀結構觀測結果，驗證了粉煤灰具有早期誘導裂縫形成，后期修復裂縫的作用。
　　探討了粉煤灰對水泥石裂縫的愈合作用機制。通過水泥石抗壓強度恢復率表征粉煤灰原位修復水泥石裂縫的效果，分析水膠比、粉煤灰摻量、激發(fā)劑、養(yǎng)護制度等對裂縫自愈合性能的影響。結果表明，水膠比的增大、粉煤灰摻量的增多使水泥石抗壓強度恢復率增加，水泥石裂縫原位自修復效果增強，而激發(fā)劑的引入使粉煤灰過早參與水化反應，降低了后

4、期的反應程度，因而降低了水泥石抗壓強度恢復率；摻有激發(fā)劑的水泥樣品在水養(yǎng)條件下的自愈合能力較標準養(yǎng)護降低。水泥石XRD、TG-DTG和背散射圖像的微觀測試結果與宏觀力學性能的結果一致。
　　研究了基于內養(yǎng)護作用的水泥石裂縫愈合作用提升技術。通過引入預吸水的內養(yǎng)護劑SAP（高性能吸水樹脂）實現對水泥石的內養(yǎng)護作用。結果顯示，在水泥石后期水化作用提供裂縫愈合的基礎上，內養(yǎng)護劑SAP的引入為粉煤灰的火山灰效應提供充足的水分，構建了良好的