混凝土与水泥制品
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  • 文章内容

基于低场核磁共振研究掺加磷石膏对水泥硬化体孔结构的影响

作者:王学兵1,王 涛1,刘劲松2    单位:1.湖北文理学院土木工程与建筑学院,襄阳 441053;2.南京工业大学材料科学与工程学院 210009

关键词:磷石膏;水泥硬化体;孔结构;分形维数

摘  要:磷石膏是生产工业磷酸等的副产物,通常,磷石膏在水泥水化硬化中可起缓凝作用。本文基于低场核磁共振法这一无损检测方法,研究磷石膏的掺入对水泥在水化硬化过程中引起的早期孔结构的变化。结果表明,随着磷石膏的加入,水泥硬化体中的孔径分布逐渐向较小尺寸的方向进行发展;水泥硬化体的最可几半径不仅随养护龄期的增加而逐渐降低,随磷石膏掺量的增加而逐渐增加。基于分形理论研究了在该过程中水泥硬化体的孔径分布的变化,结果表明,其分形维数随养护龄期的增加而逐渐降低,随磷石膏掺量的增加而逐渐降低。

 0   前言

  磷石膏是湿法制备磷酸过程中的副产物,由于缺乏有效利用的方法,磷石膏的堆积量正逐年增加。据报道,我国磷石膏的堆存量以500万t/年的速率增加,目前已经超过3亿t。磷石膏中除了含有CaSO4·2H2O外还含有氟化物、磷酸盐以及各种重金属和放射性元素,因而会对地下水和土壤等造成污染。同时,如此庞大数量的磷石膏也占用了大量的土地,造成了土地资源的浪费。为了消除这一水土污染严重的工业副产物,许多行业均开展了各种有效利用磷石膏的研究,其中,将磷石膏加至水泥中是一种有效的途径。通常认为,将磷石膏加入水泥中可以延长水泥的凝结时间[1-4]
  为了研究磷石膏的掺入对水泥硬化体中孔结构的影响,本文采用低场核磁共振波法来研究水泥硬化体中的孔径分布和孔喉分布。低场核磁共振法可以通过研究材料中质子的弛豫时间来检测材料中H的存在方式。其中,该弛豫时间主要包括纵向弛豫时间(T1)和横向弛豫时间(T2)。由于T1测量时间很长,在多孔介质流体研究中广泛采用T2。
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