摘要
较小尺寸的微米碳酸钙(MC)、纳米碳酸钙(NC)以及硅酸钙(CS)，在水泥净浆中能够通过填充效应改善其孔结构，提高力学性能；高温湿热环境、微纳米钙在适当掺量时，通过发挥填充及晶核效应等，优化基体的微观结构，在一定温度范围内提高耐高温性能。为聚焦微纳米钙对水泥净浆的常温及高温性能的影响机制，本文采用微纳米钙改性水泥净浆进行实验研究，主要研究内容及结论如下： （1）不同水胶比时、不同尺寸及掺量的CS对拌合物流变性的影响。研究发现，CS尺寸越小、掺量越大或在更低水胶比时，拌合物的屈服应力和塑性粘度值反而越大。较小尺寸的CS具有大比表面积，掺量越大，对拌合物的吸附水作用越明显，导致拌合物的流变性变化。而水胶比变小，拌合物的流变性也会受到影响。 （2）常温环境、0.40水胶比，采用四种CS(400、800、1250和3000目)掺入到水泥净浆中。CS（400、800、1250）掺量不超过10%，CS改性水泥净浆（CSP）的抗压强度均有所提高。CS3000无论在何种掺量下，均导致其抗压强度降低。四种CS掺量为20%，CSP的抗折强度均达到最大；0.35水胶比，CS对水泥净浆的抗压强度没有明显的增强作用。0.30水胶比，两种尺寸的CS（1250，3000）在掺量为20%时，CSP的抗压强度达到最大。CS掺量不超过30%，抗折强度随着CS掺量增加而增大。CS通过填充及桥联作用提高力学性能。 （3）高温环境下、水胶比为0.40、0.35和0.30，CS3000掺量分别不超过10%、20%和30%时，均能够提高CSP的耐高温性。600℃以前，抗压强度始终大于对比试样。CS1250对水泥石的耐高温性能没有明显地增强作用。较小尺寸的CS3000通过发挥填充效应、晶核效应以及本身的耐高温性能等，提高CSP的抗压强度。 （4）常温时，MC改性水泥基材料（MCP）的抗压强度大于纯水泥对比材料（PCP），NC改性水泥基材料（NCP）略低于PCP。具有更小粒径的NC掺入到水泥净浆中，增加了材料之间的介面缺陷，导致试样的抗压强度不仅没有增加，反而略有降低。具有较小尺寸的NC和MC仍能够通过填充效应以及晶核效应等，使得基体的微观结构更加密实。 （5）水泥净浆中掺入3%的NC或MC，NCP、MCP和PCP的抗压强度分别在600℃、500℃和400℃达到最大，具体抗压强度分别为62.93MPa、73.30MPa和57.05MPa。NC和MC在600℃温度范围内具有一定的耐高温性能。 （6）600℃以前，高温没有造成NCP、MCP和CSP(3000)的微观结构发生严重劣化。具有较小尺寸的NC和MC，能够通过晶核效应和填充作用等，使得基体的微观结构更加密实。具有较小尺寸的CS3000，同样可以通过填充作用和晶核效应，以及本身的耐高温性能和潜在的火山灰性质等，使得试样在600℃以前仍保持较好的微观结构。600℃以后，高温使得基体的微观结构迅速劣化。
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