如何提高水泥基材料的結(jié)構(gòu)性能和改善水泥基材料的耐久性越來越成為材料學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。少用水泥熟料，多摻入工業(yè)廢棄物，是水泥混凝土業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)路線。為此，圍繞水泥組成和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、制備過程節(jié)能與高效應(yīng)用等基礎(chǔ)性研究尤為迫切。本文通過壓制干粉制備粉煤灰水泥壓實(shí)體，對粉體顆粒的細(xì)度進(jìn)行表征并對粉煤灰水泥壓實(shí)體堆積結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價。毛細(xì)管自發(fā)吸水的方式制備水化粉煤灰水泥壓實(shí)體，對水化壓實(shí)體孔隙結(jié)構(gòu)的可重復(fù)性進(jìn)行評價。研究水化壓實(shí)體孔隙結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和水化過程等結(jié)構(gòu)與性能的演變規(guī)律。同時研究了顆粒級配對粉煤灰水泥水化壓實(shí)體孔結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響。研究取得結(jié)果如下:
　　 通過乙醇吸收法和毛細(xì)管吸收Lucas-Washburn方程等，對粉煤灰水泥壓實(shí)體初始堆積結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價。結(jié)果表明，所選模具可制備粉體初始堆積結(jié)構(gòu)可重復(fù)的粉煤灰水泥壓實(shí)體。壓實(shí)體中水泥顆粒基本隨機(jī)分布，吸收的流體能夠完全填充壓實(shí)體的孔隙。通過毛細(xì)管自發(fā)吸水的方式制備粉煤灰水泥水化壓實(shí)體。通過壓汞法分析，兩次重復(fù)制備的粉煤灰水泥壓實(shí)體的孔隙結(jié)構(gòu)基本一致，具有可重復(fù)性。
　　 利用壓實(shí)粉體的方法制備平均粒徑為11.2μm、比表面積430 m2/kg的30 wt.％粉煤灰摻量的粉煤灰水泥壓實(shí)體。通過毛細(xì)吸收法、壓汞法、氮?dú)馕椒ā⑷詣又亓糠▌討B(tài)水蒸汽吸附法、電子顯微分析、水化熱、非蒸發(fā)水含量和抗壓強(qiáng)度的測定，研究了水化壓實(shí)體孔結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的演變。結(jié)果表明，隨著齡期增長，水化壓實(shí)體的孔隙率逐漸下降。1d內(nèi)孔隙率下降明顯;3d齡期較大孔徑的毛細(xì)孔基本消失;7d齡期后孔隙率下降比較緩慢。粉煤灰水泥水化壓實(shí)體的孔徑逐漸細(xì)化，小孔增多;最可幾孔徑向小孔徑移動，后期孔徑變小趨勢明顯趨緩。粉煤灰水泥水化壓實(shí)體早期水化較為明顯，7d后變化比較緩慢。后期生成的水化產(chǎn)物繼續(xù)填充孔隙，而遠(yuǎn)離水化產(chǎn)物的孔隙不能被有效填充，孔隙率下降必然緩慢，強(qiáng)度發(fā)展緩慢。隨著水化程度的提高、孔隙率降低和孔徑的細(xì)化，水化粉煤灰水泥壓實(shí)體的抗壓強(qiáng)度增大。

　　 顆粒級配對粉煤灰水泥水化壓實(shí)體的孔結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，同一齡期，隨著粉煤灰摻量的增加，水化壓實(shí)體的抗壓強(qiáng)度明顯下降;水化壓實(shí)體的孔隙率增大，最可幾孔徑變大。調(diào)節(jié)粉煤灰細(xì)度，對粉煤灰水泥進(jìn)行顆粒級配。粉煤灰顆粒變細(xì)，增加了水化壓實(shí)體的早期強(qiáng)度;細(xì)度提高到一定程度，反而降低了水化壓實(shí)體的強(qiáng)度。一定細(xì)度的粉煤灰與硅酸鹽水泥緊密堆積，對水化壓實(shí)體的孔隙結(jié)構(gòu)的細(xì)化有利。水化后期，粉煤灰細(xì)度對水泥壓實(shí)體的孔隙結(jié)構(gòu)的影響不大。調(diào)節(jié)硅酸鹽水泥的細(xì)度，對粉煤灰水泥進(jìn)行顆粒級配。隨著硅酸鹽水泥粒度變細(xì)，粉煤灰水泥壓實(shí)體的孔隙率上升。粉煤灰水泥水化壓實(shí)體孔隙結(jié)構(gòu)的演變受壓實(shí)體初始堆積結(jié)構(gòu)的孔隙率影響較大。設(shè)計(jì)摻加粉煤灰取代部分硅酸鹽水泥的水化初始結(jié)構(gòu)，調(diào)控成型水膠比、顆粒級配及均勻制備，長齡期水化實(shí)現(xiàn)與未摻粉煤灰的水泥具有相近的強(qiáng)度。

      關(guān)鍵詞：粉煤灰水泥  水化壓實(shí)體  孔結(jié)構(gòu)  力學(xué)性能  顆粒級配