论文总字数：22208字

摘 要

石灰石微粉作为辅助性凝胶材料可以节约水泥的用量，具有显著的经济效益和环境效益，并且还可以促进水泥的低碳化发展。同时石灰石微粉在水泥中的化学和物理效应可以明显改善水泥的性能。目前石灰石微粉的研究热点就是石灰石微粉和偏高岭土的复掺。研究表明石灰石与偏高岭土复掺时存在协同作用，对水泥的力学强度有显著提高。但目前针对白云石微粉在水泥或混凝土中是否也能够具有和石灰石微粉类似的化学或物理效应的研究尚不明确。本文围绕白云石微粉与偏高岭土复掺时在水泥基材料中的力学性能变化，以石灰石微粉作为对比，研究了白云石微粉与偏高岭土以不同比例复合时对水泥力学性能的影响，并分析其复合浆体水化产物的演变规律。结果表明：

（1 白云石微粉或石灰石微粉单掺时，会降低砂浆强度。

（2）在20、60℃时，当石灰石微粉或白云石微粉与偏高岭土复掺时，砂浆的强度会提高。且60℃时，白云石微粉与偏高岭土的复掺效果比石灰石略好。

（3）20℃时，复掺体系的水化产物基本相同。但60℃时，白云石和偏高岭土复掺会生成比石灰石微粉更多的碳铝酸盐。

关键词： 石灰石 白云石 偏高岭土 强度 水化产物

Effect of dolomite powder and metakaolin complex on mechanical strength of cement

Abstract

Limestone powder as an auxiliary gel material can save the amount of cement, with significant economic and environmental benefits, and can also promote the development of low-carbon cement. At the same time, the chemical and physical effects of limestone powder in cement can significantly improve the performance of cement. At present, the research hotspot of limestone powder is the complex of limestone powder and metakaolin. The results show that there is synergistic effect between limestone and metakaolin, and the mechanical strength of cement is improved obviously. However, it is unclear whether dolomite powder can also have similar chemical or physical effects as limestone powder in cement or concrete. In this paper, the mechanical properties of cementitious materials in cement-based materials were studied. The influence of dolomite powder and metakaolin on the mechanical properties of cement was studied. The influence of dolomite powder and metakaolin on the mechanical properties of cement was studied. The evolution of compound slurry hydration products. The results show:

(1) when the dolomite powder or limestone powder mixed, will reduce the mortar strength.

(2) at 20,60 ℃, when the limestone powder or dolomite powder and metakaolin mixed, the mortar strength will increase. And 60 ℃, the dolomite powder and metakaolin mixed effect is slightly better than the limestone.

(3) 20 ℃, the complex system of hydration products are basically the same. At 60 ° C, dolomite and metakaolin are complexed to produce more carbonated aluminates than limestone powder.

Key words ： limestone; dolomite; metakaolin; strength; hydration product;

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 4

1.1 引言 4

1.2 石灰石微粉概述 4

1.2.1石灰石微粉的研究现状 4

1.2.2石灰石微粉对水泥性能的影响 5

1.3 白云石概述 6

1.3.1 白云石微粉的研究现状 6

1.3.2白云石微粉对水泥的性能影响 7

1.4偏高岭土概述 8

1.4.1 偏高岭土的研究现状 8

1.4.2偏高岭土对水泥的性能影响 8

1.5 研究内容 10

第二章 实验部分 10

2.1实验原材料和仪器设备 10

2.1.1 实验原材料 10

2.1.2 仪器设备 11

2.2实验方案 12

2.2.1 实验配比 12

2.2.2 砂浆成型 12

2.2.3 养护 13

2.2.4 力学强度的测定 13

2.2.5 水化产物的分析 13

第三章 实验结果与分析 14

3.1 20℃及60℃养护下砂浆力学强度 14

3.1.1 20℃下强度测试结果 14

3.2XRD测试结果 21

3.2.1 20℃养护下XRD测试结果 21

3.2.2 60℃养护下XRD测试结果 23

第四章 结论与展望 25

4.1结论 25

4.2展望 25

参考文献 27

致谢 32

第一章 绪论

1.1 引言

改革开放以来，水泥和混凝土在祖国的建设过程中应用的越来越广泛，在世界范围内，混凝土的使用量野越来越大，这就要求混凝土有更好的性能品质。作为辅助凝胶材料的石灰石微粉在混凝土中也得到了广泛的应用，而现阶段石灰石微粉的研究热点就是石灰石微粉和偏高岭土的复掺,各国学者对于这方面的研究和应用越来越多，并且取得了大量成果。研究表明，在石灰石微粉与偏高岭土复掺时，两者之间存在一种协同作用，石灰石微粉中的方解石会与偏高岭土中的Al相反应生成一种碳铝酸盐，这种碳铝酸盐对水泥的力学强度有显著提高，因为偏高岭土成本过高，因此增加石灰石微粉的掺量还可以降低其成本。白云石是石灰石最主要的一种伴生矿物，大多数碳酸盐矿物都含有白云石，在世界范围内分步极广。将白云石作为水泥替代材料的研究近年来也受到很大关注。但目前针对白云石微粉在水泥或混凝土中是否也能够具有和石灰石微粉类似的化学或物理效应的研究尚不明确。研究白云石微粉与偏高岭土复掺对水泥力学性能的影响，不仅仅能够促进白云石微粉高效和安全使用，也是拓展新型SCMs，促进水泥和混凝土低碳、可持续发展的迫切需求。

1.2 石灰石微粉概述

1.2.1石灰石微粉的研究现状

石灰石微粉的应用由来已久，现在广泛应用于国内外水工压混凝土、道路混凝土、建筑混凝土、砂浆等相应产品^[1-3]。国内外围绕单掺细度大于水泥、碳酸钙质量分数大于75%的石灰石微粉对水泥基材料的各项性能及工程应用方面进行了大量研究和报道，结果表明^[4-11]：

1）细度适宜的石灰石微粉可以降低水泥体系的需水量，有效降低水灰比；

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