分类号：T Q172密级：
单位代码：10433
学号：Y1206166山东理工大学
硕士学位论文超硫酸盐水泥及其稳定碎石若干性能研究Study on Some Properties of Supersulphated Cement and 资源优化配置
Cement Stabilized Gravel
研究生：朱林
指导教师：牛全林副教授
申请学位门类级别：工学硕士
学科专业名称：材料科学与工程
研究方向：无机功能材料
论文完成日期：2014 年4 月
独创性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名：时间：年月日
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研究生签名：时间：年月日
导师签名：时间：年月
摘要
超硫酸盐水泥具有低水化热、微膨胀等性能及凝结时间长、后期强度高、抗硫酸盐腐蚀等优点，在高等级公路路面基层中使用具有独特的优势。
本文系统分析了熟料、石膏、外加剂对超硫酸盐水泥力学性能的影响，确定了超硫水泥各组分的大致范围或种类，拟定了几组配比，通过实验数据比较得到最佳配比的超硫水泥，其较好的配比为10%P.O42.5 水泥+75%矿粉+15% 石膏+0.6%激发剂。
根据选定的配比配制了超硫水泥，对此水泥的物理性能进行了测试，结果表明，配比得当的超硫水泥28 天抗压和抗折强度优于普通水泥；膨胀率方面，普通水泥室温自然养护的膨胀率为-1.36‰（负数指收缩，下同），水中养护的膨胀率为-0.71‰，而超硫水泥室温自然养护膨胀率为-0.33‰，水中养护的膨胀率0.55‰，水中养护具有微膨胀性。
从微观分析可以看到，此水泥的水化产物钙矾石晶体和C-S-H 凝胶较多，两者紧密结合在一起，生长在孔洞中的钙矾石使水泥的孔隙明显减少。
采用连续级配的骨架密实结构对于超硫水泥稳定碎石进行了研究，通过分析获得最优的集料的级配为：30~20mm 碎石:20~10mm 碎石:10~5mm 碎石：石屑= 22:28:15:35。在此级配下选取了几种不同
的超硫水泥掺量，通过击实试验和无侧限抗压强度试验数据，确定了超硫水泥的掺量为4.5%，因此，本文水稳碎石采用的配合比为：水泥：集料=4.5:95.5。 将普通水泥稳定碎石与超硫酸盐水泥稳定碎石的力学性能进行了对比，试验结果表明：超硫水稳碎石的抗压强度8d 为6.1MPa、28d 为8.7MPa；普通水泥水稳碎石的抗压强度8d 为5.4MPa、28d 为4.9MPa。这是由于超硫水泥在水中养护时具有微膨胀性。因此，此种水泥稳定碎石也应保证其湿度。
关键词：超硫酸盐水泥，水泥稳定碎石，膨胀率，钙矾石，力学性能
I
Abstract
Supersulphated cement (SSC) with low hydration heat, micro expansion, long setting time, high final strength as well as sulfate resistant property shows special advantage in the constructio n of high-grade highway basement layer.
In this paper, the effect of clinker, gypsum and additive on the mechanical behavior of the SSC was analyzed, optimum proportion or species of each composition was determined by a series of experiments, the final proportion of SSC was 10% P.O 42.5 + 75% slag + 15% gypsum + 0.6% additi
ve.
北京女奴Physical and mechanical properties of the cement were tested, it is shown that both the compressive strength and flexural strength of the SSC were better than ordinary Portland cement . The expansion of the Portland cement cured at room temperature and humidity was -1.36‰,the expansion of the water curing rate of -0.71‰, while the inflation rate of SSC are–0.33‰ and 0.55‰ respectively.
From microscopic analysis it is seen that the hydration products of SSC are mainly ettringite crystal and C-S-H gel etc. the ettringite crystal grows in capillary pore enhanced the density and good tightness which ensured the strength advantage of sulfate cement.
For the research of the cement stabilized gravel, a continuous gradation skeleton dense structure was stud ied through analysis to obtain the optimal aggregate gradation：30~20 mm of gravel:20~10 mm of gravel:10~5 mm stone: stone chips = 22:28:15:35. Under this grading, through the compaction test and unconfined compressive strength test, dosage of SSC was determined as 4.5%, therefore, in this paper, the mix proportion of SSC/ aggregate ratio for cement stabilized gravel = 4.5:95.5.
Cement stabilized gravel with ordinary portland cement was also tested and compared with SSC, res
ults showed that the 8d compressive strength of SSC stabilized gravel is 6.1MPa, 28d is 8.7MPa while the compressive strength of ordinary cement stabilized macadam is 5.4MPa and 4.9MPa respectively. This is because the water cured SSC is expansive, therefore, good curing of this cement stabilized macadam should also be ensured.
Key words：supersulfated cement (SSC) ; cement stabilized gravel; expansio n; ettringite; compressive strength.
II
范世康目录
摘要 ................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................... II 目录 .......................................................................................................... III 第一章绪论.................................................................................................................. - 1 -
1.1 课题背景及其意义......................................................................................... - 1 -
1.2 国内外研究现状..............................................................................................- 4 -
硫酸锌片
1.2.1 超硫酸盐水泥在国外的研究状况..................................................... - 4 -
1.2.2 超硫酸盐水泥在国内的研究现状..................................................... - 6 -
1.2.3 水泥稳定碎石在国内外的研究..........................................................- 7 -
1.3 本课题研究内容..............................................................................................- 8 - 第二章超硫酸盐水泥原材料的性质及其试验方法...........................................- 10 -
2.1 原材料............................................................................................................. - 10 -
2.1.1 硅酸盐水泥熟料..................................................................................- 10 -
2.1.2 高炉矿渣...............................................................................................- 10 -
2.1.3 石膏........................................................................................................- 11 -
2.1.4 外加剂................................................................................................... - 11 -
2.1.5 其他原料...............................................................................................- 11 -
2.2 物理性能试验方法....................................................................................... - 12 -
2.2.1 水泥净浆标准稠度用水量试验....................................................... - 12 -
2.2.2 凝结时间试验...................................................................................... - 13 -
国际油价负III
