水泥水化本身是一个复杂的非均质的多相化学反应过程,并随着矿物外加剂在水泥混凝土领域的运用越来越广泛和深入,水泥基材料的原材料组分多元化,改变了水泥各种矿物组分的水化环境和程度,相应地改变了水泥基材料的水化历程和水化机理,尤其对早期水化过程产生极大影响。研究水泥基材料的早期水化的实际意义在于了解微结构的形成规律,而微结构的变化对于控制水泥早期强度发展有着重要的意义,并将最终影响到水泥基材料的各种长期性能。同时,关于矿物外加剂在水泥基材料中物理和化学作用的发挥也有不少研究,但主要集中在这些材料掺入后对长期性能如强度、收缩开裂等方面的影响,而对矿物外加剂在早期水化过程中的物理和化学作用的研究,能更有效地指导各种矿物外加剂在实际工程中的选择和应用。 本论文以普通硅酸盐水泥为基体,粉煤灰、磨细矿渣和偏高岭土为矿物外加剂,藉由非接触式电阻率测试方法,描述了水泥基材料早期水化历程,利用电阻率特征曲线研究了水泥基材料早期水化过程中各水化阶段的划分及其意义,以及水灰比、矿物外加剂种类和掺量对早期水化过程的影响;并辅以XRD、SEM等微观测试手段,探讨了上述矿物外加剂对水泥基材料早期水化过程的影响以及在该过程中的物理和化学效应。 研究结果表明,电阻率方法能够连续、准确地描述水泥基材料的早期水化历程,根据电阻率特征曲线,可以将早期水化过程(24h)分为四个不同的水化阶段,按时间顺序依次为溶解期、诱导期、凝结期和硬化期,在水化过程的溶解期和诱导期,水泥浆体的电阻率主要由液相导电能力决定,而凝结期和硬化期的电阻率曲线是水泥基材料浆体微结构形成和发展的表征。对于普通硅酸盐水泥,水灰比越低,溶解期及诱导期持续的时间缩短,凝结期和硬化期开始时间提前,相同时间对应的各阶段电阻率越高,曲线发展速度越快。各种矿物外加剂的掺入均会延长前三个水化阶段,掺加磨细矿渣和偏高岭土时,电阻率曲线会在凝结期发生突变。通过比较凝结期起止时间和实测的凝结时间,发现凝结期开始时间与初凝时间非常吻合,而凝结期终止时间则明显“滞后”于终凝时间。硬化期中电阻率发展趋势比早龄期强度更能表现矿物外加剂的早期火山灰活性发挥情况,且与浆体28d强度值有较好相关性。 对各种矿物外加剂在水泥基材料早期水化过程的活性作用研究发现,粉煤灰在早期水化过程中,主要发挥分散作用、填充效应和微集料效应,不仅可为二次水化