水泥净浆早期阻抗谱研究

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1、水泥净浆早期阻抗谱研究1引言水泥材料是一种多相、非均质、多孔的时变体系，通过水泥中各组分与水相互反应的水化反应过程，使松散的水泥粉体变成具有凝胶性能的水泥浆体，粘结成纳米到毫米级的骨料，进而凝结形成混凝土.研究表明，水化过程受到水泥化学成分、细度、水灰比、外界温度、湿度、外加剂等多种因素的影响，目前，研究者尚不完全了解水化过程的全部细节[1～5].水化反应直接影响混凝土的各种性能指标，由于不同尺度下材料微结构的性能表征不尽相同，目前国内外对混凝土浆体微结构的研究还处于探索阶段，几十年来，微结构的表征与检测一直是国内

2、外水泥研究领域的重要课题，与此同时，由于水泥材料的复杂性以及研究手段的不同，使得研究结果难以取得一致，有的结论甚至矛盾[1].电化学方法早在1932年就用于水泥材料水化反应的研究[3].近年来，交流阻抗谱方法由于具有测试过程时间短、无破坏性、测量稳定、规律性较好等特点，在水泥混凝土方面的应用取得了长足发展，特别是水泥水化过程中材料内部微观结构和组分发展及变化的表征.交流阻抗谱法基于水泥基材料组成结构方面的变化必然导致其电学行为的改变，也就意味着电学性能参量的改变必然携带了其组成或结构方面的信息.换句话说，从水泥基材

3、料的阻抗谱中将解析出其组成和结构信息，从而获得材料连续变化过程的相关信息[4～9].第4页共4页本文测定了不同水灰比水泥净浆早期阻抗谱，用阻抗实部随水化时间的变化曲线分析了水泥凝结硬化过程，同时指出阻抗谱实部和阻抗谱虚部变化趋势存在的差异.2实验仪器及方法实验所用交流阻抗仪为德国NovocontrolGMBH公司生产的Beta-ND型阻抗分析仪，其输出交流电压1~3V，频率3μHz~20MHz.频率响应分析仪相位角精度可达-510.测试由PC控制，控制程序为本实验室编写的VisualBasic

4、程序.用标号为425的普通硅酸盐水泥分别制备水灰比为0.4、0.45、0.5的3种水泥净浆样品S0.4、S0.45、S0.5，并对其进行测试.制备的浆体以12000r/min的转速分别搅拌15s，搅拌完成后，迅速将浆体装入样品室中，将不锈钢电极（规格为4cmx4cmx0.5cm）埋入浆体中，为减少水分蒸发和外界环境温度的影响，样品室采取加盖处理.随后启动测量程序并实时监测，测试环境温度为15±2℃.测试前预设参数为：交流电压1V，测试频率1kHz，记录频率2次/min.3实验结果与分析

5、3.1阻抗谱实部图1为测试频率1kHz，水灰比分别为0.4、0.45、0.5的样品在1400min内水泥净浆的复阻抗实部和虚部随时间的变化曲线，从图1可以得到如下结论：（1）在相同测试条件下，不同水灰比样品复阻抗实部曲线具有相同的变化趋势，即