目錄
前言
致謝
符號表
第1章 水泥基材料概述 1
1.1 水泥漿的組成 1
1.1.1 硅酸鹽水泥 1
1.1.2 水泥水化過程 4
1.1.3 水泥水化產(chǎn)物 6
1.2 硬化水泥漿的微結(jié)構(gòu) 10
1.2.1 C—S—H 凝膠的結(jié)構(gòu) 10
1.2.2 孔結(jié)構(gòu) 18
1.3 宏觀性能特征 26
1.3.1 與孔結(jié)構(gòu)的相關(guān)性 27
1.3.2 與含水量的相關(guān)性 35
第2章 與水有關(guān)的異常現(xiàn)象 46
2.1 滲透性能異常 46
2.1.1 滲透率的概念 46
2.1.2 滲透率與孔結(jié)構(gòu)關(guān)系模型 51
2.1.3 水分滲透率異常低 54
2.1.4 時變水分滲透率 56
2.1.5 對液體性質(zhì)的依賴關(guān)系異常 58
2.2 毛細吸收性能異常 59
2.2.1 毛細吸收速率的定義 59
2.2.2 偏離根號時間線性規(guī)律 63
2.2.3 本征毛細吸水速率異常小 64
2.2.4 對溫度的依賴關(guān)系異常 65
2.2.5 對初始飽和度的依賴關(guān)系異常 66
2.3 收縮性能異常 68
2.3.1 經(jīng)典干燥收縮理論 68
2.3.2 異丙醇置換收縮 78
2.3.3 堿含量影響 79
2.3.4 孔壁憎水處理影響 82
2.3.5 碳化收縮 83
2.4 孔隙比表面積異常 84
2.5 本章小結(jié) 87
第3章 低場磁共振測試技術(shù)基礎(chǔ) 88
3.1 概述 88
3.2 磁共振現(xiàn)象 90
3.2.1 原子結(jié)構(gòu) 91
3.2.2 磁共振原理 96
3.2.3 宏觀磁化強度矢量 100
3.2.4 布洛赫方程 103
3.2.5 縱向與橫向弛豫 106
3.3 多孔介質(zhì)磁共振弛豫理論 110
3.3.1 自由弛豫 111
3.3.2 表面弛豫 112
3.3.3 擴散弛豫 113
3.3.4 孔溶液弛豫 113
3.4 基本測量方法 116
3.4.1 自由感應(yīng)衰減 117
3.4.2 Hahn 自旋回波測試 118
3.4.3 橫向弛豫測試 120
3.4.4 縱向弛豫測試 121
3.5 低場磁共振測試 123
3.5.1 設(shè)備硬件系統(tǒng) 124
3.5.2 設(shè)備工作狀態(tài)調(diào)試 128
3.5.3 測試參數(shù)設(shè)置 130
第4章 橫向弛豫測試分析方法 133
4.1 橫向弛豫時間譜測試 133
4.1.1 固相信號屏蔽方法 134
4.1.2 液相信號采集方法 136
4.1.3 橫向弛豫總信號量 137
4.1.4 橫向弛豫時間刻度 140
4.1.5 測試參數(shù)的合理選擇 141
4.2 橫向弛豫時間譜反演計算 144
4.2.1 拉普拉斯逆變換反演 144
4.2.2 多指數(shù)反演 148
4.3 表面弛豫強度的測定 150
4.3.1 自旋回波測試法 150
4.3.2 其他測試方法 151
4.4 典型飽水孔結(jié)構(gòu)特征 152
第5章 孔結(jié)構(gòu)隨含水率演化研究 156
5.1 試驗研究方案 156
5.1.1 材料與試件 156
5.1.2 孔結(jié)構(gòu)測試 157
5.1.3 滲透率測試 159
5.1.4 非飽和傳輸性能試驗 161
5.1.5 等溫吸附脫附試驗 164
5.1.6 非飽和水分分布測試 165
5.2 孔結(jié)構(gòu)特征分析 167
5.2.1 表面弛豫強度 167
5.2.2 連續(xù)孔徑分布曲線 169
5.2.3 離散孔結(jié)構(gòu) 171
5.3 孔結(jié)構(gòu)動態(tài)演化 174
5.3.1 熱力學(xué)對比分析 174
5.3.2 動力學(xué)演化分析 178
5.3.3 水敏性的提出 182
5.4 非飽和傳輸性能分析 183
5.4.1 傳輸性能數(shù)學(xué)模型 184
5.4.2 非飽和氣體滲透率 187
5.4.3 非飽和毛細吸水速率 190
5.5 主要結(jié)論 193
第6章 水敏性的物理機制 195
6.1 儲集巖石的水敏性 195
6.1.1 水敏性現(xiàn)象 195
6.1.2 黏土礦物的微結(jié)構(gòu)特征 197
6.1.3 巖石水敏性的物理機制 200
6.2 水泥基材料的水敏性 203
6.2.1 C—S—H 凝膠濕脹 204
6.2.2 C—S—H 凝膠干縮 205
6.2.3 水敏性機制分析 207
6.2.4 C—S—H 凝膠與水的相互作用 207
6.3 水敏性的內(nèi)涵 211
6.3.1 滲透率視角 211
6.3.2 毛細吸收視角 213
6.3.3 收縮性能視角 215
6.3.4 微結(jié)構(gòu)特征視角 217
6.4 主要結(jié)論 219
第7章 水灰比和高溫水浴影響研究 221
7.1 試驗研究方案 221
7.1.1 材料與試件 221
7.1.2 水分滲透率測試 222
7.1.3 孔結(jié)構(gòu)測試 223
7.1.4 高場磁共振測試硅譜 224
7.2 水灰比影響分析 226
7.2.1 水泥水化產(chǎn)物 226
7.2.2 真密度和孔隙率 227
7.2.3 水分滲透率 228
7.2.4 飽水狀態(tài)孔徑分布 229
7.2.5 干燥狀態(tài)孔徑分布 237
7.3 高溫水浴影響分析 239
7.3.1 水泥水化產(chǎn)物 239
7.3.2 真密度和孔隙率 241
7.3.3 水分滲透率 241
7.3.4 飽水狀態(tài)孔徑分布 242
7.3.5 干燥狀態(tài)孔徑分布 244
7.4 水分滲透率模型驗證 245
7.4.1 Katz-Thompson模型 246
7.4.2 Kozeny-Carman模型 248
7.5 擴展討論 251
7.5.1 水灰比影響分析 251
7.5.2 C—S—H 凝膠老化影響 252
7.5.3 水泥基材料孔徑分級方式 253
7.6 主要結(jié)論 254
第8章 水敏性理論的應(yīng)用 256
8.1 長期毛細吸水過程分析 256
8.1.1 修正非飽和水分傳輸理論 257
8.1.2 時變水分傳輸性能模型 259
8.1.3 毛細吸水試驗方案 261
8.1.4 毛細吸水試驗結(jié)果分析 264
8.1.5 長期毛細吸水過程預(yù)測 268
8.1.6 長期毛細吸水過程反演 273
8.1.7 毛細吸水過程及其速率簡評 279
8.2 初始毛細吸水速率與飽和度的關(guān)系分析 281
8.2.1 毛細吸水速率與滲透率的理論關(guān)系 282
8.2.2 滲透率的動態(tài)變化 284
8.2.3 相對毛細吸水速率的解析模型 285
8.2.4 相對毛細吸水速率的模型驗證 286
8.2.5 模型簡化與推廣 288
8.3 等溫恒濕干燥過程分析 292
8.3.1 水分蒸發(fā)過程描述 293
8.3.2 等溫恒濕干燥過程描述 294
8.3.3 等溫恒濕干燥試驗方案 301
8.3.4 等溫恒濕干燥試驗結(jié)果 302
8.3.5 經(jīng)典氣液耦合傳輸模型分析 306
8.3.6 修正氣液耦合傳輸模型分析 309
8.4 主要結(jié)論 312
參考文獻 314
索引 357