自密实轻集料混凝土离子侵蚀性能及破坏机理

发布时间：2017-10-17 10:14

  本文关键词：自密实轻集料混凝土离子侵蚀性能及破坏机理

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【摘要】：自密实轻集料混凝土(SCLC)是在轻集料混凝土(LC)和自密实混凝土(SCC)基础上发展起来的,是用轻集料代替普通粗集料配制而成的容重小于1950kg/m3、工作性达到自密实状态易于泵送的高性能混凝土。自密实轻集料混凝土要求其性能具有足够的塑性粘度,轻集料悬浮于水泥浆体中,在拌制、运输、振捣以及成型过程中均不会出现分层离析泌水现象,能自由流动,填充成型,形成均匀密实结构,是一种新型绿色建筑材料,应用前景极其广阔。自密实轻集料混凝土的研究目前尚处于初始阶段。轻集料混凝土在组分与结构方面与普通混凝土不同,轻集料由于轻质低强,在搅拌、运输、振捣和成型等过程中容易上浮,在施工过程中容易造成分层离析,在实际工程中容易受到外界环境侵蚀,尤其是硫酸根离子和氯离子侵蚀破坏,所以开展对自密实轻集料混凝土泵送性能和离子侵蚀性能及破坏机理研究具有重要的现实意义和经济意义。本文分别采用700级和900级的圆球型页岩陶粒为粗集料,外加减水剂和增稠剂等原材料配制成SCLC35和SCLC50。研究其工作性能和力学性能,研究表明:自密实轻集料混凝土强度发展规律符合规定的龄期发展要求,比试配要求提高了4%~5%。选择合适种类和掺量的增稠剂,可以较好的改善其和易性。坍落度比设计提高了5%~15%,扩展度比设计要求提高了10%~20%。按照本文配合比配制的SCLC能够满足工程应用中的自密实和泵送性能。SCLC的破坏时脆断声较小,对延性有所改善,破坏面沿着集料与浆体破坏,粗集料被破坏成两部分。粗集料区测得的显微硬度值最小,是自密实轻集料混凝土三相材料受压时的薄弱区。按相同配合比配制的SCLC35和SCLC50在标准条件下养护28天后,分成三组放入溶液中浸泡:第1组放在清水中浸泡,第2组放在5%的硫酸钠溶液中浸泡,第3组放在5%的硫酸钠和5%的氯化钠溶液中浸泡。采用三个指标作为侵蚀程度的评价标准——外观的变化、质量的变化和抗压强度的变化。研究表明:硫酸盐向混凝土内部扩散时会与混凝土中的水化铝酸钙反应生成具有膨胀性的钙矾石晶体,氯离子向混凝土内部扩散时会与混凝土中的水化铝酸钙反应生成Frield盐。自密实轻集料混凝土中的轻粗集料轻质多孔,具有吸水和放水等特性,使得混凝土处于内部“自养护”状态。集料与水泥石结构致密,所以自密实轻集料混凝土的抗离子侵蚀性能良好。分别按各自配合比用圆柱形试模成型的SCLC35和SCLC50在标准条件下养护,分别养护28天、84天、150天、210天、360天等不同龄期,采用RCM法测试其不同龄期的氯离子扩散系数。研究结果表明:测试出自密实轻集料混凝土的氯离子扩散系数很小,其范围在2.959×10-13m2/s~9.387×10-13m2/s之间,要远远低于普通混凝土氯离子迁移系数中的很好等级1.5×10-12m2/s,甚至要低于一个数量级。表明自密实轻集料混凝土具有很好的抗氯离子扩散系数。这主要归结于页岩陶粒外壳结构致密和水泥石结构致密,页岩陶粒与水泥石之间有良好的界面过渡区、整体均质以及弹性变形协调一致。采用环境扫描电镜对自密实轻集料混凝土中的轻粗集料、水泥基体及界面过渡区的微观结构进行观察,探索改善界面性能的措施。运用显微硬度计测试自密实轻集料混凝土硬化后轻粗集料硬度、水泥基体硬度以及界面过渡区硬度。测试出自密实轻集料混凝土各组成部分的物理力学性能。研究表明:SCLC中粗集料的多孔结构具有吸水和供水特性,水泥浆体水化充分,集料和浆体之间无明显界面过渡区,两者紧密结合在一起。集料区测得的显微硬度值最小,轻粗集料的显微硬度值约是其水泥基体显微硬度值的三分之二,轻粗集料的强度是三相材料受压时的薄弱区。总体来说,采用圆球型页岩陶粒为粗集料,外加减水剂、增稠剂等原材料配制成的SCLC能够满足工程应用中的工作性能和力学性能的要求。自密实轻集料混凝土具有较好的抗离子侵蚀性能和优良的氯离子扩散系数。粗集料和水泥浆体能够水化充分,无明显的界面过渡区,粗集料显微硬度值最小,是三相材料受压时的薄弱区。
【关键词】：自密实轻集料混凝土 配合比设计 离子侵蚀性能 氯离子扩散系数 微观结构 显微硬度
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10
• 1.2 轻集料混凝土定义及研究现状10-13
• 1.2.1 轻集料凝混土定义及分类10-11
• 1.2.2 轻集料凝混土研究现状11-13
• 1.3 自密实轻集料混凝土特点及分析13-15
• 1.3.1 自密实轻集料混凝土定义及特点13
• 1.3.2 自密实轻集料混凝土工程应用中存在的问题13-14
• 1.3.3 自密实轻集料混凝土工作性评价方法14-15
• 1.4 研究目标15
• 1.5 研究内容15-16
• 1.6 技术路线16
• 1.7 创新点16-17
• 第2章 原材料和试验方法17-25
• 2.1 主要原材料及性质17-18
• 2.2 试验方法18-25
• 2.2.1 轻集料筒压强度测试18-20
• 2.2.2 自密实轻集料混凝土的拌制方法20
• 2.2.3 自密实轻集料混凝土工作性试验方法20
• 2.2.4 自密实轻集料混凝土离子侵蚀性试验方法20-21
• 2.2.5 自密实轻集料混凝土氯离子扩散系数试验方法21-23
• 2.2.6 扫描电镜ESEM测试方法23
• 2.2.7 显微硬度测试方法23-25
• 第3章 自密实轻集料混凝土配合比和基本性能25-37
• 3.1 自密实轻集料混凝土配合比设计25-30
• 3.2 自密实轻集料混凝土基本性能30-36
• 3.2.1 自密实轻集料混凝土工作性能30-34
• 3.2.2 自密实轻集料混凝土的力学性能34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 自密实轻集料混凝土离子侵蚀性能37-44
• 4.1 离子侵蚀性能试验方案37
• 4.2 离子侵蚀性能试验结果分析37-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第5章 自密实轻集料混凝土氯离子扩散系数44-47
• 5.1 氯离子扩散系数试验方法44
• 5.2 氯离子扩散系数试验结果分析44-46
• 5.3 本章小结46-47
• 第6章 自密实轻集料混凝土微观性能及破坏机理47-61
• 6.1 自密实轻集料混凝土微观结构47-58
• 6.2 自密实轻集料混凝土显微硬度测试58-60
• 6.3 本章小结60-61
• 第7章 结论与展望61-63
• 7.1 结论61-62
• 7.2 下一步需要解决的问题62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66

【参考文献】

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本文编号：1048261