无机聚合物混凝土抗海水腐蚀性能研究

发布时间：2020-11-18 01:21

　　在海洋环境下,传统钢筋混凝土结构存在水化产物易腐蚀、钢筋锈蚀等问题,严重影响了混凝土结构的使用寿命。相比于硅酸盐水泥,无机聚合物具有反应产物稳定、结构致密、不易被腐蚀的特点,在海洋工程建设方面具有广阔的应用前景。本文研究了Cl~-、Mg~(2+)及SO_4~(2-)对无机聚合物浆体性能的影响,同时探讨了无机聚合物硬化浆体的抗Cl~-、Mg~(2+)及SO_4~(2-)侵蚀性能,通过抗氯离子渗透及抗硫酸盐侵蚀试验评价了无机聚合物混凝土的抗海水侵蚀性能,并研究了钢筋在无机聚合物浆体中的腐蚀行为。主要研究内容和结果如下:研究了Cl~-、Mg~(2+)及SO_4~(2-)对无机聚合物浆体性能的影响,并探讨了海水中离子引入后对反应产物的影响。结果表明:内掺Cl~-、Mg~(2+)及SO_4~(2-)对无机聚合物浆体流变性能、力学性能影响不显著,无机聚合物固化Cl~-及SO_4~(2-)能力低于硅酸盐水泥,但固化Mg~(2+)能力高于硅酸盐水泥,高达90%以上。无机聚合物的抗Cl~-、Mg~(2+)、SO_4~(2-)离子侵蚀性能优于硅酸盐水泥,内掺海水不影响无机聚合物硬化浆体的抗Cl~-、Mg~(2+)及SO_4~(2-)侵蚀性能。内掺离子情况下,无机聚合物不形成新产物,仅在MgSO_4侵蚀作用下生成石膏产物,说明海水环境下无机聚合物反应产物具有较好的稳定性。对比研究了无机聚合物混凝土和水泥混凝土的抗氯离子渗透性能和抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:无机聚合物混凝土的非稳态氯离子迁移系数D_(RCM)为2.89×10~(-12)m~2/s,明显低于水泥混凝土的D_(RCM)(10.53×10~(-12)m~2/s)。在硫酸盐侵蚀和干湿循环作用下,无机聚合物混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能优于水泥混凝土。另外,掺入海砂对无机聚合物混凝土抗硫酸盐侵蚀性能影响较小。无机聚合物混凝土的破坏主要是浆体的溶解,混凝土表面无明显裂缝生成,而水泥混凝土在75d即出现膨胀破坏。研究了海水侵蚀环境下无机聚合物砂浆中钢筋的电化学腐蚀行为。相比于硅酸盐水泥浆体,钢筋在无机聚合物中的开路电位随浸泡龄期的增加变化幅度较小,难以从腐蚀电位的经时变化判断钢筋是否脱钝;浸泡90d后,无机聚合物钢筋的电荷转移电阻R_(wt)下降了17%,而硅酸盐水泥的R_(wt)下降了95%,并且无机聚合物各个龄期的砂浆电阻均大于硅酸盐水泥砂浆,说明无机聚合物对钢筋具有良好的保护效果。内掺海水会降低无机聚合物的砂浆电阻和钢筋的电荷转移电阻,增大腐蚀电流密度,浸泡90d后的4)_((8)分别是空白样的4.2倍和14.8倍,砂浆电阻只有空白样的79%与70%,即加入海水浓度越高,影响越显著,钢筋越容易被腐蚀。本研究可为无机聚合物混凝土在海工混凝土中的应用提供理论基础和技术支撑,具有显著的经济和社会效益。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P75;TU375
【部分图文】：

国际地位,海洋工程,基础设施建设,社会发展