级配复合水泥氯离子固化能力及其抗侵蚀性能研究

发布时间：2021-05-22 21:20

　　随着我国一带一路、海洋大开发等战略的实施,海洋工程用混凝土基础设施大量增加。海洋环境中氯离子、硫酸根等侵蚀性离子浓度远高于普通环境,侵蚀离子通过水泥基材料的裂缝、毛细孔隙等向内部迁移,进而引起钢筋锈蚀、盐结晶等破坏性膨胀,导致混凝土结构耐久性差、服役寿命短。通常采用减小水灰比、使用掺合料、减小胶凝材料细度等方式降低浆体孔隙率、细化孔径,延缓氯离子侵蚀速率,提高水泥基材料的抗侵蚀性能。实际施工中,水灰比调控范围较小、水泥基材料工作性与力学性能要求较高,导致传统方法对水泥浆体抗氯离子侵蚀性能的改善效果有限。本文研究了复合水泥水化产物组成、结构与氯离子固化量、固化稳定性的关系,获悉了不同环境下氯离子在水泥浆体中的存在形式,进而得出有利于氯离子固化的水化产物组成与结构。从浆体结构密实度和水化产物氯离子固化能力角度,通过优化胶凝材料化学组成、活性、颗粒级配,掺加偏高岭土、改性水滑石等氯离子固化功能组分制备了级配复合水泥,研究了氯盐-硫酸盐溶液中级配复合水泥混凝土的力学、抗侵蚀性能及微观结构劣化过程。具体工作包括:为避免未水化相影响,以超细水泥-矿渣（PC-GBFS）为对象,研究了水化产物组成、结... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 海洋工程混凝土发展现状
    1.2 改善水泥基材料抗氯离子侵蚀性能措施
        1.2.1 提高水泥浆体密实程度
        1.2.2 提高水化产物氯离子固化能力
    1.3 功能组分对氯离子的固化
        1.3.1 改性水滑石对氯离子的固化
        1.3.2 偏高岭土对氯离子的固化
    1.4 水泥浆体中氯离子固化形式
        1.4.1 水化产物对氯离子的化学结合
        1.4.2 水化产物对氯离子的物理吸附
    1.5 存在的主要问题
    1.6 课题研究内容
    1.7 技术路线图
第二章 原材料与试验方法
    2.1 原材料
        2.1.1 水泥
        2.1.2 辅助性胶凝材料
        2.1.3 固氯功能组分
        2.1.4 减水剂
        2.1.5 骨料
        2.1.6 水
    2.2 试验方法
        2.2.1 水泥净浆、混凝土成型及养护
        2.2.2 胶凝材料粒度分布测定
        2.2.3 BET比表面积测定
        2.2.4 混凝土力学性能测试
        2.2.5 水滑石的氯离子吸附能力测试
        2.2.6 水泥净浆的氯离子固化能力测试
        2.2.7 混凝土的快速氯离子扩散系数测试
        2.2.8 氯盐-硫酸盐溶液中混凝土的抗侵蚀性能测试
        2.2.9 微结构测试
    2.3 原材料预处理
        2.3.1 原材料分级处理
        2.3.2 水滑石改性
第三章 水泥水化产物与氯离子固化能力的关系
    3.1 实验设计
    3.2 PC-GBFS水化产物组成与结构
        3.2.1 BET比表面积
        3.2.2 钙硅比与铝硅比
        3.2.3 C-S-H链长
    3.3 PC-GBFS浆体的氯离子固化能力
        3.3.1 PC-GBFS浆体的氯离子吸附曲线
        3.3.2 物相组成
        3.3.3 氯离子结合能力
    3.4 PC-GBFS浆体的氯离子固化稳定性
        3.4.1 氯离子固化的稳定性
        3.4.2 化学结合氯离子的稳定性
        3.4.3 物理吸附氯离子的稳定性
    3.5 本章小结
第四章 复合水泥浆体的氯离子固化能力与稳定性
    4.1 级配复合水泥的设计原则
    4.2 复合水泥制备
    4.3 复合水泥浆体水化产物特征
        4.3.1 BET比表面积
        4.3.2 钙硅比与铝硅比
        4.3.3 Si与 Al聚合状态
    4.4 复合水泥的氯离子固化特性
        4.4.1 氯离子固化量
        4.4.2 Friedel盐含量变化
        4.4.3 氯离子固化能力与稳定性
    4.5 复合水泥氯离子固化能力的讨论
        4.5.1 水化产物特征与氯离子固化的关系
        4.5.2 功能组份对复合水泥氯离子固化能力的改善
    4.6 本章小结
第五章 复合水泥混凝土的抗氯盐-硫酸盐侵蚀性能
    5.1 复合水泥混凝土抗氯盐-硫酸盐侵蚀实验设计
    5.2 复合水泥混凝土的基本性能
        5.2.1 28d抗压强度
        5.2.2 孔隙率
        5.2.3 氯离子扩散系数
    5.3 复合水泥混凝土抗氯盐-硫酸盐侵蚀性能
        5.3.1 混凝土外观与质量变化
        5.3.2 混凝土抗压强度变化
        5.3.3 侵蚀产物与微结构变化
    5.4 复合水泥混凝土中Cl~-、SO_4~(2-)的传输过程
        5.4.1 混凝土内部SO_4~(2-)浓度梯度
        5.4.2 混凝土内部Cl~-浓度梯度
    5.5 级配复合水泥混凝土的劣化机理
    5.6 本章小结
结论
    1.研究成果
    2.创新点
    3.展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]交通网络建设与粤港澳大湾区一体化发展[J]. 覃成林,柴庆元.  中国软科学. 2018(07)
[2]构建粤港澳大湾区一体化交通体系[J]. 邓焕彬.  中国港口. 2017(05)
[3]氯盐腐蚀环境下混凝土结构氯离子渗透与扩散研究综述[J]. 蒋萌.  工程建设与设计. 2016(09)
[4]焙烧水滑石对含氯中性化混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响[J]. 唐聿明,牛乐,左禹.  电化学. 2010(04)
[5]偏高岭土水泥净浆结合氯离子性能的研究[J]. 杨长辉,晏宇,欧忠文.  混凝土. 2010(10)
[6]偏高岭土及其复合粉改善混凝土氯离子导电量的研究[J]. 李鑫,邢锋,康飞宇.  材料科学与工程学报. 2004(06)
[7]焙烧水滑石去除氯离子性能研究[J]. 任志峰,何静,张春起,段雪.  精细化工. 2002(06)
[8]混凝土耐久性研究应成为最活跃的研究领域[J]. 唐明述.  混凝土与水泥制品. 1989(05)
[9]论形成钙矾石相的膨胀[J]. 薛君玕.  硅酸盐学报. 1984(02)

博士论文
[1]复合水泥的水化与微结构形成过程的模拟及优化设计[D]. 高品海.华南理工大学 2018
[2]层状双氢氧化物改善混凝土耐久性能的机理及其应用研究[D]. 段平.武汉理工大学 2014
[3]水泥熟料与辅助性胶凝材料的优化匹配[D]. 张同生.华南理工大学 2012



本文编号：3201681