预处理海水和掺合料对混凝土性能的影响

发布时间：2017-08-16 15:01

  本文关键词：预处理海水和掺合料对混凝土性能的影响

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【摘要】：混凝土是我们日常生活中最常用的一种建筑材料,但是其在拌合、养护和清洁时会消耗大量的淡水资源,这无疑给我们的资源带来了巨大的压力。近年来,海水建材资源化的趋势越来越明显,但是海水中含有大量的氯化盐与硫酸盐,会对混凝土的性能产生影响,这严重限制了海水混凝土的应用。在未来的研究工作中,用海水拌制出满足耐久性要求的混凝土将具有深远的意义。通过超高石灰铝法进行海水预处理,结果表明:氯离子的去除率是在反应2.5h后基本达到峰值,当氢氧化钙与偏铝酸钠中不同元素的投料比例为n(Ca):n(Al):n(Cl)=3:2:1时,氯离子的去除率达到了77.6%。反应主要生成了Ca_4Al_2O_6Cl_2·10H_2O、Ca_2Al(OH)_6Cl·2H_2O、Ca_2Al(OH)7·3H_2O和Ca_3Al_2(OH)_(12)四种沉淀物质,其中两种含氯沉淀是去除氯离子的主要反应产物。矿物掺合料能够提高混凝土抵抗氯离子渗透以及抵抗硫酸盐侵蚀的性能。单掺三种矿物掺合料(粉煤灰、煤矸石和偏高岭土)时,混凝土的电通量值会随掺合料掺量的增加而有所降低;而混凝土的抗蚀系数,在粉煤灰与煤矸石的掺量在25%~35%之间时存在最大值,偏高岭土对混凝土抗蚀系数的最佳掺量因拌合水而异。复掺时,矿物掺合料对混凝土的抗渗性及抗硫酸盐侵蚀性能的提高作用由大到小均为:粉煤灰+偏高岭土煤矸石+偏高岭土粉煤灰+煤矸石。结果表明,当粉煤灰、煤矸石以及偏高岭土分别以20%的掺量取代水泥时,能够降低砂浆的氯离子动态溶出量,它们对氯离子固化能力影响的大小关系为:煤矸石偏高岭土粉煤灰。将三种矿物掺合料分别单掺与复掺到混凝土中,能够显著降低混凝土中水溶性与酸溶性氯离子的浓度,提高氯离子的固化率,增大混凝土内钢筋的极化电阻值,降低钢筋的锈蚀程度,从而改善混凝土的耐久性。
【关键词】：预处理海水 掺合料 海水混凝土 渗透性 抗蚀系数 氯离子去除率
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题研究的背景与意义10-11
• 1.2 海水混凝土受到的主要侵蚀作用11-13
• 1.2.1 硫酸盐的侵蚀作用11-12
• 1.2.2 氯离子的侵蚀作用12-13
• 1.2.3 抑制海水混凝土侵蚀破坏的措施13
• 1.3 国内外对海水淡化的研究现状13-15
• 1.3.1 国外海水淡化的研究现状14
• 1.3.2 国内海水淡化的研究现状14-15
• 1.4 国内外对海水混凝土研究的现状15-17
• 1.4.1 国外对海水混凝土的研究现状15-16
• 1.4.2 国内对海水混凝土的研究现状16-17
• 1.5 课题主要研究的内容17-19
• 第2章 预处理海水19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 海水预处理所用材料19
• 2.3 配置人工海水19-20
• 2.4 氯离子去除试验20-25
• 2.4.1 建立电位-氯离子浓度关系曲线20-21
• 2.4.2 反应时间对氯离子去除率的影响21-22
• 2.4.3 偏铝酸钠添加量对氯离子去除率的影响22-23
• 2.4.4 氢氧化钙添加量对氯离子去除率的影响23-24
• 2.4.5 除氯预处理海水的配制24-25
• 2.5 沉淀XRD分析25-30
• 2.5.1 偏铝酸钠添加量对沉淀产物的影响25-27
• 2.5.2 氢氧化钙添加量对沉淀产物的影响27-28
• 2.5.3 处理人工海水沉淀产物分析28
• 2.5.4 沉淀的重新水溶酸溶28-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 掺合料对混凝土渗透性及抗硫酸盐侵蚀的影响31-46
• 3.1 引言31
• 3.2 基本原材料31-33
• 3.2.1 水泥31
• 3.2.2 矿物掺合料31-32
• 3.2.3 钢筋32
• 3.2.4 水32-33
• 3.2.5 其它材料33
• 3.3 混凝土配合比设计33-34
• 3.4 矿物掺合料对混凝土抗渗透性能的影响34-40
• 3.4.1 试验主要仪器34-35
• 3.4.2 评价指标35-36
• 3.4.3 矿物掺合料对SW拌合混凝土渗透性的影响36-38
• 3.4.4 矿物掺合料对L-SW拌合混凝土渗透性的影响38-39
• 3.4.5 矿物掺合料对W-SW拌合混凝土渗透性的影响39-40
• 3.5 矿物掺合料对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响40-44
• 3.5.1 试验主要仪器40
• 3.5.2 评价指标40
• 3.5.3 矿物掺合料对SW拌合混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响40-42
• 3.5.4 矿物掺合料对L-SW拌合混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响42-43
• 3.5.5 矿物掺合料对W-SW拌合混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响43-44
• 3.6 机理分析44
• 3.7 本章小结44-46
• 第4章 矿物掺合料对氯离子结合性能的影响46-67
• 4.1 引言46
• 4.2 矿物掺合料对砂浆氯离子动态溶出行为的影响46-53
• 4.2.1 砂浆配合比设计46-47
• 4.2.2 试验主要仪器47
• 4.2.3 氯离子动态溶出试验过程47-48
• 4.2.4 动态溶出试验结果48-50
• 4.2.5 影响氯离子动态溶出行为的因素50-53
• 4.3 矿物掺合料对混凝土结合氯离子性能的影响53-62
• 4.3.1 试验过程53
• 4.3.2 评价指标53
• 4.3.3 试验结果与分析53-62
• 4.4 不同掺合料及其掺量对钢筋锈蚀的影响62-66
• 4.4.1 钢筋的处理工艺62
• 4.4.2 混凝土试件的制备与处理62-63
• 4.4.3 钢筋锈蚀试验63-64
• 4.4.4 混凝土中钢筋极化电阻64-65
• 4.4.5 模拟混凝土孔溶液测试钢筋极化电阻65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-75
• 致谢75

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本文编号：683914