复杂盐环境下水泥基材料的损伤机制
发布时间：2021-05-20 12:36
我国幅员辽阔,在东南沿海的海水及西北内陆的盐碱地带中都含有大量的硫酸根离子,硫酸根离子进入混凝土内部,与水泥水化产物的中某些组分反应生成钙矾石和石膏等膨胀性产物导致混凝土开裂,剥落并伴随强度的减退。使得建筑物在未达到设计使用寿命年限时就提前退出服役,造成极大的经济损失。水泥中铝酸三钙含量高低对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力有重要影响。而在硫酸盐侵蚀混凝土的实际环境中常伴随着其它有害离子的存在,如Mg2+、Cl-等,而硫酸盐侵蚀混凝土过程中会生成许多损伤裂缝无疑会加快了这些有害离子向混凝土内部的渗透速度,这些有害离子本身会对混凝土进行腐蚀,当与硫酸盐共存时会对硫酸盐侵蚀混凝土的性能劣化造成不同的影响。因此本试验在制备铝酸三钙（3CaO·Al2O3,C3A）后,首先在第三章研究了铝酸三钙制备的水泥石在不同硫酸盐溶液中（硫酸钠和硫酸镁）的劣化规律及机制。并进一步在第四章探究了在硫酸钠、硫酸镁两种不同盐环境下水泥中铝酸三钙含量对砂浆性能劣化的影响。基于前两部分的试验成果,在第五章对氯盐和不同硫...
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 硫酸盐侵蚀机理
1.3.1 物理侵蚀
1.3.2 化学侵蚀
1.4 硫酸盐侵蚀的影响因素
1.4.1 硫酸盐浓度的影响
1.4.2 离子种类的影响
1.4.3 pH值的影响
1.4.4 温度的影响
1.4.5 环境条件的影响
1.4.6 材料因素的影响
1.5 混凝土抗硫酸盐侵蚀的主要措施
1.5.1 控制水灰比
1.5.2 适宜的水泥掺量
1.5.3 掺优质的外加剂
1.5.4 提高施工质量
1.5.5 矿物掺合料
1.6 本课题研究目的及内容
第二章 试验原材料及测试方法
2.1 试验原材料
2.1.1 水泥
2.1.2 标准砂
2.1.3 铝酸三钙
2.1.4 化学试剂
2.2 配合比设计与制备方法
2.2.1 单矿水泥石试件的配合比设计与制备方法
2.2.2 砂浆试件的配合比设计与制备方法
2.3 测试方法
2.3.1 膨胀应变测试方法
2.3.2 质量变化率测试方法
2.3.3 超声波脉冲速率测试方法
2.3.4 抗压强度测试方法
2.3.5 孔径分布测试方法
2.3.6 硫酸根离子浓度测试方法
2.3.7 侵蚀产物组成及含量测试方法
2.3.8 侵蚀试样的微观形貌测试方法
第三章 不同硫酸盐溶液中C_3A单矿水泥石劣化规律及机制
3.1 硫酸钠溶液中C_3A单矿水泥石劣化规律及机制
3.1.1 外观形貌
3.1.2 膨胀率和质量变化率
3.1.3 XRD
3.1.4 SEM
3.2 硫酸镁溶液中C_3A单矿水泥石劣化规律及机制
3.2.1 外观形貌
3.2.2 膨胀率和质量变化率
3.2.3 XRD
3.2.4 SEM
3.3 本章小结
第四章 水泥中C_3A含量对砂浆硫酸盐侵蚀性能影响
4.1 水泥中C_3A含量对砂浆硫酸钠侵蚀性能影响
4.1.1 外观形貌
4.1.2 膨胀率
4.1.3 应变
4.1.4 质量变化率
4.1.5 超声波脉冲速率
4.1.6 抗压强度
4.1.7 孔结构
4.1.8 硫酸根离子浓度
4.1.9 XRD
4.1.10 SEM
4.2 水泥中C_3A含量对砂浆硫酸镁侵蚀性能影响
4.2.1 外观形貌
4.2.2 膨胀率
4.2.3 质量变化率
4.2.4 超声波脉冲速率
4.2.5 抗压强度
4.2.6 孔结构
4.2.7 硫酸根离子浓度
4.2.8 XRD
4.2.9 SEM
4.3 本章小结
第五章 氯盐和硫酸盐复合环境下砂浆性能的劣化
5.1 氯盐和硫酸钠复合环境下砂浆性能的劣化
5.1.1 外观形貌
5.1.2 膨胀率
5.1.3 质量变化率
5.1.4 超声波脉冲速率
5.1.5 抗压强度
5.1.6 孔结构
5.1.7 XRD
5.1.8 SEM
5.2 氯盐和硫酸镁复合环境下砂浆性能的劣化
5.2.1 外观形貌
5.2.2 膨胀率
5.2.3 质量变化率
5.2.4 超声波脉冲速率
5.2.5 抗压强度
5.2.6 孔结构
5.2.7 XRD
5.2.8 SEM
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于环境与荷载因素的水泥混凝土硫酸盐侵蚀研究进展[J]. 刘芳,尤占平,刘状壮. 硅酸盐通报. 2018(04)
[2]混凝土硫酸盐侵蚀及防护研究进展[J]. 袁斌,牛荻涛,王家滨,吕瑶. 混凝土. 2017(03)
[3]不同种类硫酸盐溶液侵蚀下混凝土损伤研究[J]. 姜磊,牛荻涛. 硅酸盐通报. 2017(01)
[4]大口径合流污水管道硫腐蚀影响的初步分析[J]. 姜晓东,余凯华,鲍月全,顾竹琴,耿亮,李树平. 净水技术. 2016(06)
[5]硫酸盐侵蚀下钙矾石的形成和膨胀机理研究现状[J]. 刘开伟,王爱国,孙道胜,陈伟. 硅酸盐通报. 2016(12)
[6]氯盐-硫酸盐对水泥基材料的复合侵蚀破坏[J]. 刘加平,刘玉静,石亮,穆松. 建筑材料学报. 2016(06)
[7]不同pH值条件下水泥砂浆硫酸盐侵蚀损伤评价[J]. 刘子铭,熊锐,关博文,杨发,杨晓凯,王小雯,陈华鑫. 硅酸盐通报. 2016(07)
[8]混凝土硫酸盐侵蚀研究进展[J]. 陈达,俞小彤,廖迎娣,王琴芬,汪啸. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2016(02)
[9]硫酸盐镁盐复合侵蚀后混凝土的微观形貌特征[J]. 吴福飞,侍克斌,董双快,慈军,陈亮亮,刘思海,张凯. 农业工程学报. 2015(09)
[10]某滨海电厂地下钢筋混凝土结构防腐蚀研究[J]. 靳小虎,赵春晓,苏阳,许家铭. 武汉大学学报(工学版). 2013(S1)
博士论文
[1]交变荷载与硫酸盐腐蚀作用下水泥混凝土疲劳损伤机制[D]. 关博文.长安大学 2012
[2]复杂环境下混凝土硫酸盐侵蚀微—宏观劣化规律研究[D]. 高润东.清华大学 2010
硕士论文
[1]弱碱环境下硫酸盐侵蚀硅酸盐胶凝体系研究[D]. 杨旭光.安徽建筑大学 2017
[2]象山港跨海大桥海工混凝土的设计与过程控制关键技术研究[D]. 闫乙鹏.长安大学 2013
[3]硫酸盐侵蚀环境下混凝土耐久性能试验研究[D]. 董宜森.浙江大学 2011
[4]复杂环境下混凝土破坏机理研究[D]. 李蕾蕾.南昌大学 2008
[5]水泥基材料低温抗硫酸盐侵蚀性能研究[D]. 楼梁伟.重庆大学 2008
本文编号：3197766
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 硫酸盐侵蚀机理
1.3.1 物理侵蚀
1.3.2 化学侵蚀
1.4 硫酸盐侵蚀的影响因素
1.4.1 硫酸盐浓度的影响
1.4.2 离子种类的影响
1.4.3 pH值的影响
1.4.4 温度的影响
1.4.5 环境条件的影响
1.4.6 材料因素的影响
1.5 混凝土抗硫酸盐侵蚀的主要措施
1.5.1 控制水灰比
1.5.2 适宜的水泥掺量
1.5.3 掺优质的外加剂
1.5.4 提高施工质量
1.5.5 矿物掺合料
1.6 本课题研究目的及内容
第二章 试验原材料及测试方法
2.1 试验原材料
2.1.1 水泥
2.1.2 标准砂
2.1.3 铝酸三钙
2.1.4 化学试剂
2.2 配合比设计与制备方法
2.2.1 单矿水泥石试件的配合比设计与制备方法
2.2.2 砂浆试件的配合比设计与制备方法
2.3 测试方法
2.3.1 膨胀应变测试方法
2.3.2 质量变化率测试方法
2.3.3 超声波脉冲速率测试方法
2.3.4 抗压强度测试方法
2.3.5 孔径分布测试方法
2.3.6 硫酸根离子浓度测试方法
2.3.7 侵蚀产物组成及含量测试方法
2.3.8 侵蚀试样的微观形貌测试方法
第三章 不同硫酸盐溶液中C_3A单矿水泥石劣化规律及机制
3.1 硫酸钠溶液中C_3A单矿水泥石劣化规律及机制
3.1.1 外观形貌
3.1.2 膨胀率和质量变化率
3.1.3 XRD
3.1.4 SEM
3.2 硫酸镁溶液中C_3A单矿水泥石劣化规律及机制
3.2.1 外观形貌
3.2.2 膨胀率和质量变化率
3.2.3 XRD
3.2.4 SEM
3.3 本章小结
第四章 水泥中C_3A含量对砂浆硫酸盐侵蚀性能影响
4.1 水泥中C_3A含量对砂浆硫酸钠侵蚀性能影响
4.1.1 外观形貌
4.1.2 膨胀率
4.1.3 应变
4.1.4 质量变化率
4.1.5 超声波脉冲速率
4.1.6 抗压强度
4.1.7 孔结构
4.1.8 硫酸根离子浓度
4.1.9 XRD
4.1.10 SEM
4.2 水泥中C_3A含量对砂浆硫酸镁侵蚀性能影响
4.2.1 外观形貌
4.2.2 膨胀率
4.2.3 质量变化率
4.2.4 超声波脉冲速率
4.2.5 抗压强度
4.2.6 孔结构
4.2.7 硫酸根离子浓度
4.2.8 XRD
4.2.9 SEM
4.3 本章小结
第五章 氯盐和硫酸盐复合环境下砂浆性能的劣化
5.1 氯盐和硫酸钠复合环境下砂浆性能的劣化
5.1.1 外观形貌
5.1.2 膨胀率
5.1.3 质量变化率
5.1.4 超声波脉冲速率
5.1.5 抗压强度
5.1.6 孔结构
5.1.7 XRD
5.1.8 SEM
5.2 氯盐和硫酸镁复合环境下砂浆性能的劣化
5.2.1 外观形貌
5.2.2 膨胀率
5.2.3 质量变化率
5.2.4 超声波脉冲速率
5.2.5 抗压强度
5.2.6 孔结构
5.2.7 XRD
5.2.8 SEM
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于环境与荷载因素的水泥混凝土硫酸盐侵蚀研究进展[J]. 刘芳,尤占平,刘状壮. 硅酸盐通报. 2018(04)
[2]混凝土硫酸盐侵蚀及防护研究进展[J]. 袁斌,牛荻涛,王家滨,吕瑶. 混凝土. 2017(03)
[3]不同种类硫酸盐溶液侵蚀下混凝土损伤研究[J]. 姜磊,牛荻涛. 硅酸盐通报. 2017(01)
[4]大口径合流污水管道硫腐蚀影响的初步分析[J]. 姜晓东,余凯华,鲍月全,顾竹琴,耿亮,李树平. 净水技术. 2016(06)
[5]硫酸盐侵蚀下钙矾石的形成和膨胀机理研究现状[J]. 刘开伟,王爱国,孙道胜,陈伟. 硅酸盐通报. 2016(12)
[6]氯盐-硫酸盐对水泥基材料的复合侵蚀破坏[J]. 刘加平,刘玉静,石亮,穆松. 建筑材料学报. 2016(06)
[7]不同pH值条件下水泥砂浆硫酸盐侵蚀损伤评价[J]. 刘子铭,熊锐,关博文,杨发,杨晓凯,王小雯,陈华鑫. 硅酸盐通报. 2016(07)
[8]混凝土硫酸盐侵蚀研究进展[J]. 陈达,俞小彤,廖迎娣,王琴芬,汪啸. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2016(02)
[9]硫酸盐镁盐复合侵蚀后混凝土的微观形貌特征[J]. 吴福飞,侍克斌,董双快,慈军,陈亮亮,刘思海,张凯. 农业工程学报. 2015(09)
[10]某滨海电厂地下钢筋混凝土结构防腐蚀研究[J]. 靳小虎,赵春晓,苏阳,许家铭. 武汉大学学报(工学版). 2013(S1)
博士论文
[1]交变荷载与硫酸盐腐蚀作用下水泥混凝土疲劳损伤机制[D]. 关博文.长安大学 2012
[2]复杂环境下混凝土硫酸盐侵蚀微—宏观劣化规律研究[D]. 高润东.清华大学 2010
硕士论文
[1]弱碱环境下硫酸盐侵蚀硅酸盐胶凝体系研究[D]. 杨旭光.安徽建筑大学 2017
[2]象山港跨海大桥海工混凝土的设计与过程控制关键技术研究[D]. 闫乙鹏.长安大学 2013
[3]硫酸盐侵蚀环境下混凝土耐久性能试验研究[D]. 董宜森.浙江大学 2011
[4]复杂环境下混凝土破坏机理研究[D]. 李蕾蕾.南昌大学 2008
[5]水泥基材料低温抗硫酸盐侵蚀性能研究[D]. 楼梁伟.重庆大学 2008
本文编号：3197766
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