碱激发矿渣改性及其在模拟海洋环境下的性能初步研究

发布时间：2017-06-18 19:16

  本文关键词：碱激发矿渣改性及其在模拟海洋环境下的性能初步研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水淬高炉矿粉具有潜在的水硬性活性,在碱的激发下具有胶凝能力,即碱激发矿渣胶凝体系。碱激发矿渣(AAS)有望成为硅酸盐水泥(OPC)的替代品之一。与相同水胶比的OPC相比,AAS具有早期强度发展快,水化热低,耐久性好等优势。然而,碱激发矿渣本身存在干燥收缩较大、抗碳化能力差等缺点,使得其应用受限。此外,地球上淡水资源紧张,而海水资源十分丰富,将海水用作混凝土拌合水和养护水有重要意义。因此,研究海水拌合碱激发矿渣的性能有助于推广碱激发矿渣的工程应用。本文通过调整碱激发剂模数,优选出高性能的碱激发矿渣砂浆,确定基准配比为碱含量4.0%,模数1.2,水胶比0.4。在此基础上进行了以下研究：研究了偏高岭土(MK),氧化镁(MgO)及多壁碳纳米管(MWCNTs)作为改性材料对碱激发矿渣力学性能,收缩性能进行优化。外掺MK对AAS可以起到增强和减缩作用。内掺入MK后,AAS早期强度有所下降,MK以10%,20%掺量取代矿粉,后期强度发展较好,且能起到一定的减缩作用。相对于MK,外掺入MgO对AAS的增强和减缩的作用较弱。当MgO掺量为2.5%时达到最佳的增强和减缩效果。以不同分散剂分散后掺入矿粉质量0.1%掺量的MWCNts,发现阴离子型聚丙烯酸钠分散的MWCNts对AAS起到最佳的增强减缩效果。研究了人工海水及自来水作为拌合水对碱激发矿渣的性能、水化产物与孔结构的影响。与自来水相比,人工海水作为拌合水使碱激发矿渣早期强度降低,长期强度发展无影响。海水中的盐类使碱激发矿渣的水化产物趋向于晶体化,使凝胶体形貌及化学组成发生改变。海水拌合碱激发矿渣使孔分布发生一定改变,但对孔隙率影响较小。研究了模拟海水干湿循环过程中海水拌合碱激发矿渣砂浆、自来水拌合碱激发矿渣砂浆及矿渣水泥复合砂浆的强度变化。同时,通过腐蚀电位、线性极化电阻、交流阻抗谱法等电化学方法研究了低碳钢筋和低合金耐蚀钢筋在碱激发矿渣砂浆中的早期腐蚀行为。模拟海水干湿循环过程中,碱激发矿渣砂浆表现出了较矿渣水泥砂浆(CS)更高的强度保证率。线性极化电阻测试结果表明,海水拌合碱激发矿渣砂浆中钢筋早期腐蚀行为与自来水拌合无明显区别。钢筋在碱激发矿渣砂浆及矿渣水泥砂浆中的极化电阻值及电荷转移电阻在6个月循环过程中整体呈上升趋势,表现出较低的腐蚀程度。
【关键词】：碱激发矿渣 力学性能 干燥收缩 微结构 电化学方法
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ177.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 研究背景10
• 1.2 碱激发矿渣胶凝材料10-15
• 1.2.1 碱激发矿渣的水化机理及水化产物11-13
• 1.2.2 碱激发矿渣干缩及改性研究13-15
• 1.3 海洋环境中碱激发矿渣的耐久性15-20
• 1.3.1 海洋环境中硅酸盐混凝土的耐久性问题15-17
• 1.3.2 海水拌合混凝土的耐久性研究17-18
• 1.3.3 海洋环境中碱激发矿渣体系的耐久性18-19
• 1.3.4 钢筋在碱激发体系中的腐蚀行为19-20
• 1.4 本课题研究意义及研究思路20-22
• 1.4.1 本课题研究目的及意义20
• 1.4.2 本课题研究内容及技术路线20-22
• 第二章 原材料与试验方法22-28
• 2.1 原材料性能22-25
• 2.1.1 胶凝材料22-23
• 2.1.2 碱激发剂23
• 2.1.3 砂、水23-24
• 2.1.4 改性材料24-25
• 2.1.5 钢筋25
• 2.2 试验方法25-28
• 2.2.1 砂浆基本性能25-26
• 2.2.2 收缩性能测试26
• 2.2.3 微结构测试26-27
• 2.2.4 干湿循环制度27
• 2.2.5 电化学测试27-28
• 第三章 碱激发矿渣改性研究28-40
• 3.1 激发剂模数对碱激发矿渣性能影响28-29
• 3.2 外掺料对碱激发矿渣的改性29-38
• 3.2.1 偏高岭土对碱激发矿渣改性29-33
• 3.2.2 氧化镁对碱激发矿渣改性33-36
• 3.2.3 碳纳米管对碱激发矿渣的改性36-38
• 3.3 本章小结38-40
• 第四章 海水拌合碱激发矿渣性能及微结构40-50
• 4.1 试验配合比40
• 4.2 砂浆新拌性能及力学性能40-42
• 4.3 微结构分析42-49
• 4.3.1 XRD结果分析42-43
• 4.3.2 SEM结果分析43-46
• 4.3.3 FTIR结果分析46-47
• 4.3.4 MIP分析47-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 钢筋在碱激发矿渣砂浆中的早期腐蚀行为50-60
• 5.1 干湿循环下砂浆力学性能演变50-51
• 5.2 电化学方法测试钢筋锈蚀行为51-59
• 5.2.1 腐蚀电位法51-52
• 5.2.2 线性极化电阻法52-54
• 5.2.3 交流阻抗谱法54-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-61
• 6.3 创新点61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67

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5 王e

本文编号：460538