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高性能混凝土浆体在海水环境下的性能研究

2020-12-02阅读(350)

高性能混凝土浆体在海水环境下的性能研究

论文摘要

随着海洋建筑工程的蓬勃发展,海水环境对混凝土耐久性的影响日益受到人们的关注。大量的工程实例都说明,普通混凝土无法满足海洋工程中对于耐久性的需要。高性能混凝土拥有较好的耐久性以及较强的对有害离子的抵抗能力,因此被广泛的应用在了海洋工程中。本文研究了高性能混凝土浆体在模拟海洋环境以及海洋环境中不同侵蚀介质作用下抗压强度、膨胀率随龄期的变化规律,以及龄期在1320天时浆体中矿物组成和浆体内部的显微结构,在此基础上探究海洋环境中高性能混凝土受有害离子侵蚀机理与防护措施。获得了如下结论:对于高性能混凝土浆体的抗压强度,龄期1320天时SO42-对浆体表现的侵蚀作用总是大于Cl-;对于纯水泥浆体、掺矿粉浆体、掺硅灰浆体和掺石粉浆体,龄期90天前Cl-表现的侵蚀作用更强。侵蚀离子与水泥水化产物的反应提升了高性能混凝土浆体早期的抗压强度。在龄期1320天时,对于掺石粉浆体的抗压强度,模拟海水对其有最强的侵蚀作用;对于纯水泥浆体、掺粉煤灰浆体、掺矿粉浆体和掺硅灰浆体的抗压强度,MgSO4溶液有最强的侵蚀作用。两种侵蚀离子共存时,龄期1320天时Mg2+总是表现出对SO42-或Cl-侵蚀作用的促进。在龄期1320天时,加入30%掺量的粉煤灰或40%掺量的矿粉对于高性能混凝土浆体在各侵蚀溶液中抗压强度表现有明显的提升。对于高性能混凝土浆体的膨胀率,龄期1320天时Cl-对浆体造成的膨胀总是大于SO42-造成的膨胀;浸泡在模拟海水中的浆体膨胀率值最大;对于纯水泥浆体、掺粉煤灰浆体、掺矿粉浆体和掺石粉浆体,Mg2+促进了SO42-对浆体造成的膨胀;对于掺硅灰浆体,Mg2+抑制了SO42-对浆体造成的膨胀。由X射线衍射分析发现,在龄期1320天时,浸泡在侵蚀溶液中浆体内部的Ca（OH）2含量比纯水中浆体低;当两种离子共存时,Mg2+阻碍了SO42-或Cl-侵入浆体内部;Ca2+的存在抑制了浆体内部生成F盐的反应。由SEM显微分析发现,在龄期1320天时,浸泡在侵蚀溶液中浆体内部有更多的孔洞与裂纹;相对于纯水泥浆体,掺矿物混合材的浆体内部结构更为致密。本课题的研究成果有助于理解海洋环境下高性能混凝土的腐蚀机理,提出更合理的防腐蚀措施,以达到提升海洋工程混凝土耐久性的目的,为配制海洋工程混凝土提供了理论依据和技术指导。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究目的和意义
  •   1.2 海水离子侵蚀机理
  •     1.2.1 硫酸盐的侵蚀机理
  •     1.2.2 镁盐的侵蚀机理
  •     1.2.3 氯盐的侵蚀机理
  •     1.2.4 多种侵蚀离子的侵蚀机理
  •   1.3 矿物混合材的研究现状
  •     1.3.1 矿粉
  •     1.3.2 硅灰
  •     1.3.3 粉煤灰
  •     1.3.4 石粉
  •   1.4 研究思路、创新点和技术路线
  •     1.4.1 研究思路
  •     1.4.2 创新点
  •     1.4.3 技术路线
  • 第2章 原材料与试验方法
  •   2.1 原材料
  •     2.1.1 水泥
  •     2.1.2 矿物混合材
  •     2.1.3 试验用水
  •     2.1.4 减水剂
  •     2.1.5 化学试剂
  •   2.2 试验方法
  •     2.2.1 原材料处理
  •     2.2.2 侵蚀溶液的配制
  •     2.2.3 试验方法
  • 第3章 侵蚀离子对高性能混凝土浆体强度的影响
  •   3.1 纯水泥浆体在侵蚀溶液中的强度发展
  •   3.2 掺粉煤灰浆体在侵蚀溶液中的强度发展
  •   3.3 掺矿粉浆体在侵蚀溶液中的强度发展
  •   3.4 掺硅灰浆体在侵蚀溶液中的强度发展
  •   3.5 掺石粉浆体在侵蚀溶液中的强度发展
  •   3.6 本章小结
  • 第4章 侵蚀离子对高性能混凝土浆体膨胀率的影响
  •   4.1 纯水泥浆体在侵蚀溶液中的膨胀率变化
  •   4.2 掺粉煤灰浆体在侵蚀溶液中的膨胀率变化
  •   4.3 掺矿粉浆体在侵蚀溶液中的膨胀率变化
  •   4.4 掺硅灰浆体在侵蚀溶液中的膨胀率变化
  •   4.5 掺石粉浆体在侵蚀溶液中的膨胀率变化
  •   4.6 本章小结
  • 第5章 侵蚀环境下高性能混凝土浆体水化产物
  •   5.1 不同侵蚀溶液中浆体的X射线衍射分析
  •   5.2 掺不同矿物混合材浆体的X射线衍射分析
  •   5.3 本章小结
  • 第6章 侵蚀环境下高性能混凝土浆体的微观结构演变
  •   6.1 不同侵蚀溶液中浆体的SEM显微分析
  •     6.1.1 浸泡在纯水中的浆体
  • 2SO4 溶液中的浆体'>    6.1.2 浸泡在Na2SO4溶液中的浆体
  • 4 溶液中的浆体'>    6.1.3 浸泡在MgSO4溶液中的浆体
  •     6.1.4 浸泡在NaCl溶液中的浆体
  • 2 溶液中的浆体'>    6.1.5 浸泡在MgCl2溶液中的浆体
  • 2 溶液中的浆体'>    6.1.6 浸泡在CaCl2溶液中的浆体
  •     6.1.7 浸泡在模拟海水溶液中的浆体
  •   6.2 掺不同矿物混合材浆体的SEM显微图像
  •     6.2.1 浸泡在模拟海水中的掺粉煤灰浆体
  •     6.2.2 浸泡在模拟海水中的掺矿粉浆体
  •     6.2.3 浸泡在模拟海水中的掺硅灰浆体
  •     6.2.4 浸泡在模拟海水中的掺石粉浆体
  •   6.3 本章小结
  • 第7章 结论与展望
  •   7.1 结论
  •   7.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 韩传洲

    导师: 沈卫国

    关键词: 海洋环境,高性能混凝土,硬化浆体,微观结构,抗压强度

    来源: 武汉理工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 海洋学,无机化工,建筑科学与工程

    单位: 武汉理工大学

    分类号: P75;TU528

    DOI: 10.27381/d.cnki.gwlgu.2019.001268

    总页数: 77

    文件大小: 10675K

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