早期遭遇灾害对海工混凝土性能影响的研究

论文摘要

在海工建筑中，由于海洋环境中的腐蚀性离子会侵害混凝土，因此海工混凝土的耐久性就显得尤其重要。而在实际工程施工过程中，由于施工队伍技术力量和施工设备不足，海洋环境又复杂多变，往往会使海工混凝土在早龄期就受到侵害。其中，较多出现的两种情况有：1)早龄期（如1～7天）养护不力，使正在养护中的混凝土受到了海风或海水的侵蚀；2)为了钢模具周转的需要，采用蒸汽和蒸压养护混凝土（主要制造管桩等），这种养护方式会使混凝土（具有较高SO3含量）在后期由于延迟钙矾石的生成而导致开裂破坏。现有的研究往往集中在对标准养护28天后遭遇盐害的海工混凝土力学性能的研究，以及对高温养护后砂浆延迟钙矾石生成现象的研究。本文设计了与上述两种受灾情况相近的试验过程与步骤，系统地对早期受灾海工混凝土的各项性能进行研究，客观地评价这两种侵害对海工混凝土性能的影响，为今后研制高性能海工混凝土作好应用基础研究工作。研究内容包括：1)海工混凝土在早期（1～7天）即浸泡入海水，通过试验测定其后期的抗折、抗压强度以及氯离子渗透量来确定这种灾害对混凝土耐久性能的影响。2)采用高温养护（≥95℃）早龄期补偿收缩的海工混凝土（为了提高混凝土的密实度、抗有害离子的侵蚀能力和抗裂能力，在海工混凝土中掺入适量膨胀剂，内含较高SO3），观察其后期体积是否稳定，内部是否会发生延迟钙矾石生成现象，以及后期海水的浸泡是否会助长钙矾石二次生成量。3)在海工混凝土中掺入矿物掺合料（矿渣微粉，内含Al2O3）后，能否起到降低盐害侵蚀或抑制延迟钙矾石生成的作用。经过试验研究发现早期遭遇海水对海工混凝土的耐久性能而言是致命的，早期高温养护对高SO3含量的海工混凝土来说后期的有害膨胀仍是致命的。但在胶材中掺入矿渣微粉（50％）和适量膨胀剂（10％左右）后极大地提高了海工混凝土的抗灾性能。本文最后对所做的工作进行了全面的总结，并对以后的研究提出了展望，望这些研究能为今后研制高性能海工混凝土做好应用基础的研究工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 钙矾石二重性的概述以及研究现状
• §1.2 海水对混凝土的侵蚀
• 2+盐对混凝土的腐蚀作用'>§1.2.1 Mg²⁺盐对混凝土的腐蚀作用
• 4^2-侵蚀机理'>§1.2.2 SO₄^2-侵蚀机理
• -的侵蚀'>§1.2.3 Cl^-的侵蚀
• §1.2.4 多种组分腐蚀的交互作用
• §1.3 钙矾石的形成机理
• §1.4 钙矾石的膨胀机理
• §1.5 钙矾石的稳定性
• §1.5.1 钙矾石的热稳定性
• §1.5.2 钙矾石的化学稳定性
• §1.6 延迟钙矾石形成（DEF）膨胀机理
• §1.7 矿物掺合料对高性能混凝土性能的影响
• §1.7.1 矿渣
• §1.7.1.1 简介
• §1.7.1.2 矿渣对高性能混凝土力学性能的影响
• §1.7.1.3 矿渣对高性能混凝土耐久性的影响
• §1.7.1.4 矿渣混凝土今后的发展
• §1.7.2 膨胀剂
• §1.7.2.1 简介
• §1.7.2.2 UEA膨胀剂的作用机理
• §1.7.2.3 UEA膨胀剂对新拌棍凝土的影响
• §1.7.2.4 UEA膨胀剂对硬化混凝土的影响
• §1.7.2.5 膨胀剂的应用及发展
• 第二章 选题依据和研究内容
• §2.1 选题依据
• §2.2 研究内容与意义
• 第三章 早期遭遇海水对海工混凝土性能的影响
• §3.1 概述
• §3.2 试验
• §3.2.1 原材料
• §3.2.2 混凝土配合比
• §3.3 试验方法
• §3.4 试验结果与讨论
• §3.4.1 早期遭遇海水对海工混凝土强度的影响
• §3.4.2 早期遭遇海水对海工混凝土抗氯离子渗透的影响
• §3.5 本章小论
• 第四章 早期高温处理对海工混凝土性能的影响
• §4.1 概述
• §4.2 试验
• §4.2.1 试验用原材料
• §4.2.2 养护用原材料
• §4.2.3 净浆胶材以及混凝土配合比以及成分组成
• §4.2.4 试验方法
• §4.3 试验结果与讨论
• §4.3.1 净浆试件自由膨胀现象分析
• §4.3.2 净浆水化样X射线衍射分析
• §4.3.3 半定量理论分析
• §4.3.4 混凝土试件自由膨胀现象分析
• §4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• §5.1 本文总结
• §5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录