混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的试验研究

论文摘要

硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素,提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能是混凝土耐久性设计的重要组成部分。一般情况下,硫酸盐侵蚀研究分为材料层次和结构层次两个方面,本课题从材料方面入手,利用人工合成的水硬性矿物α、天然矿物β和超细矿物掺合料γ研制了一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂;并研究其对混凝土力学性能及耐久性能的影响。本文的研究内容主要包括以下几部分:1)国内外混凝土抗硫酸盐侵蚀研究现状及混凝土的硫酸盐侵蚀机理介绍;2)利用人工合成的水硬性矿物α、天然矿物β和超细矿物掺合料γ初步设计了20个防腐剂配合比,根据《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》（JC/T 1011-2006）的性能指标要求,通过对比表面积、凝结时间、膨胀率、膨胀系数、抗压强度比、抗蚀系数系统研究,确定出完全满足相关技术要求的抗硫酸盐防腐剂配方;3)利用符合要求的防腐剂配制高性能混凝土,研究混凝土的力学性能及抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗碳化性能,进一步优化出防腐剂的配方;4)通过XRF、XRD、SEM微观试验,分析试件受硫酸盐侵蚀后其内部微观结构的变化;5)防腐剂的社会经济效益分析。试验研究表明:本文成功研制出一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂,所配防腐剂的抗蚀系数均大于0.85,达到了一等品的要求。将满足要求的防腐剂加入到混凝土中,强度均达到基准强度的80%以上,最高可达121%;其抗氯离渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗碳化性能较基准混凝土均有显著提高,其中抗硫酸盐侵蚀性能中混凝土的耐腐蚀系数（150个循环结束时）可达94%,抗硫酸盐侵蚀等级可达KS150。利用XRF、XRD、SEM试验,分别通过钠离子渗透比、衍射图谱、晶体图像分析水泥石微观结构变化,结果表明Ca（OH）2晶体生成量明显降低,AFt生成量增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 混凝土腐蚀的国内外研究现状
• 1.2.1 矿粉高性能混凝土腐蚀的国内外研究现状
• 1.2.2 粉煤灰高性能混凝土腐蚀的国内外研究现状
• 1.3 课题研究目的
• 1.4 课题研究内容
• 第2章 水泥基材料硫酸盐侵蚀破坏的机理
• 2.1 水泥基材料硫酸盐侵蚀破坏机理
• 2.2 水泥基材料抗硫酸盐侵蚀的技术路线
• 第3章 抗硫酸盐侵蚀防腐剂的研发
• 3.1 防腐剂配合比的初步确定
• 3.1.1 防腐剂研发的技术路线
• 3.1.2 防腐剂成分分析
• 3.1.3 防腐剂初步配合比
• 3.2 防腐剂性能试验
• 3.2.1 试验原材料
• 3.2.2 化学成分
• 3.2.3 比表面积
• 3.2.4 凝结时间
• 3.2.5 膨胀率及膨胀系数
• 3.2.6 抗压强度比测定
• 3.2.7 抗硫酸盐侵蚀性试验
• 3.3 本章小结
• 第4章 防腐剂对混凝土性能的影响
• 4.1 试验原材料
• 4.1.1 水泥
• 4.1.2 矿物掺合料
• 4.1.3 骨料
• 4.2 混凝土配合比
• 4.3 混凝土的力学性能试验研究
• 4.3.1 试验方法
• 4.3.2 试验结果及分析
• 4.4 混凝土抗氯离子渗透性能试验研究
• 4.4.1 试验方法
• 4.4.2 试验结果及分析
• 4.5 混凝土抗硫酸盐侵蚀
• 4.5.1 试验方法
• 4.5.2 试验结果及分析
• 4.6 碳化试验
• 4.6.1 试验方法及方案
• 4.6.2 试验结果及分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 硫酸盐侵蚀试件微观结构分析
• 5.1 混凝土抗硫酸盐侵蚀微观原理
• 5.2 XRF 试验
• 5.2.1 XRF 试验的基本原理与方法
• 5.2.2 试验结果及分析
• 5.3 XRD 试验
• 5.3.1 XRD 试验的基本原理与方法
• 5.3.2 试验结果及分析
• 5.4 SEM 试验
• 5.4.1 SEM 试验的基本原理
• 5.4.2 SEM 试样制备
• 5.4.3 试验结果分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 社会经济效益分析
• 6.1 经济效益分析
• 6.2 社会效益分析
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 致谢