碱矿渣混凝土氯离子渗透及钢筋锈蚀性能研究

论文摘要

碱矿渣混凝土是一种节能、环保型建筑材料,具有优良的物理力学性能和耐久性。碱矿渣混凝土发展至今,其相关理论日趋成熟,但有关该混凝土氯离子渗透及钢筋锈蚀性能的研究较少,开展相关研究对促进碱矿渣混凝土在钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土工程中的应用具有重要意义。本文采用ASTM C1202-97规定的试验方法和浸烘循环试验,研究了矿渣细度、溶矿比、碱组分及矿物掺合料对碱矿渣混凝土氯离子渗透性及钢筋锈蚀性能的影响,并分析了孔结构和界面特征与氯离子渗透性和钢筋锈蚀之间的关系。研究结果表明:①溶矿比在0.43～0.53范围内时,以水玻璃为碱组分的碱矿渣混凝土6h电通量随溶矿比的提高呈增长趋势,抗氯离子渗透能力降低,抗钢筋锈蚀能力逐渐减弱。②矿渣细度在302m2/kg～517 m2/kg范围内时,碱矿渣混凝土6h电通量随矿渣细度提高而降低,抗氯离子渗透能力提高,抗钢筋锈蚀能力增强。③碱含量在3%～5%范围内时,以水玻璃为碱组分的碱矿渣混凝土,随碱含量的提高,钢筋失重量减少,失重率降低,抗钢筋锈蚀能力逐渐增强;水玻璃模数在1～2.0范围内时,随模数的提高,钢筋失重量减少,失重率降低,抗钢筋锈蚀能力逐渐增强。④粉煤灰掺量在30%～70%范围内时,以水玻璃为碱组分的碱矿渣混凝土6h电通量随掺量的提高而增加,抗氯离子渗透能力逐渐降低,抗钢筋锈蚀性能减弱,从控制碱矿渣混凝土氯离子渗透及钢筋锈蚀性能的角度,粉煤灰替代矿渣的量宜控制在50%以内。硅灰掺量在5%～15%范围内时,以水玻璃为碱组分的碱矿渣混凝土6h电通量随掺量的提高而减少,抗氯离子渗透能力逐渐提高,抗钢筋锈蚀性能逐渐增强。⑤一定龄期内,以水玻璃为碱组分的碱矿渣混凝土6h的电通量要低于普通硅酸盐水泥混凝土,且其抗钢筋锈蚀性能更高。以NaOH为碱组分的碱矿渣混凝土,抗钢筋锈蚀能力最弱。⑥碱矿渣混凝土6h电通量与钢筋失重率之间存在一定的相关性,但并不是简单的线性关系。⑦适当提高矿渣细度、水玻璃模数和碱含量有利于改善碱矿渣混凝土孔结构,增强界面区域的致密度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 碱矿渣混凝土的研究及应用
• 1.2 混凝土中氯离子渗透的研究及应用
• 1.2.1 混凝土中氯离子渗透机理
• 1.2.2 混凝土中氯离子迁移特征的表征
• 1.2.3 氯离子渗透性研究现状
• 1.3 混凝土中钢筋锈蚀的研究及应用
• 1.3.1 混凝土中钢筋锈蚀机理
• 1.3.2 混凝土中钢筋锈蚀研究现状
• 1.4 课题的提出
• 1.4.1 目的意义
• 1.4.2 研究的主要内容
• 2 原材料和试验方法
• 2.1 原材料
• 2.1.1 矿渣、水泥、粉煤灰、硅灰
• 2.1.2 碱组分
• 2.1.3 集料
• 2.1.4 拌合水
• 2.2 试验仪器及方法
• 2.2.1 碱矿渣混凝土抗压强度试验方法
• 2.2.2 碱矿渣混凝土氯离子渗透性试验方法
• 2.2.3 碱矿渣混凝土中钢筋锈蚀试验方法
• 2.2.4 碱矿渣混凝土微观分析
• 3 碱矿渣混凝土氯离子渗透性研究
• 3.1 引言
• 3.2 溶矿比对碱矿渣混凝土氯离子渗透性的影响
• 3.2.1 试验配合比及结果
• 3.2.2 结果分析
• 3.3 矿渣细度对碱矿渣混凝土氯离子渗透性的影响
• 3.3.1 试验配合比及结果
• 3.3.2 结果分析
• 3.4 碱组分对碱矿渣混凝土氯离子渗透性的影响
• 3.4.1 试验配合比及结果
• 3.4.2 结果分析
• 3.5 粉煤灰对碱矿渣混凝土氯离子渗透性的影响
• 3.5.1 试验配合比及结果
• 3.5.2 结果分析
• 3.6 硅灰对碱矿渣混凝土氯离子渗透性的影响
• 3.6.1 试验配合比及结果
• 3.6.2 结果分析
• 3.7 碱矿渣混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土氯离子渗透性比较
• 3.7.1 试验配合比及结果
• 3.7.2 结果分析
• 3.8 本章小结
• 4 碱矿渣混凝土中钢筋锈蚀研究
• 4.1 引言
• 4.2 溶矿比对碱矿渣混凝土中钢筋锈蚀的影响
• 4.2.1 试验配合比及结果
• 4.2.2 结果分析
• 4.3 矿渣细度对碱矿渣混凝土中钢筋锈蚀的影响
• 4.3.1 试验配合比及结果
• 4.3.2 结果分析
• 4.4 碱组分对碱矿渣混凝土中钢筋锈蚀的影响
• 4.4.1 试验配合比及结果
• 4.4.2 结果分析
• 4.5 粉煤灰对碱矿渣混凝土中钢筋锈蚀的影响
• 4.5.1 试验配合比及结果
• 4.5.2 结果分析
• 4.6 硅灰对碱矿渣混凝土中钢筋锈蚀的影响
• 4.6.1 试验配合比及结果
• 4.6.2 结果分析
• 4.7 碱矿渣混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土中钢筋锈蚀性能比较
• 4.7.1 试验配合比及结果
• 4.7.2 结果分析
• 4.8 氯离子渗透性试验结果与钢筋锈蚀试验结果比较
• 4.9 本章小结
• 5 碱矿渣混凝土微观分析
• 5.1 孔结构分析
• 5.1.1 孔结构形式的划分
• 5.1.2 孔结构对渗透性的影响
• 5.1.3 试验配合比
• 5.1.4 结果分析
• 5.2 SEM 分析
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录