碱矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

论文摘要

碱矿渣混凝土是一种新型建筑材料。与传统硅酸盐混凝土相比,它具有强度高、抗腐蚀性强、耐久性能优良等特点,并且它的生产可以提高工业废渣的利用率,能充分节省现有自然资源,保护生态环境。因此碱矿渣混凝土是一种很有发展前景的新材料,其开发利用符合社会经济持续发展战略。本文综述了碱矿渣混凝土硫酸盐侵蚀的研究现状,试验研究了碱矿渣混凝土在常温和低温条件下的硫酸盐侵蚀特点,研究主要取得以下结果:①常温下,经5%硫酸镁溶液侵蚀的碱矿渣混凝土可形成钙矾石。钙矾石导致混凝土强度有所提高,质量增加并产生膨胀。在0.43～0.53范围内,溶矿比越大,混凝土中的钙矾石越多。掺加5%～10%的硅灰可以降低侵蚀反应后碱矿渣混凝土中钙矾石的含量。②常温下,经5%硫酸铵溶液浸泡的碱矿渣混凝土均出现石膏类型的侵蚀。混凝土试样表面出现裂缝,边角出现脱落,侵蚀程度和速率高于同浓度硫酸镁溶液和硫酸钠溶液。③在-5℃25℃范围内,经5%硫酸钠溶液侵蚀的掺加10%石灰石粉的碱矿渣混凝土没有碳硫硅钙石存在。④掺加10%石灰石粉的碱矿渣混凝土经-5℃和5℃的5%硫酸镁溶液浸泡180天,除形成钙矾石之外还形成了碳硫硅钙石。说明碱矿渣混凝土在低温条件下亦能发生碳硫硅钙石类型硫酸盐侵蚀。⑤侵蚀产物碳硫硅钙石只出现在含有钙矾石的碱矿渣混凝土中。说明在180天龄期内,碳硫硅钙石是由硅钙矾石转化而成的,而不是由C-S-H凝胶直接形成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 碱矿渣水泥概述
• 1.1.1 矿渣的化学组成
• 1.1.2 碱矿渣水泥水化机理
• 1.1.3 碱矿渣水泥水化产物
• 1.2 碱矿渣水泥与混凝土在国内外的研究及应用
• 1.3 碱矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究概况
• 1.3.1 硅酸盐水泥硫酸盐侵蚀研究现状
• 1.3.2 碱矿渣混凝土硫酸盐侵蚀研究现状
• 1.4 本课题的意义和内容
• 1.4.1 本课题的意义
• 1.4.2 本课题研究内容
• 2 原材料和试验方法
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 矿渣、粉煤灰、硅灰、石灰石粉
• 2.1.2 碱组分
• 2.1.3 集料
• 2.2 试验设计
• 2.2.1 配合比设计
• 2.2.2 侵蚀环境
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 宏观性能测试
• 2.3.2 微观性能测试
• 3 碱矿渣混凝土传统硫酸盐侵蚀研究
• 3.1 溶矿比对碱矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响
• 3.1.1 溶矿比对抗压强度比的影响
• 3.1.2 溶矿比对质量变化率的影响
• 3.1.3 溶矿比对线性膨胀率的影响
• 3.1.4 XRD 分析
• 3.2 溶液浓度对碱矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响
• 3.2.1 溶液浓度对浸泡硫酸盐溶液的碱矿渣混凝土宏观性能影响
• 3.2.2 XRD 分析
• 3.3 溶液类型对碱矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响
• 3.3.1 溶液类型对浸泡硫酸盐溶液的碱矿渣混凝土宏观性能影响
• 3.3.2 XRD 分析
• 3.4 粉煤灰对碱矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响
• 3.4.1 粉煤灰对抗压强度比的影响
• 3.4.2 粉煤灰对质量变化率的影响
• 3.4.3 粉煤灰对线性膨胀率的影响
• 3.4.4 XRD 分析
• 3.5 硅灰对碱矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响
• 3.5.1 硅灰对抗压强度比的影响
• 3.5.2 硅灰对质量变化率的影响
• 3.5.3 硅灰对线性膨胀率的影响
• 3.5.4 XRD 分析
• 3.6 本章小结
• 4 碱矿渣混凝土低温硫酸盐侵蚀研究
• 4.1 试验条件分析
• 4.2 温度对碱矿渣混凝土硫酸盐侵蚀的影响
• 4.2.1 温度对抗压强度比的影响
• 4.2.2 温度对质量变化率的影响
• 4.2.3 XRD 分析
• 4.3 溶液类型对碱矿渣混凝土硫酸盐侵蚀的影响
• 4.3.1 溶液类型对浸泡硫酸盐溶液的碱矿渣混凝土宏观性能影响
• 4.3.2 XRD 分析
• 4.4 石灰石粉掺量对碱矿渣混凝土硫酸盐侵蚀的影响
• 4.4.1 石灰石粉对浸泡硫酸盐溶液的碱矿渣混凝土宏观性能影响
• 4.4.2 XRD 分析
• 4.5 养护时间对碱矿渣混凝土低温下硫酸盐侵蚀的影响
• 4.5.1 养护时间对浸泡硫酸盐溶液的碱矿渣混凝土宏观性能影响
• 4.5.2 XRD 分析
• 4.6 矿物掺合料对碱矿渣混凝土低温下硫酸盐侵蚀的影响
• 4.6.1 矿物掺合料对浸泡硫酸盐溶液的碱矿渣混凝土宏观性能影响
• 4.6.2 XRD 分析
• 4.7 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 本文的主要结论
• 5.2 碱矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录