無機聚合物海工混凝土耐久性研究.pdf

1、海洋工程和國防軍事構筑是國家重點建設項目,一般對其耐久性要求很高。混凝土作為這些工程的主要建筑材料,構成海洋工程和軍事構筑的主體,混凝土耐久性的好壞能夠直接影響海洋工程和軍事構筑的使用壽命。尤其是海洋工程,所處環(huán)境比較惡劣,在使用過程中會遭受潮汐、海風侵蝕、海水中Cl-、SO42-離子腐蝕,這都將加速對混凝土和內部鋼筋的侵蝕作用。因此,本文主要以混凝土的耐久性為研究對象,間接研究了混凝土水化機理,這對以后海洋工程中使用的混凝土耐久性設計

2、有重大意義。
　　本文在前人研究的基礎上,主要研究不同參數對膠砂試樣及混凝土試件機械性能和耐久性的影響,并對無機聚合物膠凝材料進行了微觀分析。采用SEM、XRD、Hydro水化儀對無機聚合物進行微觀表征,采用抗壓儀、抗折儀、HP-4.0抗?jié)B儀、RCM氯離子快速擴散儀對混凝土的宏觀性能及耐久性能進行了表征。
　　通過對無機聚合物的微觀分析,得出無機聚合物膠凝材料是一種顆粒分布均勻的非結晶性物質,顆粒分布范圍為5~10μm,其中

3、結晶相含量非常低。采用EDX對無機聚合物膠凝材料進行成分分析,得出無機聚合物是一種主要元素為O、Si、Ca、Al的復合材料。
　　本文針對目前混凝土耐久不高的問題,在實驗中改變對耐久性有影響的參數。通過配制膠砂試樣來確定某些參數的范圍,如水膠比、摻和料含量等。結果表明:當水膠比為0.35時,膠砂試樣7天抗壓強度能達到78MPa,抗折強度能達到14.8MPa;摻合料使用的是粉煤灰顆粒,當摻和量為10％時,抗壓強度和抗折強度能達到最大

4、值。這些參數能夠為配制混凝土過程中提供理論基礎。
　　另外還研究了憎水劑對混凝土耐久性的影響。憎水劑是一種新型添加劑,結構為硅烷和硅氧烷復合物,主要元素為C、O、Si。試驗表明:憎水劑對混凝土機械強度影響不大,但能大大提高混凝土耐久性。添加憎水劑的混凝土試樣抗?jié)B等級能提高3~4個等級,并且也能將氯離子擴散系數降低到2.0×10-12m2/s以下。憎水劑的作用機理是在膠凝材料水化后的高堿性環(huán)境下,硅烷中的親水有機官能團水解形成高反應

5、活性的硅烷醇基團,硅烷醇基團繼續(xù)與水化產物中的羥基團發(fā)生不可逆反應形成化學結合。反應產物填充在試樣表面的微裂縫和微孔中,使試樣表面更加密實,達到提高耐久性的目的。
　　本文的創(chuàng)新之處在于在研究膠凝材料水化機理過程中,采用一種新的物質——長余輝發(fā)光材料。由于膠凝材料的水化過程比較復雜,且界面難以界定,為了解決這一難題,在試驗中添加了一種在元素組成上與膠凝材料相似,而在外觀上又能清晰分辨的材料,最終選擇了鋁酸鍶系長余輝發(fā)光材料。這是一