無機(jī)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(gòu)筑是國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,一般對其耐久性要求很高?；炷磷鳛檫@些工程的主要建筑材料,構(gòu)成海洋工程和軍事構(gòu)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(gòu)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(fēng)侵蝕、海水中Cl-、SO42-離子腐蝕,這都將加速對混凝土和內(nèi)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(jī)理,這對以后海洋工程中使用的混凝土耐久性設(shè)計(jì)

2、有重大意義。
　　本文在前人研究的基礎(chǔ)上,主要研究不同參數(shù)對膠砂試樣及混凝土試件機(jī)械性能和耐久性的影響,并對無機(jī)聚合物膠凝材料進(jìn)行了微觀分析。采用SEM、XRD、Hydro水化儀對無機(jī)聚合物進(jìn)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(kuò)散儀對混凝土的宏觀性能及耐久性能進(jìn)行了表征。
　　通過對無機(jī)聚合物的微觀分析,得出無機(jī)聚合物膠凝材料是一種顆粒分布均勻的非結(jié)晶性物質(zhì),顆粒分布范圍為5~10μm,其中

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

4、值。這些參數(shù)能夠?yàn)榕渲苹炷吝^程中提供理論基礎(chǔ)。
　　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(jié)構(gòu)為硅烷和硅氧烷復(fù)合物,主要元素為C、O、Si。試驗(yàn)表明:憎水劑對混凝土機(jī)械強(qiáng)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(gè)等級,并且也能將氯離子擴(kuò)散系數(shù)降低到2.0×10-12m2/s以下。憎水劑的作用機(jī)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(jī)官能團(tuán)水解形成高反應(yīng)

5、活性的硅烷醇基團(tuán),硅烷醇基團(tuán)繼續(xù)與水化產(chǎn)物中的羥基團(tuán)發(fā)生不可逆反應(yīng)形成化學(xué)結(jié)合。反應(yīng)產(chǎn)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(shí),達(dá)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(jī)理過程中,采用一種新的物質(zhì)——長余輝發(fā)光材料。由于膠凝材料的水化過程比較復(fù)雜,且界面難以界定,為了解決這一難題,在試驗(yàn)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