海工水泥的制備及其應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、自水泥混凝土材料問(wèn)世以來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)其應(yīng)用技術(shù)開展研究。21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，海洋資源日益被人們發(fā)掘利用，海工混凝土構(gòu)筑物也隨之發(fā)展起來(lái)。與陸地環(huán)境不同的是，海洋環(huán)境介質(zhì)中含有大量有害物質(zhì)，它們會(huì)通過(guò)混凝土保護(hù)層到達(dá)鋼筋周圍，毀壞鋼筋表面的鈍化膜，降低鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度，不利于海工構(gòu)筑物的長(zhǎng)期耐久性應(yīng)用，而且海工構(gòu)筑物一旦被破壞，極難甚至不能修復(fù)。鑒于資源、經(jīng)濟(jì)和安全等因素，提高混凝土構(gòu)筑物的長(zhǎng)期耐久性能已成為土木工程界研

2、究的重點(diǎn)，對(duì)海工水泥混凝土耐久性能的研究也顯得尤為重要。本文以粉煤灰、礦粉和硅灰為混合材，通過(guò)對(duì)水泥砂漿物理性能、抗?jié)B性能、抗硫酸鹽侵蝕性能和氯離子擴(kuò)散系數(shù)等項(xiàng)目的檢測(cè)分析和實(shí)驗(yàn)研究，研發(fā)出一種具有高耐久性能的海工水泥。以偏高嶺土、磨細(xì)石英砂、廢硅粉和漂珠為礦物外加劑，與化學(xué)外加劑（減水劑）復(fù)合使用，通過(guò)對(duì)混凝土工作性能、抗壓強(qiáng)度和氯離子擴(kuò)散系數(shù)等項(xiàng)目的檢測(cè)分析和實(shí)驗(yàn)研究，確定礦物外加劑-化學(xué)外加劑（減水劑）的最佳配比以及復(fù)合外加劑的適

3、宜摻量。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴氯離子是造成鋼筋銹蝕的主要原因，因此，要嚴(yán)格控制混凝土原材料組成中的氯離子含量。分別對(duì)粉煤灰、礦粉、硅灰以及偏高嶺土、廢硅粉、磨細(xì)石英砂和漂珠等組分進(jìn)行化學(xué)分析，選用無(wú)氯離子的原料或氯離子含量小于0.06％的原料。⑵對(duì)于所制備的海工硅酸鹽水泥，石膏具有很好的緩凝、增強(qiáng)作用。在CH存在的條件下，通過(guò)水化反應(yīng)消耗CH生成AFt產(chǎn)生微膨脹，不但可以提高水泥的強(qiáng)度，而且可以減小孔隙率，提高水泥體系的致密

4、度，有效阻止外界環(huán)境中的有害物質(zhì)進(jìn)入水泥混凝土內(nèi)部。研究表明，石膏的最佳摻量為7％，當(dāng)石膏摻量過(guò)高時(shí)，會(huì)因生成AFt過(guò)多而導(dǎo)致膨脹率過(guò)大，使水泥體系內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，對(duì)其強(qiáng)度和耐久性產(chǎn)生不利影響;硅灰為高活性超細(xì)粉，一方面可以參與水化反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)，提高水泥體系的強(qiáng)度，另一方面，可以充分發(fā)揮其物理填充作用，減小水泥體系的孔隙率，提高致密度。研究表明，硅灰的最佳摻量為4％，當(dāng)硅灰摻量過(guò)高時(shí)，反應(yīng)所需的CH的含量不足，過(guò)量硅灰主要起物理填充

5、作用，對(duì)強(qiáng)度和耐久性能改善的效果不明顯;粉煤灰和礦粉具有火山灰活性，此外，粉煤灰的微觀形態(tài)為玻璃微珠，能通過(guò)滾珠效應(yīng)而起到潤(rùn)滑作用，提高水泥混凝土的工作性能。研究表明，粉煤灰的摻量不得超過(guò)16％，此時(shí)，相應(yīng)的礦粉的摻量為40％，由此制備的水泥的物理性能和耐久性能良好，滿足海工水泥的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。⑶對(duì)海工混凝土復(fù)合外加劑的研究表明，以偏高嶺土-磨細(xì)石英砂-漂珠-廢硅粉為原料按照1∶1∶2∶2的質(zhì)量比復(fù)合制成混凝土礦物外加劑，并以此礦物外加劑配