复杂环境下混凝土改性问题研究

论文摘要

混凝土的耐久性问题一直是混凝土材料科学的重大研究课题。在外部环境恶劣的情况下,混凝土结构的耐久性问题和强度同样重要,它将直接影响到工程的安全性。随着高性能混凝土技术的广泛应用,优质矿物掺合料的使用已不仅仅是有利于解决环保和节能问题,它己经成为混凝土改性的一种重要组分。为改善混凝土的结构与性能,在混凝土中常采用不同的活性矿物掺合料复掺技术。本论文研究的目的是以粉煤灰、矿渣、硅藻土和沸石作为矿物掺合料,通过设计矿物掺合料种类和掺量对混凝土改性的正交试验,研究在氯盐、硫酸盐和冻融复杂环境下掺活性矿物掺合料混凝土的耐久性,寻求最佳的矿物掺合料种类和掺量,找到在氯盐、硫酸盐和冻融复杂环境下改善混凝土耐久性的途径。最后,通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析,研究了矿物掺合料对混凝土改性的微观机理,揭示了微观结构与混凝土性能间的内在联系。主要研究结论如下:1.矿物掺合料的掺入可以改善混凝土的耐久性,但掺入量大时混凝土的早期强度降低,而后期强度迅速增加,赶上甚至超过不加掺合料的混凝土。2.四种矿物掺合料对混凝土耐久性都有一定的改性作用,但硅藻土和沸石的改性作用要优于粉煤灰和矿渣,且粉煤灰、矿渣、硅藻土和沸石的最佳掺量分别是15%、20%、10%和5%。3.矿渣的CaO含量相对很高,它能加速二次水化反应的进行,所以矿渣的掺入在一定程度上提高了混凝土的早期强度。4.X射线衍射和扫描电子显微镜分析表明矿物掺合料的适量掺入能够改变水泥水化产物的组成,并改善混凝土的孔结构,孔分布更加合理,有害大孔减少,结构更密实,从而显著改善了混凝土的耐久性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 冻融循环研究现状
• 1.2.2 硫酸盐侵蚀研究现状
• 1.2.3 氯盐侵蚀研究现状
• 1.2.4 氯盐和硫酸盐复合作用研究现状
• 1.2.5 氯盐和冻融复合作用研究现状
• 1.2.6 氯盐、硫酸盐和冻融复合作用研究现状
• 1.3 本课题的研究内容
• 第2章 试验原材料及主要设备
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 粗细骨料及拌合用水
• 2.1.3 减水剂和盐类
• 2.1.4 矿物掺合料
• 2.2 试验主要设备
• 第3章 混凝土的配合比及试验方案
• 3.1 立方体试块配合比及试验方案
• 3.1.1 试块配合比
• 3.1.2 试验方案
• 3.2 长方体试块配合比及试验方案
• 3.2.1 试块配合比
• 3.2.2 试验方案
• 3.3 本章小结
• 第4章 复杂环境下混凝土改性研究
• 3的立方体试块试验结果及分析'>4.1 胶凝材料总量为280kg/m³的立方体试块试验结果及分析
• 4.1.1 正交试验结果
• 4.1.2 试验结果分析
• 3的立方体试块试验结果及分析'>4.2 胶凝材料总量为380kg/m³的立方体试块试验结果及分析
• 4.2.1 正交试验结果
• 4.2.2 试验结果分析
• 4.3 立方体试块试验结果综合分析
• 3的长方体试块试验结果及分析'>4.4 胶凝材料总量为280kg/m³的长方体试块试验结果及分析
• 4.4.1 正交试验结果
• 4.4.2 试验结果分析
• 3的长方体试块试验结果及分析'>4.5 胶凝材料总量为380kg/m³的长方体试块试验结果及分析
• 4.5.1 正交试验结果
• 4.5.2 试验结果分析
• 4.6 长方体试块试验结果综合分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 改性混凝土微观分析
• 5.1 X射线衍射分析
• 5.1.1 x射线衍射的原理
• 5.1.2 试验结果分析
• 5.2 扫描电镜
• 5.2.1 扫描电镜的原理
• 5.2.2 结果分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间的研究成果