碱—硅酸反应抑制措施及其机理研究

论文摘要

早在20世纪50年代末中国就已吸取国外工程因AAR而发生破坏的经验教训，并采取了相应的预防措施。但是直到1990年后在立交桥、机场、工业及民用建筑发现因AAR而导致的破坏之后，才引起了对研究碱骨料反应问题的重视。矿物外加剂是最常用的预防碱集料反应的措施之一，已有许多专家、学者对矿渣、粉煤灰等抑制AAR的机理进行了研究，但是由于实验条件、方法的不同，得出的结论差异较大。为了解决这种差异、采取更有效的预防措施，对掺合料抑制碱-硅酸反应的机理进行深入的研究是非常有必要的。本文结合国内最新科研成果《青藏铁路梁体混凝土掺合料抑制碱-骨料反应有效性实验操作规程》，采用快速砂浆棒法对矿渣、粉煤灰、硫铝酸盐水泥抑制碱-硅酸反应机理进行研究，结合扫描电镜对样品进行微观分析，以观察不同试件反应产物的变化。经分析得出主要结论：砂浆棒法中宜采用降温至20℃检测；矿渣和粉煤灰抑制碱-硅酸反应的机理是因为消耗了大量的Ca（OH）2，同时反应生成了低n（Ca）／n（Si）比的水化硅酸钙凝胶，“固定”了大量的碱，降低了与活性SiO2反应的程度；硫铝酸盐水泥因其水化产物中缺乏Ca（OH）2而不易与活性骨料反应，可以与硅酸盐水泥一起混合或在特殊地区单独使用来预防碱-硅酸反应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 内在因素在抑制ASR中的研究状况
• 1.2.2 外加剂抑制ASR的作用及机理现状
• 1.2.3 硫铝酸盐水泥抑制ASR研究现状
• 1.3 研究目标、研究内容、技术路线
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 第二章 实验方案及方法
• 2.1 实验方案
• 2.2 膨胀率实验方法
• 2.2.1 试验原理
• 2.2.2 试验用材料
• 2.2.3 试验主要仪器及设备
• 2.2.4 试验程序和步骤
• 2.2.5 试验结果计算与处理
• 2.3 碱度测定
• 2.4 电镜分析
• 第三章 测试环境对实验结果的影响
• 3.1 养护温度控制
• 3.2 测试温度对实验结果的影响
• 3.2.1 掺硫铝酸盐水泥时试件测试值受温度变化影响
• 3.2.2 掺矿渣时试件测试值受温度变化影响
• 3.2.3 掺粉煤灰和石灰时试件测试值受温度变化影响
• 3.2.4 恒温测试和降温测试离散性分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 矿渣掺合料实验结果及分析
• 4.1 硅酸盐水泥中不掺任何掺合料时实验结果及分析
• 4.1.1 GO系列试件碱-硅酸反应膨胀结果
• 4.1.2 GO系列试件碱-硅酸反应膨胀结果分析
• 4.2 GK系列试件快速碱-硅酸反应实验结果及分析
• 4.2.1 GK系列试件快速碱-硅酸反应膨胀结果
• 4.2.2 GK系列试件快速碱-硅酸反应实验结果分析
• 4.3 微观分析
• 4.4 矿渣抑制碱硅酸反应效果及机理分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 粉煤灰实验结果及分析
• 5.1 GF系列试件快速碱-硅酸反应实验结果及分析
• 5.1.1 GF系列试件碱-硅酸反应膨胀结果
• 5.1.2 GF系列试件碱-硅酸反应膨胀实验结果分析
• 5.2 微观分析
• 5.3 粉煤灰抑制碱-硅酸反应效果及机理研究
• 5.4 本章小结
• 第六章 硫铝酸盐水泥实验结果分析
• 6.1 硫铝酸盐水泥中碱-硅酸反应实验结果及分析
• 6.1.1 硫铝酸盐水泥中快速碱-硅酸反应实验结果
• 6.1.2 硫铝酸盐水泥中快速碱-硅酸反应实验结果分析
• 6.2 硅酸盐水泥中掺加硫铝酸盐水泥实验结果及分析
• 6.2.1 硅酸盐水泥中掺加硫铝酸盐水泥实验结果
• 6.2.2 硅酸盐水泥中掺加硫铝酸盐水泥实验结果分析
• 6.3 硫铝酸盐水泥中掺入石灰后实验结果及分析
• 6.3.1 硫铝酸盐水泥中掺加石灰后实验结果
• 6.3.2 硫铝酸盐水泥中掺加石灰后实验结果分析
• 6.4 微观分析
• 6.5 硫铝酸盐水泥抑制碱-硅酸反应效能和机理研究
• 6.6 本章小结
• 结论及展望
• 主要结论
• 研究趋势及有待进一步研究内容
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果