海工水泥的制備及其應用的實驗研究.pdf

1、自水泥混凝土材料問世以來，越來越多的學者對其應用技術開展研究。21世紀是海洋的世紀，海洋資源日益被人們發(fā)掘利用，海工混凝土構筑物也隨之發(fā)展起來。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)，它們會通過混凝土保護層到達鋼筋周圍，毀壞鋼筋表面的鈍化膜，降低鋼筋與混凝土之間的粘結強度，不利于海工構筑物的長期耐久性應用，而且海工構筑物一旦被破壞，極難甚至不能修復。鑒于資源、經(jīng)濟和安全等因素，提高混凝土構筑物的長期耐久性能已成為土木工程界研

2、究的重點，對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，通過對水泥砂漿物理性能、抗?jié)B性能、抗硫酸鹽侵蝕性能和氯離子擴散系數(shù)等項目的檢測分析和實驗研究，研發(fā)出一種具有高耐久性能的海工水泥。以偏高嶺土、磨細石英砂、廢硅粉和漂珠為礦物外加劑，與化學外加劑（減水劑）復合使用，通過對混凝土工作性能、抗壓強度和氯離子擴散系數(shù)等項目的檢測分析和實驗研究，確定礦物外加劑-化學外加劑（減水劑）的最佳配比以及復合外加劑的適

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，要嚴格控制混凝土原材料組成中的氯離子含量。分別對粉煤灰、礦粉、硅灰以及偏高嶺土、廢硅粉、磨細石英砂和漂珠等組分進行化學分析，選用無氯離子的原料或氯離子含量小于0.06％的原料。⑵對于所制備的海工硅酸鹽水泥，石膏具有很好的緩凝、增強作用。在CH存在的條件下，通過水化反應消耗CH生成AFt產(chǎn)生微膨脹，不但可以提高水泥的強度，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)進入水泥混凝土內(nèi)部。研究表明，石膏的最佳摻量為7％，當石膏摻量過高時，會因生成AFt過多而導致膨脹率過大，使水泥體系內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，對其強度和耐久性產(chǎn)生不利影響;硅灰為高活性超細粉，一方面可以參與水化反應生成膠凝物質(zhì)，提高水泥體系的強度，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％，當硅灰摻量過高時，反應所需的CH的含量不足，過量硅灰主要起物理填充

5、作用，對強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，能通過滾珠效應而起到潤滑作用，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16％，此時，相應的礦粉的摻量為40％，由此制備的水泥的物理性能和耐久性能良好，滿足海工水泥的國家標準。⑶對海工混凝土復合外加劑的研究表明，以偏高嶺土-磨細石英砂-漂珠-廢硅粉為原料按照1∶1∶2∶2的質(zhì)量比復合制成混凝土礦物外加劑，并以此礦物外加劑配