本文研究了不同礦物摻合料及養(yǎng)護(hù)條件對(duì)超低水膠比水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)、抗壓強(qiáng)度和氯離子滲透性的影響,并探討了超低水膠比水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)、抗壓強(qiáng)度和抗氯離子滲透性之間的相互關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明:在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng),超低水膠比水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)逐漸得以有效改善,孔隙率逐漸降低,其抗壓強(qiáng)度和抗氯離子滲透性得以有效提高。相比于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),高溫?zé)崴B(yǎng)護(hù)對(duì)超低水膠比水泥基材料微觀結(jié)構(gòu)的改善作用更為顯著,顯著降低基體的孔隙率,從而提高基體的抗壓強(qiáng)度和抗氯離子滲透性;同時(shí)在合理?yè)搅糠秶鷥?nèi),礦物摻合料能有效改善基體的微觀結(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu),使基體變得更為均勻、密實(shí),降低孔隙率,顯著提高超低水膠比水泥基材料的抗壓強(qiáng)度和抗氯離子滲透性,其中硅灰、硅灰與粉煤灰或礦粉復(fù)摻時(shí)的增強(qiáng)效果最為顯著。超低水膠比水泥基材料的抗壓強(qiáng)度與孔隙率之間具有良好的線性反比關(guān)系;氯離子遷移系數(shù)則分別與孔隙率和毛細(xì)孔隙率具有良好的非線性關(guān)系,其中氯離子遷移系數(shù)與毛細(xì)孔隙率的相關(guān)性最好,并確定了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式。采用等溫吸附法測(cè)定了超低水膠比水泥基材料在系列不同濃度氯化鈉溶液中的平衡氯離子濃度,并通過(guò)數(shù)據(jù)回歸分析了超低水膠比... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

C30,C80，RPC200和RPC200c試件的吸水系數(shù)[48]

超低水膠比水泥基材料中氯離子遷移及其結(jié)合規(guī)律的研究4圖1.3UHPC試件的孔徑分布[49]1.2.2抗氯離子滲透性在沿海和鹽漬地區(qū)，由于海水或除冰鹽的作用，混凝土結(jié)構(gòu)中的氯離子侵蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的劣化，甚至破壞，進(jìn)而影響著結(jié)構(gòu)的耐久性及其服役壽命預(yù)測(cè)[5]。如果混凝土中的腐蝕性氯離子濃度超過(guò)一定的閾值，加之鋼筋附近環(huán)境的酸化，則涂覆在鋼筋表面上的鈍化層將被損壞，從而引發(fā)鋼筋的腐蝕，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的劣化和使用壽命縮短，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的工程問(wèn)題，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[57,58]。由清華大學(xué)等聯(lián)合起草制定的《超高性能混凝土技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：基本性能與試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中指出：對(duì)于UHPC而言，由于其密實(shí)度高、孔隙率小且內(nèi)部連通孔隙少，具有優(yōu)異的抗?jié)B透性能，通常采用氯離子擴(kuò)散遷移系數(shù)作為UHPC抗氯離子滲透性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，氯離子遷移系數(shù)越小，UHPC的抗氯離子滲透性能越好，這對(duì)UHPC的耐久性優(yōu)劣評(píng)估具有重大意義。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)UHPC抗氯離子滲透性的部分研究結(jié)果詳見(jiàn)于表1.1。由表中數(shù)據(jù)可以看出，不同學(xué)者所采用的配合比設(shè)計(jì)、測(cè)試環(huán)境及條件均不一致，導(dǎo)致試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果差異很大，很難進(jìn)行其滲透性能的優(yōu)劣比較。此外，由表中數(shù)據(jù)可以看出，不同學(xué)者測(cè)得的UHPC氯離子遷移系數(shù)大約在(0.2-4.1)×10-13m2/s的范圍內(nèi)，且測(cè)試齡期、測(cè)試環(huán)境、水膠比以及養(yǎng)護(hù)條件對(duì)UHPC的抗氯離子滲透性能均有著重要的影響，且水膠比越大，測(cè)試齡期越長(zhǎng)，UHPC的氯離子遷移系數(shù)也隨之增大。但無(wú)論在何種養(yǎng)護(hù)條件和測(cè)試環(huán)境下，所測(cè)得的UHPC氯離子遷移系數(shù)均較低，且至少比HPC和OC的氯離子遷移系數(shù)低一個(gè)數(shù)量級(jí)，表現(xiàn)出極高的抗氯離子滲透性能。例如Roux等[48]通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得C30、C80和UHPC的氯離子擴(kuò)散系數(shù)分別為1.1×10-12m2/s、6.0×10-13m2/s和0.2×

超低水膠比水泥基材料中氯離子遷移及其結(jié)合規(guī)律的研究8明，在UHPC試件中摻入適量礦物摻合料后，均能有效地降低UHPC的氯離子滲透性指標(biāo)，而在相同的摻量下，硅灰的作用效果更為明顯，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的抗?jié)B透性能[90,91]。例如，在粉煤灰占總膠凝材料用量的58％的情況下，UHPC的氯離子擴(kuò)散系數(shù)為5.1×10-13m2/s，其值約是HPC的氯離子擴(kuò)散系數(shù)（10.8×10-13m2/s）的一半[61]。而與礦物摻合料相比，納米材料具有更高的比表面積，顆粒粒徑更小，具有良好的顆粒級(jí)配，火山灰活性更高，如圖1.4所示，對(duì)改善水泥基體的微觀結(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu)更加明顯[30,90,92~94]。在合理?yè)搅肯拢{米硅灰能夠有效地降低UHPC的氯離子遷移系數(shù)；摻入1%的納米黏土后，通過(guò)UHPC試件的總電流量顯著減少，有效地提高了UHPC的抗氯離子滲透性能[95,96]。綜上可知，影響UHPC抗氯離子滲透性的因素有很多，且各自的影響機(jī)理不盡相同。而不同學(xué)者在測(cè)試UHPC氯離子滲透時(shí)所采用的方法不同，試件的配合比也不一樣，而在試驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中的相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)（如測(cè)試時(shí)間、陰極氯化鈉溶液濃度、試件的制備等）也不盡相同，從而導(dǎo)致其實(shí)驗(yàn)結(jié)果也難以進(jìn)行比較。另外，盡管在電加速條件下測(cè)試的結(jié)果不能真實(shí)的反應(yīng)混凝土在現(xiàn)場(chǎng)服役的實(shí)際條件，但可作為混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用壽命預(yù)測(cè)的質(zhì)量控制措施。圖1.4相關(guān)混凝土材料的粒徑與比表面積分布[97]1.2.3抗碳化碳化是一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程，當(dāng)外界的CO2侵入混凝土的毛細(xì)孔隙后，與水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，使混凝土內(nèi)部的pH降低至9左右，從而喪失了高堿性環(huán)境。在這樣的pH值下，混凝土內(nèi)部鋼筋周圍的氧化物保護(hù)層發(fā)生破壞，在滿足一定條件下，鋼筋或鋼纖維就會(huì)發(fā)生銹蝕，最終導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂[98]。通常，混凝土的碳化僅在有利的條件下才會(huì)發(fā)生。例如，如?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3387454