發(fā)布時(shí)間：2022-01-08 15:11

　　隨“一帶一路”、“海洋開發(fā)”等國家戰(zhàn)略的實(shí)施,越來越多海洋基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)急需高抗蝕硅酸鹽水泥基材料。目前,主要通過大量摻加礦渣、粉煤灰等輔助性膠凝材料,降低水泥混凝土的早期收縮與開裂風(fēng)險(xiǎn),利用輔助性膠凝材料火山灰反應(yīng)細(xì)化孔徑、減少Ca（OH）₂等易蝕組分含量,進(jìn)而降低有害離子遷移速率、提高水化產(chǎn)物穩(wěn)定性,在一定程度上提高了水泥混凝土的抗侵蝕性能。由于輔助性膠凝材料活性較低、水化產(chǎn)物生成速度較慢,導(dǎo)致水泥混凝土致密程度不高,不僅使其力學(xué)性能較差（特別是早期強(qiáng)度）,而且難以進(jìn)一步提高抗侵蝕性能和耐久性。實(shí)際上,復(fù)合水泥抗侵蝕性能提升關(guān)鍵在于漿體均勻密實(shí)、收縮小、開裂風(fēng)險(xiǎn)低、孔隙曲折、水化產(chǎn)物穩(wěn)定、離子固化能力強(qiáng)。現(xiàn)有研究多從變形驅(qū)動(dòng)力（相對(duì)濕度、孔徑等）角度研究水泥漿體變形機(jī)制,主要強(qiáng)調(diào)了孔隙率與孔徑對(duì)離子遷移性能的影響,忽略了漿體中未水化相（彈性模量最高）對(duì)變形的約束作用,對(duì)孔隙曲折度、水化產(chǎn)物離子固化能力與穩(wěn)定性認(rèn)識(shí)不夠深入,無法指導(dǎo)復(fù)合水泥精確設(shè)計(jì)、進(jìn)一步提高抗侵蝕性能。本文通過設(shè)計(jì)水泥漿體中未水化相含量與粒度、孔隙率與孔隙曲折度、水化產(chǎn)物組成與結(jié)構(gòu),研究了水化產(chǎn)... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

SO42-與Cl-對(duì)鋼筋混凝土的侵蝕破壞過程

第一章緒論3混凝土界面處發(fā)生整體剝落時(shí)，結(jié)構(gòu)承載力已接近完全喪失，此時(shí)難以進(jìn)行有效修復(fù)。因此，為提高水泥混凝土耐久性，更應(yīng)該關(guān)注Cl-對(duì)水泥混凝土的侵入過程，這也與Mehta將Cl-侵蝕列為水泥混凝土破壞首要因素的觀點(diǎn)一致[28]。1.2水泥混凝土耐久性提升措施如圖1-2所示，海水中的Cl-通過裂縫以及連通孔隙從混凝土表面向內(nèi)部遷移，遷移過程中部分Cl-會(huì)被水泥漿體水化產(chǎn)物固化，當(dāng)鋼筋表面Cl-濃度達(dá)到臨界值時(shí)誘發(fā)鋼筋銹蝕。根據(jù)Cl-侵入過程，現(xiàn)有研究主要采用表面防護(hù)與混凝土組成優(yōu)化方法提高混凝土抗氯離子侵蝕能力，進(jìn)而提升其耐久性。圖1-2外界Cl-侵入混凝土過程示意圖Fig.1-2SchematicrepresentationoftheingressofexternalCl-towardsconcrete1.2.1表面防護(hù)混凝土表面防護(hù)技術(shù)指在混凝土表面涂覆成膜型或滲透型涂層，阻滯水分與Cl-向混凝土內(nèi)部侵入。成膜型表面涂層厚度通常為100~300μm[29]，具有良好的離子阻隔性能，能使混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)下降40~70%[30,31]，但通常存在耐候性差、力學(xué)性能低及紫外線作用下老化迅速等問題[32-35]。滲透型涂層則是指涂料進(jìn)入混凝土內(nèi)部與未水化膠凝材料及水化產(chǎn)物反應(yīng)并生成不溶于水的晶體或凝膠物質(zhì)堵塞孔隙，或滲入后通過聚合反應(yīng)形成憎水層，進(jìn)而提高混凝土抗侵蝕能力[36,37]。滲透型涂料的滲入深度一般為

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文8合水泥漿體中Ca(OH)2的含量高低，偏高嶺土的火山灰反應(yīng)可能生成水化鋁酸鈣與strtlingite鹽等晶體產(chǎn)物及C-S-H，具體方程式如式(1-1)至(1-3)所示[78]。根據(jù)Avet等人的熱動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果，當(dāng)偏高嶺土反應(yīng)程度為45%時(shí)，其對(duì)應(yīng)化學(xué)收縮就已達(dá)0.07mL/g（圖1-5(d)）[79]，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合[80]。2+6+9→413+(1-1)2+5+3→36+(1-2)2+3+6→28+(1-3)(a)PC-BFS(b)PC-FA(c)PC-SF(d)PC-MK圖1-5輔助性膠凝材料對(duì)復(fù)合水泥漿體組成的影響[77,79]Fig.1-5EffectsofSCMsonphaseassemblagesofblendedcementpastes[77,79]（2）自收縮研究表明，水泥漿體的開裂性能與其結(jié)構(gòu)形成過程的力學(xué)性能及體積變形發(fā)展密切相關(guān)[70,81]。根據(jù)水泥漿體微結(jié)構(gòu)形成與發(fā)展過程，可分為以下三個(gè)階段：（I）塑性階段，此時(shí)水泥漿體尚未凝結(jié)，為塑性體，雖然變形大但全轉(zhuǎn)變?yōu)橥獠孔冃�，不產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，開裂風(fēng)險(xiǎn)極低；（II）微結(jié)構(gòu)形成階段，此階段水泥漿體失去塑性且力學(xué)性能極差，在較小的應(yīng)力作用下即表現(xiàn)出顯著的變形，進(jìn)而導(dǎo)致較大的開裂風(fēng)險(xiǎn)；（III）硬化體階段，此階段水泥漿體具有較強(qiáng)力學(xué)性能，且體積變形增長放緩，開裂風(fēng)險(xiǎn)也較校因此，為控制復(fù)合水泥漿體變形，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注早期自收縮�，F(xiàn)有研究一致認(rèn)為水泥漿體自收縮是由漿體內(nèi)部相對(duì)濕度下降引起，但相對(duì)濕度下降與應(yīng)力產(chǎn)生過程的關(guān)系則有不同認(rèn)識(shí)，如毛細(xì)應(yīng)力理論[82]、拆開應(yīng)力學(xué)說[83]與表面張

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