堿激發(fā)礦渣改性及其在模擬海洋環(huán)境下的性能初步研究
發(fā)布時(shí)間:2017-06-18 19:16
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【摘要】:水淬高爐礦粉具有潛在的水硬性活性,在堿的激發(fā)下具有膠凝能力,即堿激發(fā)礦渣膠凝體系。堿激發(fā)礦渣(AAS)有望成為硅酸鹽水泥(OPC)的替代品之一。與相同水膠比的OPC相比,AAS具有早期強(qiáng)度發(fā)展快,水化熱低,耐久性好等優(yōu)勢(shì)。然而,堿激發(fā)礦渣本身存在干燥收縮較大、抗碳化能力差等缺點(diǎn),使得其應(yīng)用受限。此外,地球上淡水資源緊張,而海水資源十分豐富,將海水用作混凝土拌合水和養(yǎng)護(hù)水有重要意義。因此,研究海水拌合堿激發(fā)礦渣的性能有助于推廣堿激發(fā)礦渣的工程應(yīng)用。本文通過(guò)調(diào)整堿激發(fā)劑模數(shù),優(yōu)選出高性能的堿激發(fā)礦渣砂漿,確定基準(zhǔn)配比為堿含量4.0%,模數(shù)1.2,水膠比0.4。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了以下研究:研究了偏高嶺土(MK),氧化鎂(MgO)及多壁碳納米管(MWCNTs)作為改性材料對(duì)堿激發(fā)礦渣力學(xué)性能,收縮性能進(jìn)行優(yōu)化。外摻MK對(duì)AAS可以起到增強(qiáng)和減縮作用。內(nèi)摻入MK后,AAS早期強(qiáng)度有所下降,MK以10%,20%摻量取代礦粉,后期強(qiáng)度發(fā)展較好,且能起到一定的減縮作用。相對(duì)于MK,外摻入MgO對(duì)AAS的增強(qiáng)和減縮的作用較弱。當(dāng)MgO摻量為2.5%時(shí)達(dá)到最佳的增強(qiáng)和減縮效果。以不同分散劑分散后摻入礦粉質(zhì)量0.1%摻量的MWCNts,發(fā)現(xiàn)陰離子型聚丙烯酸鈉分散的MWCNts對(duì)AAS起到最佳的增強(qiáng)減縮效果。研究了人工海水及自來(lái)水作為拌合水對(duì)堿激發(fā)礦渣的性能、水化產(chǎn)物與孔結(jié)構(gòu)的影響。與自來(lái)水相比,人工海水作為拌合水使堿激發(fā)礦渣早期強(qiáng)度降低,長(zhǎng)期強(qiáng)度發(fā)展無(wú)影響。海水中的鹽類使堿激發(fā)礦渣的水化產(chǎn)物趨向于晶體化,使凝膠體形貌及化學(xué)組成發(fā)生改變。海水拌合堿激發(fā)礦渣使孔分布發(fā)生一定改變,但對(duì)孔隙率影響較小。研究了模擬海水干濕循環(huán)過(guò)程中海水拌合堿激發(fā)礦渣砂漿、自來(lái)水拌合堿激發(fā)礦渣砂漿及礦渣水泥復(fù)合砂漿的強(qiáng)度變化。同時(shí),通過(guò)腐蝕電位、線性極化電阻、交流阻抗譜法等電化學(xué)方法研究了低碳鋼筋和低合金耐蝕鋼筋在堿激發(fā)礦渣砂漿中的早期腐蝕行為。模擬海水干濕循環(huán)過(guò)程中,堿激發(fā)礦渣砂漿表現(xiàn)出了較礦渣水泥砂漿(CS)更高的強(qiáng)度保證率。線性極化電阻測(cè)試結(jié)果表明,海水拌合堿激發(fā)礦渣砂漿中鋼筋早期腐蝕行為與自來(lái)水拌合無(wú)明顯區(qū)別。鋼筋在堿激發(fā)礦渣砂漿及礦渣水泥砂漿中的極化電阻值及電荷轉(zhuǎn)移電阻在6個(gè)月循環(huán)過(guò)程中整體呈上升趨勢(shì),表現(xiàn)出較低的腐蝕程度。
【關(guān)鍵詞】:堿激發(fā)礦渣 力學(xué)性能 干燥收縮 微結(jié)構(gòu) 電化學(xué)方法
【學(xué)位授予單位】:東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TQ177.6
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-22
- 1.1 研究背景10
- 1.2 堿激發(fā)礦渣膠凝材料10-15
- 1.2.1 堿激發(fā)礦渣的水化機(jī)理及水化產(chǎn)物11-13
- 1.2.2 堿激發(fā)礦渣干縮及改性研究13-15
- 1.3 海洋環(huán)境中堿激發(fā)礦渣的耐久性15-20
- 1.3.1 海洋環(huán)境中硅酸鹽混凝土的耐久性問(wèn)題15-17
- 1.3.2 海水拌合混凝土的耐久性研究17-18
- 1.3.3 海洋環(huán)境中堿激發(fā)礦渣體系的耐久性18-19
- 1.3.4 鋼筋在堿激發(fā)體系中的腐蝕行為19-20
- 1.4 本課題研究意義及研究思路20-22
- 1.4.1 本課題研究目的及意義20
- 1.4.2 本課題研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線20-22
- 第二章 原材料與試驗(yàn)方法22-28
- 2.1 原材料性能22-25
- 2.1.1 膠凝材料22-23
- 2.1.2 堿激發(fā)劑23
- 2.1.3 砂、水23-24
- 2.1.4 改性材料24-25
- 2.1.5 鋼筋25
- 2.2 試驗(yàn)方法25-28
- 2.2.1 砂漿基本性能25-26
- 2.2.2 收縮性能測(cè)試26
- 2.2.3 微結(jié)構(gòu)測(cè)試26-27
- 2.2.4 干濕循環(huán)制度27
- 2.2.5 電化學(xué)測(cè)試27-28
- 第三章 堿激發(fā)礦渣改性研究28-40
- 3.1 激發(fā)劑模數(shù)對(duì)堿激發(fā)礦渣性能影響28-29
- 3.2 外摻料對(duì)堿激發(fā)礦渣的改性29-38
- 3.2.1 偏高嶺土對(duì)堿激發(fā)礦渣改性29-33
- 3.2.2 氧化鎂對(duì)堿激發(fā)礦渣改性33-36
- 3.2.3 碳納米管對(duì)堿激發(fā)礦渣的改性36-38
- 3.3 本章小結(jié)38-40
- 第四章 海水拌合堿激發(fā)礦渣性能及微結(jié)構(gòu)40-50
- 4.1 試驗(yàn)配合比40
- 4.2 砂漿新拌性能及力學(xué)性能40-42
- 4.3 微結(jié)構(gòu)分析42-49
- 4.3.1 XRD結(jié)果分析42-43
- 4.3.2 SEM結(jié)果分析43-46
- 4.3.3 FTIR結(jié)果分析46-47
- 4.3.4 MIP分析47-49
- 4.4 本章小結(jié)49-50
- 第五章 鋼筋在堿激發(fā)礦渣砂漿中的早期腐蝕行為50-60
- 5.1 干濕循環(huán)下砂漿力學(xué)性能演變50-51
- 5.2 電化學(xué)方法測(cè)試鋼筋銹蝕行為51-59
- 5.2.1 腐蝕電位法51-52
- 5.2.2 線性極化電阻法52-54
- 5.2.3 交流阻抗譜法54-59
- 5.3 本章小結(jié)59-60
- 第六章 結(jié)論與展望60-62
- 6.1 結(jié)論60
- 6.2 展望60-61
- 6.3 創(chuàng)新點(diǎn)61-62
- 參考文獻(xiàn)62-67
- 致謝67
【相似文獻(xiàn)】
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1 張?zhí)m芳;陳劍雄;李世偉;;堿激發(fā)工業(yè)渣體混凝土的研究[J];混凝土;2006年02期
2 魏衛(wèi)東;王革陳;;堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料研究進(jìn)展[J];粉煤灰綜合利用;2008年03期
3 成立;三種堿激發(fā)膠凝材料的反應(yīng)機(jī)理及其產(chǎn)物[J];荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2004年06期
4 胡楠楠;李柱凱;;堿激發(fā)粉煤灰力學(xué)性能的研究[J];廣州化工;2012年20期
5 王e
本文編號(hào):460538
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