本文關(guān)鍵詞：磷酸鎂水泥體系中鋼筋銹蝕行為研究

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【摘要】：磷酸鎂水泥作為一種特種膠凝材料,具有流動(dòng)性好、凝結(jié)硬化快、早期強(qiáng)度高、粘結(jié)性能好、體積穩(wěn)定性好、耐磨及抗鹽侵蝕性能優(yōu)良等一系列普通硅酸鹽水泥無以比擬的性能,同時(shí)具備化學(xué)結(jié)合陶瓷屬性,已有研究將其在工程修補(bǔ)、軍工搶修搶建、有害物質(zhì)固化等方面進(jìn)行了推廣與應(yīng)用,展示了其在建筑材料利用中的廣闊前景。由于磷酸鎂水泥耐水性較差,出于安全性考慮,目前還未見其應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程和海洋建筑等長(zhǎng)期與水接觸的工程中,已有研究指出,其長(zhǎng)期浸水后的強(qiáng)度倒縮程度并不嚴(yán)重,且隨著對(duì)其耐水性改進(jìn)研究的逐步深入和相關(guān)預(yù)防機(jī)制的完善,磷酸鎂水泥在結(jié)構(gòu)工程和海洋建筑等工程中存在巨大的發(fā)展?jié)摿�。鋼筋銹蝕是結(jié)構(gòu)工程和海洋建筑等工程中所必須面對(duì)的問題,已有的研究結(jié)果表明磷酸鎂水泥對(duì)鋼筋具有優(yōu)異的保護(hù)作用,基體抗氯離子侵蝕能力優(yōu)于普通硅酸鹽水泥,但目前這方面的研究還比較少,研究結(jié)果缺乏系統(tǒng)性,研究方法仍值得商榷,特別是電化學(xué)手段測(cè)試和表征磷酸鎂水泥體系中的鋼筋銹蝕行為方面還處于空白階段。本文以磷酸鎂水泥體系中的鋼筋銹蝕行為為研究對(duì)象,從探究磷酸鎂水泥體系中鋼筋銹蝕行為的電化學(xué)測(cè)試方法出發(fā),探究了干濕循環(huán)制度下磷酸鎂水泥體系中鋼筋的銹蝕行為,以期獲得磷酸鎂水泥體系中鋼筋銹蝕行為規(guī)律及相關(guān)影響因素,為目前涉及鋼筋材料的工程應(yīng)用中的工藝改進(jìn)提供理論支撐和后續(xù)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究提供參考。對(duì)于普通鋼筋混凝土中鋼筋銹蝕行為的測(cè)試與表征方法國(guó)內(nèi)外目前還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),常用的無損檢測(cè)方法主要有分析法、物理法和電化學(xué)方法�；炷林袖摻钿P蝕是一種電化學(xué)過程,電化學(xué)測(cè)試技術(shù)是反映其本質(zhì)過程的有力手段。本文首先對(duì)電化學(xué)測(cè)試方法的相關(guān)參數(shù)和測(cè)試條件進(jìn)行了探究,明確了電化學(xué)測(cè)試體系中所用電解質(zhì)溶液;試驗(yàn)在分析MPC基體性質(zhì)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建磷酸鎂水泥體系中鋼筋電極系統(tǒng)的等效電路模型,并進(jìn)行了數(shù)值擬合和誤差分析。結(jié)果表明,試件在所選電解質(zhì)溶液中均能在測(cè)試時(shí)間內(nèi)達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)(100s內(nèi)電位變化在0.5m V以內(nèi)),且溶液與孔溶液相似度越高越容易穩(wěn)定;不同電解質(zhì)溶液中同一試件測(cè)試數(shù)值存在差異,故OPC和MPC工作電極的測(cè)試均選擇飽和Ca(OH)2溶液作為電解質(zhì)溶液;考慮到MPC基體的特殊性質(zhì),構(gòu)建的電極系統(tǒng)的等效電路模型編碼為(Cc Rc)(Cb Rb)(Cdl(Rp Q)),擬合結(jié)果表明等效電路精度較高,能夠完成本試驗(yàn)中的擬合任務(wù)�；趯�(duì)磷酸鎂水泥體系中鋼筋電極電化學(xué)測(cè)試的研究結(jié)果,通過對(duì)相同條件下MPC試件和OPC試件中鋼筋電極在干濕循環(huán)制度下銹蝕行為規(guī)律的測(cè)試,明確了MPC體系對(duì)鋼筋的優(yōu)異保護(hù)作用,并分析了保護(hù)作用機(jī)理;試驗(yàn)還對(duì)不同MPC系統(tǒng)、不同干濕循環(huán)制度下的試件中鋼筋電極的銹蝕行為進(jìn)行了研究,探討了影響MPC基體性能的不同因素對(duì)銹蝕行為的影響。結(jié)果顯示,鋼筋在MPC體系中表面難以形成穩(wěn)定的保護(hù)膜層,具有較大的銹蝕傾向,且銹蝕反應(yīng)一直存在,由于基體的穩(wěn)定性和對(duì)電荷和物質(zhì)傳輸?shù)膹?qiáng)力阻礙作用,MPC較之OPC對(duì)鋼筋具有優(yōu)異的保護(hù)作用;MPC體系中凈漿、砂漿、混凝土試件對(duì)鋼筋的保護(hù)作用依次減弱;高濃度Cl-溶液和Cl-和SO42-混合溶液對(duì)MPC中鋼筋的銹蝕行為影響顯著;一定范圍內(nèi)試件水灰比越大,對(duì)鋼筋的保護(hù)作用越弱,緩凝劑摻量為8~10%,M/P值在4時(shí),對(duì)鋼筋的保護(hù)作用較為穩(wěn)定。研究了不同影響因素對(duì)MPC體系中鋼筋銹蝕行為的影響,試驗(yàn)主要從不同的鋼筋類型、基體材料組分、施工工藝及摻合料摻量四個(gè)方面進(jìn)行了研究,獲得的主要結(jié)果有:優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼在MPC體系中更為穩(wěn)定,耐銹蝕能力更強(qiáng);鋼筋表面處理程度對(duì)鋼筋的銹蝕行為具有顯著影響,供貨狀態(tài)的鋼筋電極在MPC體系中更為穩(wěn)定,MPC基體對(duì)其保護(hù)作用更好;以磷酸二氫鉀代替磷酸二氫銨作為供磷組分,前期鉀系MPC中鋼筋更為穩(wěn)定;鋼筋表面涂覆優(yōu)質(zhì)MPC凈漿后再成型的施工工藝能夠有效的改善早期鋼筋銹蝕問題,且不影響MPC對(duì)鋼筋的長(zhǎng)期保護(hù)作用;摻加摻合料并沒有明顯體現(xiàn)出對(duì)MPC中鋼筋銹蝕行為的改善作用,還需對(duì)其長(zhǎng)期銹蝕行為的測(cè)試結(jié)果和開展更為細(xì)化的試驗(yàn)來進(jìn)一步判斷。
【關(guān)鍵詞】：磷酸鎂水泥體系 鋼筋銹蝕 電化學(xué)測(cè)試 交流阻抗譜 護(hù)筋機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1;TQ172.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 磷酸鎂水泥國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.1.1 磷酸鎂水泥的制備及水化機(jī)理11-12
• 1.1.2 磷酸鎂水泥的優(yōu)異性能與推廣應(yīng)用12
• 1.1.3 磷酸鎂水泥對(duì)鋼筋的防護(hù)分析12-13
• 1.2 混凝土中鋼筋銹蝕行為研究13-16
• 1.2.1 混凝土中鋼筋銹蝕的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 混凝土中鋼筋銹蝕的測(cè)試與表征方法14-15
• 1.2.3 混凝土中鋼筋阻銹與防護(hù)15-16
• 1.3 本課題的提出與研究?jī)?nèi)容16
• 1.4 課題研究的學(xué)術(shù)與實(shí)用意義16-18
• 2 原材料與試驗(yàn)方法18-26
• 2.1 原材料18-22
• 2.1.1 水泥18-20
• 2.1.2 鋼筋20
• 2.1.3 細(xì)集料20
• 2.1.4 粗集料20-21
• 2.1.5 礦物摻合料21-22
• 2.1.6 外加劑22
• 2.1.7 水22
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備22
• 2.3 試驗(yàn)方法22-25
• 2.3.1 鋼筋電極的處理22-23
• 2.3.2 工作電極的制備方法23-24
• 2.3.3 干濕循環(huán)制度24
• 2.3.4 鋼筋銹蝕行為的電化學(xué)測(cè)試方法24-25
• 2.4 其他測(cè)試方法25-26
• 3 磷酸鎂水泥體系中鋼筋銹蝕行為電化學(xué)測(cè)試探究26-38
• 3.1 電化學(xué)方法測(cè)試原理26-28
• 3.2 磷酸鎂水泥體系中鋼筋銹蝕行為電化學(xué)測(cè)試方法研究28-35
• 3.2.1 測(cè)試體系電解質(zhì)溶液選擇28-32
• 3.2.2 MPC體系中等效電路探索32-35
• 3.3 本章小結(jié)35-38
• 4 磷酸鎂水泥體系中鋼筋銹蝕行為規(guī)律研究38-58
• 4.1 MPC與OPC體系中鋼筋銹蝕行為研究38-44
• 4.2 不同系統(tǒng)及干濕循環(huán)制度中鋼筋銹蝕行為研究44-50
• 4.2.1 MPC凈漿、砂漿、混凝土中鋼筋的銹蝕行為對(duì)比44-48
• 4.2.2 不同浸潤(rùn)環(huán)境對(duì)MPC中鋼筋銹蝕行為的影響48-50
• 4.3 不同因素對(duì)MPC中鋼筋銹蝕行為的研究50-56
• 4.3.1 水灰比對(duì)MPC中鋼筋銹蝕行為的影響50-52
• 4.3.2 M/P值對(duì)MPC中鋼筋銹蝕行為的影響52-54
• 4.3.3 緩凝劑對(duì)MPC中鋼筋銹蝕行為的影響54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 5 磷酸鎂水泥體系中鋼筋銹蝕行為影響因素研究58-72
• 5.1 不同類型鋼筋在磷酸鎂水泥體系中的銹蝕行為58-60
• 5.2 材料、工藝對(duì)鋼筋在磷酸鎂水泥體系中的銹蝕行為影響60-65
• 5.2.1 鋼筋處理程度對(duì)其在磷酸鎂水泥體系中的銹蝕行為影響60-61
• 5.2.2 磷酸鎂水泥組分對(duì)鋼筋銹蝕行為的影響61-64
• 5.2.3 鋼筋表面涂覆MPC后成型對(duì)其銹蝕行為的影響64-65
• 5.3 摻合料對(duì)磷酸鎂水泥體系中鋼筋銹蝕行為的影響65-70
• 5.3.1 不同粉煤灰摻量對(duì)鋼筋銹蝕行為的影響65-67
• 5.3.2 不同礦渣粉摻量對(duì)鋼筋銹蝕行為的影響67-69
• 5.3.3 不同硅灰摻量對(duì)鋼筋銹蝕行為的影響69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 6 結(jié)論與展望72-76
• 6.1 主要結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-76
• 致謝76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 附錄82
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄82
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目82

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本文編號(hào)：833850