硫鋁酸鹽水泥基高性能混凝土的結(jié)構(gòu)-性能及工程應(yīng)用研究.pdf

1、隨著混凝土科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，混凝土建筑物的使用范圍越來越廣，在許多環(huán)境惡劣的地方需要建筑混凝土工程，就必須要求所使用的混凝土具有優(yōu)異的耐久性能，以確保建筑物的工作年限。根據(jù)目前普通硅酸鹽水泥基混凝土的發(fā)展和應(yīng)用情況，結(jié)合許多特殊位置建筑物的性能劣化原因，提出了在工作環(huán)境嚴(yán)酷的地方用硫鋁酸鹽水泥基高性能混凝土（HPC）代替普通硅酸鹽水泥基混凝土的發(fā)展思路。 本文旨在利用硫鋁酸鹽水泥（SAC）的快硬、早強(qiáng)、高強(qiáng)以及抗硫酸鹽侵蝕性

2、能好等性能優(yōu)勢，借鑒普通硅酸鹽水泥基HPC的應(yīng)用技術(shù)，將硫鋁酸鹽水泥基混凝土生產(chǎn)技術(shù)高性能化。 本文根據(jù)SAC的性能特點，首先對其性能優(yōu)化研究，以克服存在的性能缺陷。研究了能有效控制SAC快凝的緩凝劑H；能提高SAC的抗壓強(qiáng)度，又能和SAC相容的高效減水劑AS；根據(jù)超細(xì)礦渣和粉煤灰的性能特點，利用性能優(yōu)勢互補(bǔ)原理進(jìn)行了復(fù)合，通過復(fù)合摻和料代替20%的SAC，以改善SAC水化放熱速度太快的問題；利用增粘劑改善高效減水劑引起的離析、

3、板結(jié)和泌水問題。 研究了水灰比、復(fù)合摻和料、引氣劑等因素對硫鋁酸鹽水泥基HPC力學(xué)性能的影響，并與普通硅酸鹽水泥基HPC進(jìn)行了性能對比，以證實硫鋁酸鹽水泥基HPC具有較高的早期強(qiáng)度和穩(wěn)定增長的后期強(qiáng)度。 研究了硫鋁酸鹽水泥基HPC的耐久性能。驗證了摻加摻和料的SAC在不同水灰比條件下的抗硫酸鹽侵蝕性能；研究了水灰比、復(fù)合摻和料、引氣劑對硫鋁酸鹽水泥基HPC抗?jié)B性能、抗凍性能和抗碳化性能的影響；同時與普通硅酸鹽水泥基HPC

4、進(jìn)行了相同條件的性能比較；建立了硫鋁酸鹽水泥基HPC的碳化速度和保護(hù)層的壽命關(guān)系預(yù)測模型。 利用SEM觀察了硫鋁酸鹽水泥基HPC的結(jié)構(gòu)形貌和水泥水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征，比較了水灰比和復(fù)合摻和料、引氣劑對硫鋁酸鹽水泥基HPC結(jié)構(gòu)及界面的影響，分析了碳化前后硫鋁酸鹽水泥水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征變化情況，根據(jù)能譜結(jié)果證明了碳化能引起AFt分解。利用XRD分析了硫鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物以及碳化后水化產(chǎn)物的變化情況，證明AFt的特征峰在碳化后消失。利

5、用MIP測定了硫鋁酸鹽水泥基HPC在加入摻和料和引氣劑后的孔隙率和孔結(jié)構(gòu)分布變化情況，分析了引氣劑提高混凝土抗凍性能的機(jī)理。 研究了煙臺-威海高速公路金山港大橋的病害原理及修補(bǔ)方案，制定了含鋇硫鋁酸鹽水泥水下不分散混凝土和HPC的應(yīng)用方案，成功將受到海水侵蝕損壞的大橋修補(bǔ)。 以上研究結(jié)果表明：利用高效減水劑AS和緩凝劑H可以有效控制硫鋁酸鹽水泥的水灰比和凝結(jié)時間；水灰比降低，硫鋁酸鹽水泥基HPC的強(qiáng)度明顯提高，控制水灰比

6、0．38以下就具有很好的力學(xué)性能；摻加20%摻和料的硫鋁酸鹽水泥有很好的抗硫酸鹽和鎂鹽侵蝕的能力，加入摻和料可以提高混凝土的抗碳化性能，抗凍性能和抗?jié)B性能下降；引氣劑可以大幅提高混凝土的抗凍性能，降低抗?jié)B性能和抗碳化性能。 根據(jù)以上研究結(jié)果，可以科學(xué)配制性能不同的硫鋁酸鹽水泥基HPC，保證不同性能需求的工程安全。 總之，以科學(xué)的理論和先進(jìn)的技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合材料的性能特點和優(yōu)勢，從混凝土材料性能劣化的原因著手，通過優(yōu)化內(nèi)因