水泥基復(fù)合材料固化氯離子的研究.pdf

1、鋼筋銹蝕是造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要原因之一，而混凝土中的氯離子是引起鋼筋銹蝕的最重要因素?；炷聊芄袒糠致入x子，降低鋼筋表面的氯離子濃度，減小氯離子的擴(kuò)散速率，延緩鋼筋銹蝕的發(fā)生。因此，研究混凝土中氯離子的傳輸與混凝土的壽命預(yù)測(cè)必須考慮混凝土對(duì)氯離子的固化作用。
　　本文首先開展了水泥基復(fù)合材料固化氯離子的機(jī)理研究，運(yùn)用化學(xué)分析方法、X射線衍射法、高分辨率魔角旋轉(zhuǎn)核磁共振波譜法、激光共聚焦拉曼光譜法研究了水泥基復(fù)合材料化學(xué)結(jié)

2、合氯離子生成Friedel鹽的機(jī)理和物理吸附氯離子的機(jī)理；其次研究了硅酸鹽水泥固化氯離子的規(guī)律，建立了硅酸鹽水泥固化氯離子的預(yù)測(cè)模型，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證；最后研究礦渣本身和礦渣水泥復(fù)合膠凝材料，粉煤灰本身和粉煤灰水泥復(fù)合膠凝材料固化氯離子的規(guī)律，建立了礦渣水泥復(fù)合膠凝材料和粉煤灰水泥復(fù)合膠凝材料固化氯離子的預(yù)測(cè)模型，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明：
　　無論是否存在硫酸根，水泥礦物鋁酸三鈣（C3A）均能與氯鹽直接發(fā)生反應(yīng)

3、生成 Friedel鹽，不存在 C3A礦物與所有的硫酸根反應(yīng)完后才能與氯離子反應(yīng)生成Friedel鹽的問題，探明了Friedel鹽的直接反應(yīng)生成機(jī)理。水化鋁酸鈣能夠通過氫氧根與氯離子的離子交換生成Friedel鹽而固化氯離子；單硫型水化硫鋁酸鈣能夠通過硫酸根與氯離子的離子交換生成Friedel鹽而固化氯離子；鈣礬石不具有化學(xué)結(jié)合氯離子的能力，但可以通過物理吸附作用固化氯離子；水化硅酸鈣吸附氯離子的能力與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，當(dāng)水化硅酸鈣的鈣硅比為

4、1.2時(shí)，水化硅酸鈣硅氧四面體的平均鏈長(zhǎng)為4，此時(shí)其吸附氯離子的能力最強(qiáng)。
　　隨著硅酸鹽水泥水化程度的增加，其固化氯離子的能力下降；隨著侵蝕液中的氫氧根離子濃度升高，硅酸鹽水泥固化氯離子的能力下降；與鈉離子相比，侵蝕液中的鈣離子能增強(qiáng)硅酸鹽水泥固化氯離子的能力。通過硅酸鹽水泥各種水化產(chǎn)物固化氯離子能力的經(jīng)驗(yàn)公式，結(jié)合硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物的定量計(jì)算，建立了硅酸鹽水泥固化氯離子的預(yù)測(cè)模型。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了預(yù)測(cè)模型的可靠性。
　

5、　建立了石灰-礦渣（石灰-粉煤灰）漿體中礦渣（粉煤灰）水化程度的計(jì)算公式，求出了石灰-礦渣（石灰-粉煤灰）漿體的水化程度。隨著侵蝕液中的氯離子濃度升高，石灰-礦渣漿體和石灰-粉煤灰漿體固化氯離子的能力增強(qiáng)。隨著侵蝕液中的pH值升高，石灰-礦渣漿體固化氯離子的能力降低，但與硅酸鹽水泥相比，其降低的趨勢(shì)更加明顯；隨著侵蝕液溫度的升高，與硅酸鹽水泥固化氯離子的情況相反，石灰-礦渣漿體固化氯離子的能力增強(qiáng)。與鈉離子相比，侵蝕液中的鈣離子能增強(qiáng)石

6、灰-粉煤灰漿體固化氯離子的能力。
　　隨著礦渣摻量的增加，礦渣水泥復(fù)合膠凝材料固化氯離子的能力先增大后減小，礦渣摻量為50％時(shí)，礦渣水泥復(fù)合膠凝材料固化氯離子能力最強(qiáng)。隨著侵蝕液中的氯離子濃度升高，礦渣水泥復(fù)合膠凝材料和粉煤灰水泥復(fù)合膠凝材料固化氯離子的能力增強(qiáng)。隨著侵蝕液中的pH值升高，礦渣水泥復(fù)合膠凝材料固化氯離子的能力降低。粉煤灰摻量超過30%時(shí)粉煤灰水泥復(fù)合膠凝材料固化氯離子的能力增幅不大。與鈉離子相比，侵蝕液中的鈣離子能

7、增強(qiáng)粉煤灰水泥復(fù)合膠凝材料固化氯離子的能力。
　　建立了礦渣水泥（粉煤灰水泥）復(fù)合膠凝材料中礦渣（粉煤灰）水化程度的計(jì)算公式，求出了某一水化齡期時(shí)礦渣水泥（粉煤灰水泥）復(fù)合膠凝材料中礦渣（粉煤灰）的水化程度。通過礦渣（粉煤灰）本身和參比硅酸鹽水泥固化氯離子的規(guī)律，建立了礦渣水泥（粉煤灰水泥）復(fù)合膠凝材料固化氯離子的預(yù)測(cè)模型。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比表明，預(yù)測(cè)結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性，同時(shí)粉煤灰水泥復(fù)合膠凝材料預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度