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纳米及微粉颗粒改性水泥基材料抗氯盐性研究

张世义  
【摘要】:海洋环境以及冬季融雪剂中富含的氯离子导致混凝土结构不可避免地发生不同程度的损伤、破坏,影响结构的正常使用和安全、耐久性能,甚至引发工程事故。如何提高氯盐环境下混凝土结构的耐久性已经成为国内外土木工程界面临的工程难题,逐步引起国内外学者的普遍关注。为了从根本上提高混凝土结构的抗氯离子侵蚀性能以增强其耐久性,开展新型高耐久性混凝土材料的研发工作势在必行。综观国内外有关改性水泥基材料性能方面的研究现状,在国家自然科学基金资助下,主要研究了纳米粘土和矿渣微粉(下文简称矿粉)两种材料对水泥基材料性能的改性机理,并分别对改性水泥基材料的力学性能和抗氯盐侵蚀性能进行了试验研究与理论分析,研究工作主要包括以下内容: 1.纳米粘土材料在水泥材料中的分散技术研究。研究了机械分散和人工分散两种分散方式、分散时间对纳米粘土颗粒在水泥中分散性的影响,通过电镜扫描试验(SEM)和压汞试验探讨了纳米粘土对水泥微观结构及孔结构的改善作用;分析了纳米粘土在水泥材料中分散性的影响因素,讨论了纳米粘土改性水泥微观结构及孔结构的影响规律和改善机理。 2.纳米粘土改性水泥基材料性能和耐久性研究。研究了纳米粘土改性水泥浆的工作性能;对比分析了不同掺量、养护龄期对纳米粘土颗粒改性水泥基材料的力学性能、氯离子扩散系数及抗冻性能等耐久性指标的影响规律,探讨了纳米粘土对水泥基材料氯离子扩散系数及抗冻性耐久性指标的改善机理。 3.矿粉改性水泥基材料性能和耐久性研究。通过抗折、抗压强度试验,研究了矿粉对水泥早期强度的影响规律;得到了矿粉改性水泥胶砂的氯离子扩散系数,对比分析了不同掺量矿粉对不同养护龄期时的水泥胶砂抗氯离子渗透性的影响规律;探讨了矿粉对水泥基材料的改性机理。


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