西部鹵水環(huán)境會導致混凝土性能退化甚至結構破壞,使混凝土服役壽命大幅縮短�；炷聊z凝漿體作為其基本單元,決定了混凝土的力學性能和耐久性能,因此探明鹵水中Cl~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)等侵蝕性離子對混凝土膠凝漿體的水化產(chǎn)物組成及漿體微結構的影響機理,可為西部鹵水侵蝕環(huán)境下混凝土的設計提供依據(jù)。本文依托國家“973”計劃項目“嚴酷環(huán)境下混凝土材料與結構長壽命的基礎研究”(2015CB655100),采用XRD、SEM-EDS、~(29)Si、~(27)Al NMR和BET氮氣吸附等測試技術,研究了Cl~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)離子單獨或耦合侵蝕對C-(A)-S-H凝膠微結構的影響規(guī)律,并在此基礎上研究了鹵水侵蝕對水泥粉煤灰復合膠凝漿體中的水化產(chǎn)物組成、含鋁相產(chǎn)物轉變以及C-S-H凝膠微結構的影響規(guī)律。得出如下主要結論:(1)NaCl侵蝕對C-(A)-S-H凝膠微結構影響較弱;NaCl+NaSO_4侵蝕導致C-(A)-S-H凝膠微結構發(fā)生顯著演變,NaCl+NaSO_4的侵蝕下C-S-H凝膠Ca/Si和Al[4]/Si降低和MCL增大主要為SO_4~(2-)侵蝕作用。NaCl+MgSO_4侵蝕C-(A)-S-H凝膠時,C-(A)-S-H凝膠的Ca/Si和Al[4]/Si降低幅度較NaCl+NaSO_4侵蝕時大,C-(A)-S-H凝膠部分轉變成具有支鏈結構的M-S-H,Mg~(2+)和SO_4~(2-)耦合侵蝕比SO_4~(2-)侵蝕對C-(A)-S-H凝膠微結構的影響顯著。(2)低Ca/Si和摻入Al的C-(A)-S-H凝膠在NaCl、NaCl+NaSO_4或NaCl+MgSO_4侵蝕下其微結構參數(shù)(Ca/Si降低、MCL增加和Al[4]/Si降低)變化幅度均較高Ca/Si和未摻Al的C-S-H凝膠小,降低Ca/Si和Al摻雜可削弱SO_4~(2-)單獨侵蝕和Mg~(2+)與SO_4~(2-)耦合侵蝕對C-(A)-S-H凝膠的脫鋁、脫鈣作用,提高C-(A)-S-H凝膠在SO_4~(2-)和Mg~(2+)侵蝕下熱力學穩(wěn)定性。(3)SO_4~(2-)侵蝕導致C-(A)-S-H凝膠的平均孔徑、累積孔容和比表面積減小;低Ca/Si和Al摻雜的C-(A)-S-H凝膠在SO_4~(2-)侵蝕下,平均孔徑、累積孔容和比表面積減小程度比高Ca/Si和未摻雜Al的C-S-H凝膠的減小程度要小,降低Ca/Si或Al摻雜可削弱SO_4~(2-)侵蝕對C-(A)-S-H凝膠孔結構的影響。SO_4~(2-)侵蝕C-(A)-S-H凝膠導致其對Cl~-吸附量降低。(4)相比同齡期水中養(yǎng)護,鹵水侵蝕可提高膠凝漿體中水泥和粉煤灰的水化程度,降低膠凝漿體中Ca(OH)_2、AFm和TAH含量,增加AFt和Friedel鹽生成量;鹵水侵蝕可導致C-(A)-S-H凝膠Ca/Si降低,硅氧四面體聚合度增加、MCL增大,處于硅氧鏈上橋位置Al[4]量減小,Al[4]/Si下降,上述C-(A)-S-H凝膠微結構參數(shù)變化幅度隨著鹵水侵蝕齡期的延長而增大,鹵水侵蝕可導致膠凝漿體中C-(A)-S-H凝膠微結構發(fā)生顯著演變。(5)在水中養(yǎng)護和鹵水侵蝕下,隨著粉煤灰摻量增加,膠凝漿體中C-(A)-S-H凝膠的Ca/Si降低,Al[4]/Si增大,MCL增大。相比水中養(yǎng)護,鹵水侵蝕導致膠凝漿體中C-(A)-S-H凝膠的Ca/Si和Al[4]/Si均降低,MCL增大,其變化幅度隨著粉煤灰摻量的增加而減小,粉煤灰可削弱鹵水侵蝕對膠凝漿體中C-(A)-S-H凝膠脫鋁、脫鈣作用,提高鹵水侵蝕下膠凝漿體中C-(A)-S-H凝膠的熱力學穩(wěn)定性。鹵水侵蝕下,隨著粉煤灰摻量增加,Ca(OH)_2和AFt生成量減小,Friedel鹽生成量增加,粉煤灰可以提升鹵水侵蝕條件下漿體的Cl~-固化能力和抗硫酸鹽侵蝕能力。(6)在鹵水侵蝕下,隨著水膠比的增大,水泥粉煤灰膠凝漿體中Friedel鹽、CaSO_4·2H_2O和AFt生成量增多,C-A-S-H凝膠中處于硅氧鏈橋位置Al[4]向AFt和Friedel鹽中的Al[6]轉變,Al[4]/Si降低,C-A-S-H凝膠的硅氧四面體聚合度和MCL增大,C-A-S-H凝膠脫鋁、脫鈣嚴重,降低水膠比可削弱鹵水導致膠凝漿體中C-A-S-H凝膠微結構演變和含鋁相水化產(chǎn)物的轉變程度。本文研究成果為探明西部鹵水侵蝕環(huán)境下混凝土膠凝漿體微結構形成、演變與性能退化機理奠定了基礎。
【學位單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

（3）鹽結晶抑制劑對水泥-粉煤灰膠凝漿體微結構的影響研究鹽結晶抑制劑（一種有機無機復合材料）對水泥-粉煤灰漿體的水化放熱和微觀形貌的影響；研究不同鹽結晶抑制劑摻量的水泥-粉煤灰漿體在鹵水侵蝕作用下，侵蝕不同齡期的漿體侵蝕產(chǎn)物組成、C-S-H 微結構的形成與演變規(guī)律、含鋁相產(chǎn)物的轉變。技術路線如圖 1-2 所示：

放在可控溫的磁力攪拌機上，然后將 Ca(NO3)2·4H2入其中，接著再逐滴加入 Al(NO3)3·9H2O 溶液，邊滴加邊攪拌以保。全部滴加完后，通過加入 NaOH 調節(jié)溶液 pH 值在 13 以上。反成后，將錐形瓶瓶口用凡士林密封，調節(jié)磁力攪拌機溫度為 60℃應 28d 后將產(chǎn)物取出進行抽濾。濾渣倒入燒杯中，然后用去離子濾 3 遍，最后一遍盡可能抽干，最后將濾渣置于 50℃真空干燥箱（真空度為 0.07MPa），載轉至專用真空干燥皿中備用。C-(A)-S程見圖 2-1。

NaCl+Na2SO4侵蝕 NaCl+MgSO4侵蝕(c) Ca/Si=0.8圖 2-2 不同鈣硅比的 C-S-H 凝膠在不同侵蝕環(huán)境下的 SEM-EDS 圖譜表 2-1 侵蝕前后 C-S-H 的 Ca/Si 實測結果設計 Ca/Si實測 Ca/Si未侵蝕 NaCl NaCl+Na2SO4NaCl+MgSO41.7 1.61 1.67 1.32 --1.3 1.28 1.26 1.08 --0.8 0.76 0.74 0.71 --由圖 2-2 和表 2-1 可知，NaCl 侵蝕后 C-S-H 凝膠 Ca/Si 變化不大，設計Ca/Si=1.7、1.3、0.8 的 C-S-H 凝膠經(jīng) NaCl 侵蝕后 Ca/Si 由原來的 1.61、1.28 和0.76 變?yōu)?1.67、1.26 和 0.74，變化幅度在 1.56%~3.73%之間，說明 Cl-對 C-S-H凝膠 Ca/Si 沒有明顯的影響，即 Cl-的侵蝕脫鈣作用較弱。NaCl 和 Na2SO4共同侵蝕作用下，C-S-H 凝膠 Ca/Si 分別降至 1.32、1.08 和 0.76，降幅分別為 18.01%、

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本文編號：2808580