石粉对硅酸盐水泥固化氯离子的影响及机理研究

摘要

随着天然砂资源的日益减少,机制砂在(普通)硅酸盐水泥混凝土中的应用越来越多。因此,如何更好的利用机制砂,尤其是机制砂中的石粉(粒径小于75μm的颗粒),是一个亟需解决的问题。本文以石灰岩、辉绿岩、闪长岩、白云岩、花岗岩和石英岩等六种不同岩性石粉为研究对象,对比研究了它们对硅酸盐水泥固化氯离子的影响。并通过研究六种岩性石粉对水泥浆体密实度,石灰岩石粉对水泥石孔结构与硅酸盐水泥水化产物的影响,进行了机理研究,试验结果表明:
　　(1)石灰岩石粉掺量在5％~20%、辉绿岩和闪长岩石粉在3%~15%、白云岩石粉在3%~5%、花岗岩石粉在10%~15%之间均可以改善硅酸盐水泥固化氯离子能力。石英岩石粉仅在早期(7d以前)对氯离子固化有利,但随着石英岩石粉比表面积的增加,硅酸盐水泥固化氯离子能力有所改善;随着外界氯离子浓度的增加,硅酸盐水泥固化氯离子能力增加。
　　(2)除白云岩石粉外,其余五种岩性石粉对水泥浆体密实度均有改善作用。水泥浆体获得最佳密实度时,石灰岩石粉掺量为20%,辉绿岩、闪长岩、白云岩和花岗岩石粉均为15%,石英岩石粉为10%。石灰岩和花岗岩石粉的比表面积越大,其填充效果越好,水泥浆体越密实。
　　(3)适量的石灰岩石粉可以改善水泥石孔结构,降低有害孔数量,且石灰岩石粉的比表面积越大,孔结构改善效果越好。
　　(4)利用X射线衍射研究了石灰岩石粉对硅酸盐水泥水化产物中Ca(OH)2生成量的影响,得出在早期(28d以前)少量的石灰岩石粉延缓了硅酸盐水泥的水化,大量加入反而有利于促进其水化;后期随石灰岩石粉掺量的增加,硅酸盐水泥水化程度增加,但水化增进率降低。且石灰岩石粉具有一定的水化活性,可以与铝酸盐反应生成三碳型水化碳铝酸钙,同时阻止钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙转化。
　　以上结果表明,石粉由于和硅酸盐水泥的颗粒粒径接近,当被引入到硅酸盐水泥水化体系中,不可避免地会影响硅酸盐水泥水化产物的生成,并对硬化后的微观结构产生影响,从而影响了硅酸盐水泥固化氯离子的能力。这对指导含石粉机制砂在硅酸盐水泥混凝土中的应用具有重要的意义。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 石粉对混凝土性能影响的机理研究

1.4 混凝土抗氯离子侵蚀的研究

1.5 研究内容

2 原材料与试验方法

2.1 原材料

2.2 试验方法

3 石粉对硅酸盐水泥固化氯离子的影响

3.1 不同岩性石粉对硅酸盐水泥固化氯离子的影响

3.2 不同细度石粉对硅酸盐水泥固化氯离子的影响

3.3 氯盐溶液浓度对硅酸盐水泥固化氯离子的影响

3.4 石灰岩石粉掺加方式对硅酸盐水泥固化氯离子的影响

3.5 本章小结

4 石粉对水泥浆体密实度的影响

4.1 石灰岩石粉和活性掺合料对水泥浆体密实度的影响

4.2 不同岩性石粉对水泥浆体密实度的影响

4.3 不同细度石粉对水泥浆体密实度的影响

4.4 水泥石孔结构测试

4.5 本章小结

5 石灰岩石粉对硅酸盐水泥水化产物的影响机理分析

5.1 石灰岩石粉对硅酸盐水泥水化的影响

5.2 石灰岩石粉对硅酸盐水泥水化产物的影响

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

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