碱激发材料氯离子传输特性及测试方法研究

摘要

硅酸盐水泥及混凝土制品在日常生活中有着广泛的应用，随着社会的发展和环保意识的增强，硅酸盐水泥引起的环境问题日益突出，急需寻找一种可持续发展的材料来减少硅酸盐水泥的应用，碱激发材料便是其中一种。碱激发材料主要由碱性激发剂和胶凝组分组成，常用碱性激发剂为苛性碱和碱性盐，胶凝材料主要来源于工业副产品等铝硅酸盐材料，通常包括粒化高炉矿渣、磷渣、钢渣、粉煤灰和偏高岭土等。抗氯离子渗透性能是评价材料耐久性能的重要指标，但因浆体孔结构致密，孔溶液化学组成较为复杂，碱激发材料抗氯离子传输特性的研究较少。
　　水泥基材料中氯离子的传输是一个非常复杂的过程，氯离子传输试验方法主要有自然扩散法和电加速法。自然扩散试验方法比较符合实际情况，但试验耗时太长且操作繁琐，因此电加速试验方法不断被提出和改进，以期能在较短时间内得出较为准确的反映混凝土抗氯离子传输性能的试验结果。非稳态电迁移试验（NT build492）和电通量试验（ASTM C1202）是评估混凝土抗氯离子传输性能的常用试验方法，但这两种方法能否应用于碱激发材料还需研究。研究表明，水泥基材料孔溶液中氯离子有浓聚现象，但这种现象是否出现在碱激发材料中，目前尚无文献研究。
　　本文采用非稳态电迁移试验和电通量试验研究了水玻璃模数、粉煤灰掺量、碱掺量和养护制度对碱激发砂浆抗氯离子传输性的影响，并对比这两种试验方法的结果，分析非稳态电迁移试验和电通量试验在评价碱激发材料抗氯离子传输特性的适用性。初步研究了净浆薄片在自然浸泡至氯离子分布均匀的情况下，碱激发材料孔溶液中氯离子浓聚现象。
　　碱激发砂浆氯离子传输特性及测试方法研究结果表明：在一定范围内增加水玻璃模数和碱掺量，能增强体系的抗压强度和抗氯离子传输特性，粉煤灰的掺入会降低体系的抗压强度和抗氯离子传输特性，蒸汽养护条件对砂浆抗压强度和抗氯离子传输特性产生不利的影响。电迁移系数可以表征碱激发材料的抗氯离子传输特性，电通量可能会错误的表征其抗氯离子传输特性，电迁移系数与电通量值不存在线性相关性，不宜通过简单的公式将碱激发材料的电通量换算成电迁移系数。
　　碱激发矿渣浆体孔溶液中氯离子浓聚研究结果表明：与普通硅酸盐水泥净浆薄片相比，碱激发矿渣净浆薄片氯离子分布达到均匀需要更长的浸泡时间，碱激发矿渣浆体孔溶液中也存在氯离子浓聚现象。浓聚系数随水玻璃模数和碱掺量的增大而增大；粉煤灰取代一定量的矿渣时，随着粉煤灰取代量的增大，浓聚系数先增大后减小；随着浸泡液中氯离子浓度的增加，氯离子浓聚系数逐渐降低。

目录

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2研究目的和意义

1.3研究方法和内容

第2章 文献综述

2.1水泥基材料氯离子传输机理及试验方法

2.2碱激发材料氯离子传输性能的测试

2.3碱激发材料氯离子传输性能的影响因素

2.4现有测试方法对碱激发材料的适用性

2.5水泥基材料孔溶液中氯离子浓聚

2.6本章小结

第3章 原材料和测试方法

3.1原材料及其性能

3.2 试验方法

第4章 碱激发砂浆氯离子传输特性及测试方法评价

4.1前言

4.2配合比

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第5章 碱激发矿渣浆体孔溶液中氯离子的浓聚

5.1前言

5.2配合比

5.3试验结果与讨论

5.4本章小结

结论与建议

结论

建议

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文