外加剂对桥梁混凝土长期耐久性的影响与关键应用技术研究

摘要

混凝土外加剂是混凝土组成材料之一，它是混凝土中除胶凝材料、砂、石、水以外的第五种组成部分。在混凝土中使用外加剂已被公认为是提高混凝土力学性能、改善混凝土工作性和长期耐久性、节省生产能耗、保护环境等方面的最有效措施。目前的外加剂品种已经从最早的木钙类发展到聚羧酸系列的减水剂，且外加剂的生产厂家众多，生产与技术管理能力参差不齐，导致外加剂在实际应用中经常出现问题，本文就外加剂对混凝土力学性能与耐久性的影响规律进行研究，并在此基础上，对外加剂在实际工程中的应用提出指导意见或建议。 对江苏省高速公路桥梁混凝土工程中所使用的外加剂进行调研，并对调研样品进行外加剂性能与掺外加剂混凝土的性能检验，选取调研中使用较为广泛的，具有代表性的外加剂进行外加剂对C40高速公路桥梁混凝土的力学性能和耐久性试验研究，试验结果表明： 木钙类的减水剂对混凝土的强度与泌水情况改善作用不是很明显，但是由于它本身的引气作用，使其具有良好的抗冻融性能。 萘系类是目前为止用量最大的一种减水剂，但由于复配技术不一，性能差异较大。不能很好改善混凝土泌水情况，但是抗压强度比较高，比木钙类减水剂，具有更好的耐久性能。 不同萘系品种之间，其匀质性指标硫酸钠含量存在较大差异，研究不同硫酸钠掺量下，对混凝土耐久性的影响，硫酸钠含量的增大，会降低混凝土的流动性；在减水剂掺量一定的前提下，可以提高混凝土的强度。在合适的掺量下，有助于改善混凝土的抗碳化、抵抗氯离子渗透能力。 聚羧酸类减水剂，掺量小，混凝土的流动性大，且保坍性较好。具有良好的耐久性。 单一型的早强剂早期可以提高混凝土的早期强度，后期会出现强度降低，工作性较差，对混凝土碳化、氯离子渗透的性能有所改善。抗冻性不高，因此，不宜单独使用早强剂，需要复掺一定的减水组分。 膨胀剂，由于其水化产物体积大于其自身体积，发生膨胀，使水泥石内部结构致密，有助于提高其混凝土的密实度和抗渗性能。 本文通过试验研究，不同品种的外加剂各有其自身的优劣之处，可以为混凝土在工程中的应用提供一定的技术支持。在使用中应根据其具体的使用环境选择合适的外加剂品种，并注意应用技术与质量控制。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景与研究目的

1.1.1外加剂历史与研究进展

1.1.2存在的主要问题

1.2本文的主要研究内容

第二章外加剂在江苏高速公路桥梁混凝土中应用调研

2.1江苏高速公路的建设和发展

2.2混凝土外加剂应用技术研究的重要性

2.3混凝土外加剂在江苏高速公路中的应用现状

2.4小结

第三章原材料性能、试验方法及配合比设计

3.1原材料

3.2试验方法

3.3混凝土配合比设计

3.3.1配合比设计法则

3.3.2设计方法

3.4试验配合比确定

3.5小结

第四章不同品种外加剂及其混凝土性能研究

4.1外加剂匀质性试验

4.1.1试验目的

4.1.2试验项目与质量指标

4.1.3试验结果

4.1.4试验结果分析

4.2掺外加剂混凝土性能试验

4.2.1原材料

4.2.2按缓凝高效减水剂标准试验

4.2.3按泵送剂标准试验

4.3小结

第五章外加剂对混凝土工作性和力学性能的影响

5.1试验配合比

5.2混凝土工作性

5.2.1试验结果

5.2.2试验结果分析

5.3混凝土力学性能

5.4小结

第六章外加剂对C40混凝土耐久性的影响

6.1对氯离子渗透性能的影响

6.1.1氯离子渗透性能试验结果

6.1.2氯离子渗透性能试验结果分析

6.2对抗碳化性能的影响

6.2.1抗碳化性能试验结果

6.2.2抗碳化性能试验结果分析

6.3对抗冻性的影响

6.3.1抗冻性能试验结果

6.3.2抗冻性能试验结果分析

6.4微观机理分析

6.4.1孔结构分析

6.4.2混凝土微观分析

6.5小结

第七章萘系外加剂中硫酸钠含量对细石混凝土性能的影响

7.1原材料与配合比

7.1.1原材料

7.1.2试验配合比

7.2试验结果与分析

7.2.1硫酸钠含量对水泥净浆流动性的影响

7.2.2不同硫酸钠含量的外加剂的表面张力

7.2.3力学性能试验结果

7.2.4收缩性能

7.2.5抗裂性能

7.2.6碳化试验

7.2.7抗冻性试验

7.2.8 Cl-渗透

7.3机理分析

7.3.1混凝土力学性能的影响

7.3.2混凝士变形的影响

7.3.3混凝土耐久性的影响

7.4小结

第八章外加剂的关键应用技术与质量控制方法

8.1混凝土外加剂品种的选用及其掺量的确定

8.1.1外加剂的选用原则

8.1.2外加剂掺量的确定方法

8.2外加剂的匀质性检验

8.3掺外加剂混凝土的性能检验

8.4外加剂与水泥的适应性及其改善方法

8.4.1外加剂与胶凝材料不适应的表现形式

8.4.2化学外加剂与水泥不适应的原因分析

8.4.3解决外加剂与胶凝材料不适应问题的技术措施

8.5外加剂应用中应该注意的问题

8.5.1普通减水剂

8.5.2缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂

8.5.3膨胀型外加剂

8.5.4早强型外加剂

8.6外加剂应用技术要点

8.7小结

第九章结论与展望

9.1结论

9.2展望

参考文献

致谢

作者在学期间发表的论文与取得的学术成果清单