盐渍土环境下水下不分散混凝土耐腐蚀性能

摘要

盐渍土环境下，在输电线路工程中使用混凝土灌注桩，既面临水下浇筑混凝土时水泥浆流失的问题又面临腐蚀性离子如Cl-、SO42-侵蚀的问题。为解决此问题，本文依托于国家电网公司科技项目“强腐蚀环境下输电线路工程灌注桩基础防腐蚀关键技术研究”（GCB51201603093）展开了系列研究。 本文主要研究了水下不分散混凝土基本性能，以及在硫酸盐（SO42-，20000mg/L）、氯盐（Cl-，50000mg/L）和复合盐（SO42-，20000mg/L+Cl-，50000mg/L）环境下，粒化高炉矿渣粉和水胶比对水下不分散混凝土力学性能和耐腐蚀性能的影响。借助多种微观测试手段，研究了盐渍土环境下水下不分散混凝土腐蚀机理。主要研究成果如下： （1）水下不分散混凝土基本性能：粒化高炉矿渣粉可显著改善新拌水下不分散混凝土流动性但会明显降低混凝土抗分散性能，其掺量为20%、40%和60%时，混凝土120s时的坍扩度分别提高了6%、13%和15%而悬浊物含量分别增加了10%、23%和105%。 （2）水下不分散混凝土耐硫酸盐侵蚀性能：硫酸盐环境下，360d时，水胶比为0.50和0.40的混凝土抗压强度分别下降了19%和7%，水胶比为0.45的混凝土掺入20%、40%和60%粒化高炉矿渣粉后，抗压强度分别增加了13.2%、23.5%和25.7%，耐蚀系数分别达到0.9、0.92和0.94。降低水胶比和掺入粒化高炉矿渣粉可以明显提高混凝土耐硫酸盐侵蚀性能，粒化高炉矿渣粉最佳掺量为60%。水下不分散混凝土在硫酸盐环境下腐蚀产物既有钙矾石又有二水石膏，掺入粒化高炉矿渣粉可降低钙矾石和二水石膏生成量。 （3）水下不分散混凝土耐氯盐侵蚀性能：氯盐环境对水下不分散混凝土抗压强度不会产生不利影响。氯盐环境下混凝土耐蚀系数在0.95-1.0之间，水胶比和粒化高炉矿渣粉掺量对耐蚀系数没有影响。氯盐环境下水下不分散混凝土会产生弗里德尔盐（Friedel’s盐），掺入粒化高炉矿渣粉会增加Friedel’s盐的含量。 （4）水下不分散混凝土耐复合盐侵蚀性能：复合盐环境下，360d时，水胶比为0.50和0.40的混凝土抗压强度分别下降了13%和4%，水胶比为0.45的混凝土掺入20%、40%和60%粒化高炉矿渣粉后抗压强度分别增加了8.7%、16%和18.7%，耐蚀系数分别增加了0.07、0.07和0.11。降低水胶比和掺入粒化高炉矿渣粉均能显著提高混凝土耐复合盐侵蚀性能，粒化高炉矿渣粉最佳掺量为60%。复合盐环境下水下不分散混凝土遭受到的腐蚀弱于硫酸盐环境但是强于氯盐环境，腐蚀产物既有钙矾石和二水石膏又有弗里德尔盐，Cl-的存在减弱了SO42-对混凝土的腐蚀。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景和研究意义

1.2 水下不分散混凝土研究现状

1.2.1 水下不分散混凝土原材料研究

1.2.2 水下不分散混凝土絮凝机理研究

1.2.3 水下不分散混凝土基本性能研究

1.2.4 水下不分散混凝土应用和施工

1.2.5 水下不分散混凝土研究趋势

1.3 盐渍土环境下混凝土腐蚀机理

1.3.1 硫酸盐侵蚀机理

1.3.2 氯盐侵蚀机理

1.3.3 复合盐侵蚀机理

1.4 主要研究目标、研究内容及技术路线

1.4.1 研究目标

1.4.2 研究内容

1.4.3 技术路线

2 水下不分散混凝土配合比设计及试验方法

2.1 水下不分散混凝土配合比设计

2.1.1 原材料的性质

2.1.2 水下不分散混凝土配合比设计

2.2 试验方法

2.2.1 流动性试验

2.2.2 抗分散性试验

2.2.3 试件制备与养护

2.2.4 抗压强度试验

2.2.5 微观测试方法

2.3 本章小结

3 水下不分散混凝土基本性能研究

3.1 流动性

3.1.1 粒化高炉矿渣粉掺量对坍落度的影响

3.1.2 粒化高炉矿渣粉掺量对坍扩度的影响

3.2 抗分散性

3.2.1 粒化高炉矿渣粉掺量对悬浊物含量的影响

3.2.2 粒化高炉矿渣粉掺量对pH值的影响

3.3 陆上及淡水环境下水下不分散混凝土抗压强度发展规律

3.3.1 试验结果

3.3.2 粒化高炉矿渣粉掺量对抗压强度及水陆强度比的影响

3.3.3 水胶比对抗压强度及水陆强度比的影响

3.4 本章小结

4 盐渍土环境下水下不分散混凝土耐腐蚀性能及机理研究

4.1 引言

4.2 水下不分散混凝土耐硫酸盐侵蚀性能及微观分析

4.2.1 硫酸盐环境下混凝土抗压强度及耐蚀系数发展规律

4.2.2 微观分析与讨论

4.3 水下不分散混凝土耐氯盐侵蚀性能研究及微观分析

4.3.1 氯盐环境下混凝土抗压强度及耐蚀系数发展规律

4.3.2 微观分析与讨论

4.4 水下不分散混凝土耐复合盐侵蚀性能及微观分析

4.4.1 复合盐环境下混凝土抗压强度及耐蚀系数发展规律

4.4.2 微观分析与讨论

4.5 本章小结

结论和展望

1 结论

2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

攻读硕士学位期间参与的项目情况

攻读硕士学位期间参与的会议情况

致谢

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