纳米SiO2粉体混凝土的抗侵蚀及冻融性能试验研究

摘要

混凝土达到高性能的技术手段主要有使用新型高效减水剂和矿物掺合料[1-2]。前者能使混凝土的水胶比降低、坍落度增大并控制坍落度的损失，即赋予混凝土高的密实度和优异的施工性能；后者能填充胶凝材料的空隙、参与胶凝材料的水化反应、提高混凝土的密实度、改善混凝土的界面结构、提高混凝土的耐久性与强度。而纳米材料的小尺寸效应，使其在结构、物理和化学性质等方面具有独特的特征，本文集中研究掺入不同比例的纳米SiO2和矿物掺合料的多级配效应对混凝土各项性能的改性及应用。
　　 本文针对混凝土产生裂缝、剥落、疏松、有害气体、液体的侵蚀，破坏了混凝土的结构，耐久性隐患日益严重的问题，采用纳米微粒对混凝土进行改性研究，有效改善混凝土的早期水化反应速度及熟化程度，提前使混凝土在有害介质侵入及有害环境破坏混凝土结构之前就提高其抵抗能力，因为纳米级矿物掺合料的粒径达到纳米级，可以显著改善混凝土孔结构和密实性，从而提高其物理力学性能和耐久性。本文从理论分析与试验综合研究入手，对混凝土的宏观力学性能、耐久性能及其微观结构进行深入研究，针对性的研究了能适应恶劣环境下（抗化学腐蚀、抗冻融等性能）具有良好耐久性的混凝土，以延长混凝土结构的使用寿命并降低维护成本。主要研究内容如下：
　　 首先，通过试验分析确定纳米SiO2对水泥需水量、凝结时间和强度等物理力学性能的影响；在此基础上，确定纳米SiO2和矿物掺合料的掺量和纳米混凝土的配合比；对混凝土的宏观力学性能进行试验研究，分析纳米SiO2对混凝土强度的影响规律，揭示纳米SiO2对混凝土强度的改善机理；通过正交试验测得7d、28d的抗压强度并通过极方差分析得出纳米SiO2在混凝土中的最佳掺量。
　　 其次，针对宁夏地区硫酸盐腐蚀严重的问题以及现在工业污染排放的酸性气体使混凝土遭受酸性腐蚀也比较严重，本文采用长期浸泡法对纳米SiO2混凝土的耐硫酸盐、氯盐和硫酸腐蚀性能进行试验研究；由试验结果分析纳米SiO2对耐腐蚀性的影响规律，揭示其对混凝土耐腐蚀性的改善机理。
　　 第三，由于宁夏地区属于寒冷地区，在一个冬季混凝土结构冻融循环次数较多，故本试验采用慢冻法对基准混凝土和纳米级矿物掺合料增强混凝土的抗冻性进行对比试验研究，分析了纳米SiO2及矿物掺合料对混凝土抗冻性的影响规律，揭示了纳米SiO2对混凝土抗冻性的作用机理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

第二章 原材料及试验方法

第三章 力学性能试验

第四章 正交试验优选组试验研究与对比分析

第五章 纳米SiO2混凝土抗化学侵蚀性试验研究

第六章 纳米SiO2混凝土抗冻性能研究

第七章 结论与展望

参考文献

致 谢

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