硫铝酸盐水泥混凝土强度和抗硫酸盐侵蚀性能的研究

摘要

为解决西北严寒干旱区即有快硬、早强要求,又有较高抗硫酸盐侵蚀性能要求的混凝土工程问题,试验研究了水灰比分别为0.5、0.4、0.3的硫铝酸盐水泥混凝土拌合物凝结时间和坍落度的控制措施及其置于20℃、0℃、-15℃室外自然温度环境进行养护时混凝土强度发展特性。另通过硫酸盐侵蚀试验,结合宏观观测和扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)微观观测方法,分析和揭示硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和机理。通过研究发现:
　　(1)硼酸缓凝剂和FND高效减水剂均与硫铝酸盐水泥适应性良好。硼酸缓凝剂掺量控制在0.125％～0.2%,硫铝酸盐水泥浆的凝结时间可以达到6h～8h。硼酸掺量不会影响FND减水剂的饱和掺量,减水剂饱和掺量的选取方法可只进行“水泥+减水剂”的二元体系适应性实验。
　　(2)影响硫铝酸盐水泥混凝土强度的主要因素有水灰比和养护温度。强度随水灰比降低而增加,随养护温度降低而减小。以3d为标准设计龄期,控制水灰比在0.50～0.30,经标准养护(20℃)的硫铝酸盐水泥混凝土可以配制出C20～C55强度等级的混凝土,且1d强度值可达3d强度值的75%～85%,说明硫铝酸盐水泥混凝土具有早强的特点,使用硫铝酸盐水泥混凝土可以大大缩短混凝土施工工期。
　　(3)通过添加少量防冻剂和辅助简单的保温措施,在养护环境温度为-15℃～5℃时,硫铝酸盐水泥混凝土仍然具有快硬、早强的性能,且强度发展良好,表现出良好的负温工作性能。使用硫铝酸盐水泥混凝土可以大大延长西北高寒干旱地区混凝土施工的年施工期2～4个月。
　　(4)硫铝酸盐水泥混凝土具有显著地高于高抗硫水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,即使硫铝酸盐水泥混凝土8h拆模后即刻遭受硫酸盐侵蚀,也可以抵抗硫酸根离子浓度为20250mg/l的溶液侵蚀。且随着水灰比的降低、养护龄期的增长,硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力还能得到进一步提高。使用硫铝酸盐水泥配制商品混凝土混凝土可以很好地解决西北高寒干旱区、盐碱地区即有快硬、早强要求,又有较高抗硫酸盐侵蚀性能要求的混凝土工程问题。
　　(5)硫铝酸盐水泥混凝土显著的抗硫酸盐侵蚀能力主要取决于良好的内因条件,即物理方面的高密实度和化学侵蚀内因的减少。

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第1章 绪 论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的主要内容

第2章 试验方案和方法

2.1 试验方案

2.2 试验方法

第3章 试验原材料

第4章 外加剂与硫铝酸盐水泥的适应性试验

4.1 二元体系适应性试验

4.2 三元体系适应性试验

4.3 碳酸锂速凝剂调凝试验

4.4 小结

第5章 硫铝酸盐水泥混凝土的强度特性

5.1 混凝土试验配合比

5.2 试验结果分析

5.3 小结

第6章 硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

6.1 侵蚀试验混凝土配合比设计

6.2试验结果

6.3 结果分析

6.4 小结

第7章 硫铝酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀机理

7.1 宏观观测

7.2 微观观测

7.3 侵蚀机理

7.4 小结

第8章 结 论

参考文献

致谢

作者简历