高电阻率混凝土的制备及性能研究

摘要

普通混凝土是介于导体和绝缘体之间的一种工程材料，高电阻率混凝土是在普通混凝土中掺入一些材料以提高其绝缘性能，其广泛应用于地铁、电力工程。由于高电阻率混凝土密实性好、具有电阻率大的特性，因此能够有效减缓地铁工程中杂散电流引起的钢筋锈蚀问题。同时其应用于电力工程也能解决工程中的“跨步触电”现象，故高电阻率混凝土在未来有着非常广阔的发展前景。
　　本文以P.O42.5级水泥为基体材料，探讨水灰比、水泥用量、沸石粉、粉煤灰、硅灰、聚丙烯纤维等因素对混凝土电阻率的影响规律。结果表明:沸石粉、粉煤灰、硅灰、聚丙烯纤维对电阻率均有提升作用且提升效果按硅灰、粉煤灰、沸石粉、聚丙烯纤维依次递减。其中以15wt％硅灰取代水泥，混凝土电阻率可以达到普通混凝土的3.67倍。
　　在水泥用量、掺合料种类一定的条件下，设计正交试验，以28d混凝土电阻率作为性能参考指标，选取较优的配合比并进行优化处理，确定制备高电阻率混凝土最优配合比。采用XRD、SEM测试手段对混凝土的成分及微观结构进行了表征，结果表明:按照试验最优配合比制各的混凝土，其28d电阻率为550Ωm、抗压强度为54.7MPa。混凝土内部相互连通的孔隙较少，微观结构较为密实，对应的水化产物主要有水化硅酸钙凝胶、钙矾石、氢氧化钙。同时对高电阻率混凝土放射性、氯离子含量、耐候性进行试验，结果表明:高电阻率混凝土内照射、外照射指数分别为0.15、0.23，均满足《环境标志产品技术要求预拌混凝土》标准技术要求规定的数值（IRa≦0.9、Ir≦0.9）;对应氯离子含量为0.018590％符合GB/T50010-2010、GB/T50476-2008氯离子含量要求;经过模拟自然环境作用后，对应混凝土抗压强度为55.2MPa。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 混凝土导电机理

1．2．2 混凝土电阻率影响因素

1．2．3 混凝土电阻率的测试方法

1．3 存在的问题

1．4 研究目的与研究内容

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

1．5 技术路线

第二章 实验原料、设备及试验方法

2．1 实验原料

2．1．1 硅酸盐水泥

2．1．2 集料

2．1．3 掺合料

2．1．4 聚丙烯纤维

2．1．5 水

2．1．6 减水剂

2．1．7 其他实验原料

2．2 实验设备

2．3 设计步骤和参数选择

2．3．1 混凝土配合比设计步骤

2．3．2 混凝土配合比的参数选择

2．4 试件、电极的制备工艺

2．4．1 试件制备

2．4．2 电极制备

2．5 电阻率定义

2．6 混凝土性能测定方法

2．6．1 电阻率测定

2．6．2 抗压强度测定

2．6．3 放射性测定

2．6．7 X射线衍射分析(XRD)

2．7 本章小结

第三章 混凝土电阻率的影响因素研究

3．1 水灰比对混凝土电阻率的影响

3．1．1 实验

3．1．2 结果与分析

3．2 水泥用量对混凝土电阻率的影响

3．2．1 实验

3．2．2 结果与分析

3．3 掺合料对混凝土电阻率的影响

3．3．1 沸石粉掺量对混凝土电阻率的影响

3．3．2 粉煤灰掺量对混凝土电阻率的影响

3．4 聚丙烯纤维对混凝土电阻率的影响

3．4．1 实验

3．4．2 结果与分析

3．4 本章小结

第四章 高电阻率混凝土配合比设计及优化

4．1 实验

4．2 正交试验结果分析

4．3 粉煤灰掺量优化

4．3．1 实验

4．3．2 结果与分析

4．3．3 成本、环保评估

4．4 硅灰掺量优化

4．4．1 实验

4．4．2 结果与分析

4．4．3 成本、环保评估

4．5 本章小结

第五章 高电阻率混凝土的性能测试分析

5．1 混凝土放射性测定

5．1．1 混凝土放射性的测试过程

5．1．2 测试结果

5．1．3 测试分析

5．2．1 混凝土氯离子含量的测试过程

5．2．2 测试结果

5．2．3 测试分析

5．3 混凝土耐候性的测定

5．3．1 混凝土耐候性能的测试过程

5．3．2 测试结果

5．3．3 测试分析

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果