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海砂混凝土在复合作用下的抗氯离子渗透性研究
作 者: 巴光忠
导 师: 赵铁军;F.H.Wittmann
学 校: 青岛理工大学
专 业: 结构工程
关键词: 海砂 淡化海砂 四点弯曲 复合作用 自由氯离子含量
分类号: TU528.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
随着城市的大规模建设,部分地区已经出现河砂资源短缺现象,因此储量丰富、成本低廉的海砂资源逐渐被应用于建筑工程中。但是由于海砂与河砂的基本性能有很大的差异,尤其是海砂中含有的氯离子等有害物质如果渗入混凝土中,可能会严重影响混凝土的耐久性,因此有必要对海砂混凝土的耐久性进行研究。本文主要研究了原状海砂砂浆试件,淡化海砂砂浆试件和河砂砂浆试件在四点弯曲荷载与3%浓度的NaCl溶液复合作用下的氯离子渗透性。以及对硅烷防水处理对氯离子在试件中扩散的影响进行了研究。并用海砂,淡化海砂制备强度等级C30、C40、C50和C60的混凝土,进行加速碳化、碳化与氯离子侵蚀复合试验。试验后测定碳化深度和混凝土不同深度处自由氯离子含量,并与河砂混凝土进行对比。从而得出海砂混凝土在复合环境作用下的劣化机理。通过对比研究,得出淡化处理后的海砂制备的混凝土的耐久性。试验结果表明:原状海砂砂浆,河砂砂浆和淡化海砂砂浆试块在荷载作用下,自由氯离子渗入量随着荷载的增加而增加。一般在试块的表面氯离子的含量最大,达到一定深度后氯离子含量趋于稳定。在砂浆试块表面涂硅烷防水剂能有效降低氯离子的渗透性,经过防水处理的试件不同深度处的自由氯离子含量总体上要比未处理的试件降低65%左右,同时自由氯离子在试块中的渗透深度也大幅降低。在同等条件下,各系列混凝土浸泡时间越长,浸泡溶液中氯离子的浓度越大,浸泡前混凝土的碳化时间越长,混凝土的强度等级越低,则浸泡后混凝土不同深度的自由氯离子含量越大。并且浸泡溶液浓度对混凝土中氯离子含量的影响程度最大,浸泡时间次之,浸泡前碳化时间最小。由此看出,海砂由于其自身氯离子超标不能直接应用于钢筋混凝土结构中,而经淡化处理后的海砂氯离子含量已经接近于河砂,而且淡化海砂级配较好,含泥量低,淡化海砂混凝土的力学性能及其耐久性都接近于河砂,某些性能甚至优于河砂混凝土,因此是比较理想的建筑材料。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-9 第一章 绪论 9-16 1.1 研究背景和意义 9-12 1.1.1 海砂资源化需求 9 1.1.2 海砂应用现状 9-10 1.1.3 当前海砂应用存在的问题 10-12 1.2 海砂混凝土研究现状 12-13 1.2.1 海砂的技术处理 12-13 1.2.2 既有海砂建筑的诊治技术 13 1.3 本文研究内容和目的 13-15 1.4 研究创新点 15-16 第二章 相关理论及研究现状 16-29 2.1 氯离子自然渗透模型 16-19 2.1.1 基于Fick 第二定律的基本模型 16-18 2.1.2 考虑多因素作用的氯离子扩散模型 18-19 2.2 荷载作用下氯离子渗透模型 19-20 2.3 硅烷防水剂处理对氯离子扩散的影响 20-22 2.3.1 硅烷防水剂防水机理 20-21 2.3.2 荷载和防水处理的相互影响 21-22 2.4 碳化与氯盐复合对耐久性的影响 22-24 2.5 海砂中氯化物的危害 24-29 2.5.1 海砂中氯盐限量的规定与分析 24-26 2.5.2 氯化物导致钢筋锈蚀的主要作用机理 26-29 第三章 试验内容和方法 29-40 3.1 试验原材料 29-30 3.2 试验配合比 30-31 3.2.1 砂浆配合比 30 3.2.2 混凝土配合比 30-31 3.3 试验流程 31-40 3.3.1 砂浆试件三点弯曲抗折强度及其抗压强度试验 31-33 3.3.2 砂浆试件四点弯曲复合试验 33-34 3.3.3 砂浆试件防水剂渗透深度的测量 34 3.3.4 混凝土抗压强度试验 34-35 3.3.5 混凝土加速碳化试验 35-36 3.3.6 混凝土加速碳化-氯盐复合试验 36 3.3.7 Cl~-含量测定方法 36-40 第四章 试验结果 40-52 4.1 砂浆试验结果 40-44 4.1.1 三点弯曲抗折强度及抗压强度 40-41 4.1.2 四点弯曲强度 41 4.1.3 防水剂渗入深度 41 4.1.4 四点弯曲与氯盐复合试验结果 41-44 4.2 混凝土试验结果 44-52 4.2.1 混凝土的抗压强度 44 4.2.2 快速碳化深度及其标准差 44-45 4.2.3 快速碳化与氯盐复合试验结果 45-52 第五章 试验结果处理和讨论 52-69 5.1 砂浆三点弯曲抗折强度,抗压强度,四点弯曲强度 52 5.2 防水剂渗透深度 52-53 5.3 四点弯曲荷载作用下砂浆渗透性 53-60 5.3.1 河砂砂浆试块 54-56 5.3.2 淡化海砂砂浆试块 56-58 5.3.3 原状海砂砂浆试件 58-60 5.4 各系列混凝土抗压强度 60-62 5.5 各系列混凝土碳化深度 62 5.6 碳化-氯离子侵蚀复合作用下混凝土渗透性 62-69 5.6.1 混凝土强度对混凝土中自由氯离子含量的影响 65-66 5.6.2 浸泡溶液浓度对混凝土中自由氯离子含量的影响 66-67 5.6.3 浸泡前碳化时间对混凝土中自由氯离子含量的影响 67-69 第六章 结论与展望 69-71 参考文献 71-74 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果 74-75 致谢 75
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品 > 普通混凝土
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