隧橋混凝土摻合料的制備及其性能研究.pdf

1、以上海長江隧橋工程為應(yīng)用背景，以提高混凝土耐久性和工作性為目的，以降低滲透性、收縮性和抗侵蝕性為研究重點，根據(jù)實際生產(chǎn)和資源狀況，在分析原材料基本特性的基礎(chǔ)上，以礦粉、高鈣粉煤灰為主要原材料，以脫硫石膏、煅燒脫硫石膏及元明粉等為改性材料，制備出強度活性水平較高的隧橋混凝土摻合料，系統(tǒng)研究了其對水泥混凝土的凝結(jié)時間、流動性、水化過程和硬化體的滲透性、體積穩(wěn)定性、微觀結(jié)構(gòu)、抗腐蝕性等工作性和耐久性的影響。 采用脫硫石膏、煅燒脫硫石膏

2、與元明粉作為改性材料顯著提高礦渣、高鈣灰的水化活性，以20％高鈣灰與80％礦粉及一定比例改性材料制備出S95級礦粉活性水平的復(fù)合礦物摻合料。開發(fā)新型流動性測試評價的方法，分辨出純礦粉明顯改善流動性，脫硫石膏略微降低流動性，元明粉基本不影響流動性。礦物摻合料延緩凝結(jié)時間，元明粉促進凝結(jié)時間，脫硫石膏對凝結(jié)時間作用不顯著。 開發(fā)新型方法比傳統(tǒng)方法更準確地反映水泥后期自收縮，由礦粉、高鈣灰按照一定比例復(fù)合制備的摻合料顯著降低塑性階段的

3、收縮，有可能降低塑性開裂；脫硫石膏、煅燒脫硫石膏和元明粉對早期體積穩(wěn)定性影響不大。礦物摻合料明顯降低第二放熱峰并增加了1個第三放熱峰，純礦渣粉的第三放熱峰較高，復(fù)摻粉煤灰后第三放熱峰降低并且出現(xiàn)時間延后，但高鈣灰比例過高則使第二放熱峰也降低，水化熱量顯著減少；脫硫石膏或煅燒脫硫石膏延緩了水化反應(yīng)進程而對總體反應(yīng)程度影響不大；元明粉促進早期水化反應(yīng)的作用明顯。即適當比例的低活性礦物替代高活性礦物對早期水化程度和初始結(jié)構(gòu)建立影響不大，而脫硫

4、石膏或煅燒脫硫石膏作激發(fā)材料能夠分散早期的集中放熱而對總體水化進程影響不大。礦粉高鈣灰替代水泥后的水化產(chǎn)物中CH含量明顯降低，實際降低幅度與礦物的水化活性有關(guān)，活性過低則由于降低水化程度而使CH降低幅度減少。礦物材料取代50％的水泥使水泥石內(nèi)部堿度降低不大，粉煤灰降低PH值的作用比礦渣粉更明顯，脫硫石膏或煅燒脫硫石膏使PH值降低，但所有降低值不大，不會增加鋼筋發(fā)生銹蝕的風(fēng)險；元明分顯著增加堿度，可提高鋼筋的抗脫鈍能力。在無激發(fā)材料條件下

5、的硬化體內(nèi)部PH值主要受可溶出的Ca離子控制；當有外界Na離子引入時，其對PH值的影響最顯著，脫硫石膏或煅燒脫硫石膏使S離子濃度提高。脫硫石膏降低孔隙率，采用礦粉及在礦粉中復(fù)合適量高鈣灰能夠減少大孔含量而不影響小孔含量。提出礦物材料對CH的優(yōu)先吸附理論，認為具有潛活性的礦物材料能夠?qū)H優(yōu)先吸附，CH晶核首先趨向于生長在礦物顆粒表面，將火山灰反應(yīng)分為循環(huán)發(fā)生的兩個階段，第一階段吸附CH，第二階段礦物顆粒與CH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，礦物活性的差別

6、在于兩個階段吸附和反應(yīng)能力均不同，礦物顆粒增加CH生長點而細化CH晶體形態(tài)。脫硫石膏和煅燒脫硫石膏按照一定比例復(fù)合能夠顯著降低14d以前的早期干燥收縮；50％礦渣及1％元明粉顯著提高干燥收縮，采用礦粉與高鈣灰的復(fù)合摻合料使干燥收縮比純水泥樣降低。開發(fā)新型初始開裂時間測試裝置，礦粉、高鈣灰明顯推遲開裂時間，各種激發(fā)對抗開裂性能的影響規(guī)律不同。雙摻礦粉和高鈣灰比單摻其中之一更有利于提高砂漿的抗?jié)B性，元明粉對抗?jié)B性無影響，脫硫石膏和煅燒脫硫石