磷鋁酸鹽水泥混凝土的耐久性研究.pdf

1、本論文主要對(duì)磷鋁酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱(chēng)PALC,以下同)混凝土的耐久性能進(jìn)行了研究，并著重研究了混凝土的力學(xué)性能、抗疲勞性能、抗凍性能、抗碳化性能和抗?jié)B性能，同時(shí)與相應(yīng)的傳統(tǒng)硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱(chēng)PC,以下同)混凝土進(jìn)行了比較，并利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和壓汞測(cè)孔方法等測(cè)試手段對(duì)磷鋁酸鹽水泥水化硬化漿體的相組成、微觀結(jié)構(gòu)和形貌以及孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，分析了磷鋁酸鹽水泥混凝土耐久性能優(yōu)異的原因。本文主要取得了以下結(jié)論: 1、減

2、水劑和聚酯纖維雙摻的磷鋁酸鹽水泥混凝土試樣的抗折彈性模量為23.93Gpa，比單摻減水劑的磷鋁酸鹽水泥混凝土試樣的20.74Gpa提高了15.38％，同時(shí)比磷鋁酸鹽水泥素混凝土試樣的18.28Gpa提高了30.91％，較同時(shí)雙摻減水劑和聚酯纖維的硅酸鹽水泥混凝土試樣的18.43Gpa提高了29.84％，從而可以看出磷鋁酸鹽水泥混凝土有著較硅酸鹽水泥混凝土優(yōu)異的力學(xué)性能。 2、磷鋁酸鹽水泥混凝土的疲勞壽命符合威布爾概率分布理論，通

3、過(guò)對(duì)疲勞壽命進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析回歸得到單摻減水劑(2號(hào)樣)及減水劑和纖維雙摻(5號(hào)樣)的磷鋁酸鹽水泥混凝土的抗折疲勞方程的雙對(duì)數(shù)形式，方程如下: 25％可靠度下的疲勞方程: 50％可靠度下的疲勞方程: 2號(hào)樣:lgS=0.0335-0.0369lgN 2號(hào)樣:1gS=0.0403-0.0474lgN5號(hào)樣:lgS=0.0676-0.0391lgN 5號(hào)樣:lgS=0.0588-0.0427lgN75％可靠度下的疲勞方程:

4、 2號(hào)樣:lgS=0.0202-0.0551lgN5號(hào)樣:lgS=0.0722-0.0699lgN3、磷鋁酸鹽水泥素混凝土試樣的抗凍級(jí)別均達(dá)到了F200；而相應(yīng)的硅酸鹽水泥素混凝土試樣抗凍級(jí)別僅為F125；單摻減水劑的磷鋁酸鹽水泥混凝土試樣抗凍等級(jí)達(dá)到F275；減水劑和聚酯纖維雙摻的磷鋁酸鹽水泥混凝土試樣抗凍等級(jí)達(dá)到F550，而相應(yīng)的硅酸鹽水泥混凝土試樣抗凍等級(jí)僅為F400；磷鋁酸鹽水泥素混凝土試樣的抗凍耐久性系數(shù)分別達(dá)到了1.366

5、和1.378，而硅酸鹽水泥素混凝土試樣的抗凍耐久性系數(shù)為0.739，較磷鋁酸鹽水泥素混凝土分別降低了84.84％和86.47％;減水劑和纖維雙摻的磷鋁酸鹽水泥混凝土試樣的抗凍耐久性系數(shù)為3.229，較相應(yīng)的硅酸鹽水泥混凝土的耐久性系數(shù)2.304高出了40.15％，從而磷鋁酸鹽水泥混凝土表現(xiàn)出較硅酸鹽水泥混凝土優(yōu)異的抗凍耐久性。 4、在保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度為20mm時(shí)，磷鋁酸鹽水泥素混凝土的碳化壽命分別達(dá)到了326年和334年，較硅酸鹽

6、水泥素混凝土的256年分別提高了27.34％和30.47％:聚酯纖維和聚羧酸減水劑雙摻的磷鋁酸鹽水泥混凝土的碳化壽命達(dá)到了3132年，較單摻減水劑的磷鋁酸鹽水泥混凝土1856年的碳化壽命提高了68.75％，較相應(yīng)的硅酸鹽水泥混凝土2402年的碳化壽命提高了30.39％；磷鋁酸鹽水泥混凝土的抗碳化能力優(yōu)于硅酸鹽水泥混凝土，是因?yàn)榱卒X酸鹽水泥的水化產(chǎn)物為水化磷鋁酸鈣凝膠和晶體(C-A-P-H)、水化磷酸鈣凝膠和晶體(C-P-H)以及羥基磷灰

7、石(HAp)，沒(méi)有硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物Ca(OH)2，所以可以避免與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣，同時(shí)，磷鋁酸鹽水泥水化的最終產(chǎn)物羥基磷灰石又可吸收二氧化碳形成碳酸磷酸鈣(Ca3(PO4)OHCO3)相，從而大大緩解二氧化碳的碳化作用，而且密實(shí)度也比硅酸鹽水泥混凝土要高。 5、磷鋁酸鹽水泥素混凝土試樣在1.4MPa水壓下4h50min時(shí)滲水，較相應(yīng)的硅酸鹽水泥素混凝土提高了2個(gè)多小時(shí)；在恒壓1.5MPa下，單摻減水劑的磷鋁酸鹽

8、水泥混凝土試樣的滲水高度為96.4mm，抗?jié)B等級(jí)達(dá)到S15；摻有聚酯纖維的硅酸鹽水泥混凝土試樣滲水高度為74.7mm，而同樣摻纖維的磷鋁酸鹽水泥混凝土的滲水高度為57.6mm，較相應(yīng)的硅酸鹽水泥混凝土降低了29.69％，同時(shí)又比單摻減水劑的磷鋁酸鹽水泥混凝土試樣的96.4mm的滲水高度降低了67.36％。磷鋁酸鹽水泥混凝土的抗?jié)B性能較硅酸鹽水泥混凝土更加優(yōu)異，主要是因?yàn)榱卒X酸鹽水泥漿體的總孔隙率和粗大孔隙體積較硅酸鹽水泥漿體要小，密實(shí)度