珊瑚礁砂改性低碳胶凝材料设计与性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

我国海岸线较长,岛礁资源充裕, 但是,由于海岛都离大陆较远,资源紧缺交通不便,缺少生产混凝土需要的原材料,如淡水,砂石等。要是从大陆向海岛运输这些原材料,会耗费较大成本且周期较长,影响施工。所以就地取材,利用当地的珊瑚礁作为生产混凝土的原材料,不仅节约成本,又能实现岛礁经济的可持续发展。

珊瑚礁的矿物组成主要为高镁方解石与文石,CaCO3含量高达96% 。珊瑚礁砂是以珊瑚礁为原材料经过破碎、筛分后得到的粒径小于5 mm的固体颗粒。采用珊瑚礁砂和海水,制备混凝土是我国海洋工程建设的主要技术途径之一,同时也是远海建设工程中的重要创新,为工程建设节约大量成本和时间。但是仍然有一些问题,有待我们研究和解决。

用海水拌制的珊瑚礁砂混凝土,长期处在恶劣的海洋环境中,被硫酸盐和氯盐覆盖,硫酸根等离子通过毛细吸附等方式由表及里进入混凝土结构内部,与水泥水化产物发生复杂的物理化学反应,生成石膏、钙矾石等侵蚀产物,在混凝土的薄弱区域产生细微裂纹,进而加速侵蚀破坏,混凝土表面开始开裂剥落,影响混凝土的强度,不仅给建筑带来安全问题,同时造成了巨大的经济损失与沉重的社会负担。

而矿物掺合料的加入,能影响混凝土的水化过程与产物,同时也对混凝土抗硫酸盐侵蚀产生影响,对长期处在恶劣海洋坏境的混凝土有十分重要作用。这是由于矿物掺合料的掺入,可以提高混凝土致密性,使得侵蚀性离子难以进入混凝土内部,同时水泥部分被取代,C3A含量降低,使得水化产物Ca(OH)2量减少,抑制膨胀性侵蚀产物生成,提升混凝土耐久性能。C3A 和C3S含量低时,混凝土抗硫酸盐性能优异。而当侵蚀溶液硫酸盐pH值降低,矿物掺合料种类与掺量对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力影响较大。粉煤灰掺量30% 、硅灰5% 或者矿渣80% 时,混凝土抗硫酸盐侵蚀性能较好。所以胶凝材料抗硫酸盐侵蚀优劣,取决于胶凝材料成分和溶液pH值。同时粉煤灰细度对混凝土抗硫酸盐侵蚀侵蚀也有影响,粉煤灰越细,球状粉煤灰表面光滑,需水量较小,使得水灰比较低,浆体更致密,混凝土抗硫酸盐侵蚀性能较好。

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