蒸养对高铁相水泥基材料抗冲磨性能的影响文献综述
2020-04-15 18:08:08
我国是海陆兼备的大国,海岸线漫长,管辖海域广阔,海洋资源丰富。随着经济高速发展,海洋资源的开发越来越受到我国的重视,海洋资源的开发力度逐年增加,远、近海基础设施建设逐年增多[2]。水泥混凝土是海洋工程中使用的主要结构材料,但由于海水的物理冲刷以及海水化学腐蚀,海洋建筑用混凝土建筑耐久性远低于陆地建筑。混凝土结构损坏后不易修复,一旦出现问题,不仅会影响正常生产生活,使国民经济造成巨大损失,还可能对人员的人身安全产生巨大威胁,因此提高服役于海洋工程中的混凝土的抗海水冲磨性能是目前亟待解决的问题[3-5]。
目前,我国主要是通过加入矿物掺合料、抗冲磨外加剂、纤维等,提高水泥细度和熟料的质量,改善混凝土配比来提升混凝土抗海水冲磨性能[6-7]。
王振军[8]研究发现在混凝土中掺入一定量的硅灰时,由于硅灰颗粒细度小,比表面积大,能很好地填充到水泥浆体的空隙中,从而增加混凝土的密实度,提高混凝土的抗渗透性。黄啸[9]等同样研究发现硅灰可以改善混凝土的孔结构以组织氯离子的迁移,并且发现偏高岭土有助于形成更多的铝酸盐水合物,增强氯化物的结合能力。能但是由Murat、Gonen[10-11]等的研究发现,加入硅灰对混凝土力学性能影响较为复杂。单一一种掺合料的性质是单一的,将两种或两种以上的掺合料混合在一起而具备多种性质的复合掺料,能更好的改进混凝土的性能。如适当比例的硅灰和粉煤灰混合掺合料,能有效提高混凝土的抗渗透性和力学性能[12]。纤维作为一种新型材料,具有优越的增强、增韧、阻裂作用,从而有效提高混凝土的抗冲磨性能。但是纤维价格高,易团聚,不易搅拌等都是纤维增强混凝土发展过程中需要解决的问题。合理设计海工水泥混凝土的配比,通过控制碱含量、水泥细度、C3A的含量、选择合适的砂石料等方法可以获得更好的抗冲磨性能。
关于耐侵蚀、耐冲磨、高早强的水泥熟料方面的研究也取得了不少成果。Wang[13]等学者研究发现低热水泥在早期有较低的收缩应变,晚期有更致密的微观结构,在一定程度上改善了力学性能和耐磨性。黄从运[14]等学者的研究表明,高铁水泥与普通水泥相比,具有热耗低、干缩小、早期强度高、后期强度稳定增长、抗侵蚀和耐磨性好等优点。冯修吉[15]等学者的研究发现,铁相不仅可以发挥较高的早期强度,还具有较高的最终强度。C4AF本身具有较高的水硬活性和强度,而在早强矿物的配合下,或者加入V2O5、TiO2等同周期过渡元素外掺组分后,可以更好地发挥水硬活性和强度。在高铁水泥熟料中,当铁相范围为30-60%时,在其他矿物的配合下,具有较高水硬活性,使得水泥具有较好的力学性能[16]。郭随华[17]的研究表明,对于提高低钙水泥熟料的强度,适量提高C4AF可以显著提高水泥基材料的早期强度,且后期强度也较为理想。
荣丽娟等人[18]的研究表明,除了加入混凝土外加剂、掺合料等方法外,改善养护条件也能有效提高混凝土的耐久性。为了进一步提高混凝土的耐腐蚀、抗冲磨等性能,提高使用寿命,更好地促进国民经济建设。本课题将通过改变水泥成型初期的蒸养制度来探究不同蒸养条件下,水泥混凝土的宏观、微观性能,抗冲磨性能以及抗氯离子渗透性能。同时使用PI、HFC、LHC三种水泥制备试块作为对照组,探索水泥混凝土抗冲磨性能的优良水泥品种,以及提高水泥基材料抗冲磨性能的最佳蒸养制度。
2. 研究的基本内容与方案
{title} 2.1基本内容
材料制备:
分别采用PI、HFC、LHC三种水泥作为胶凝材料,标准砂作为集料,高效减水剂作为外加剂,改变蒸养制度(20℃、50℃-4h、70℃-4h),制备水泥砂浆试件。
材料表征:
原料的化学组成及颗粒尺寸分析;砂浆试件的28、60d的抗折抗压强度、抗冲磨性能、RCM氯离子渗透性能测试及微观结构形貌分析。
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