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，根據實際生產和資源狀況，在分析原材料基本特性的基礎上，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、微觀結構、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時間，元明粉促進凝結時間，脫硫石膏對凝結時間作用不顯著。 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，復摻粉煤灰后第三放熱峰降低并且出現時間延后，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進程而對總體反應程度影響不大；元明粉促進早期水化反應的作用明顯。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構建立影響不大，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，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對CH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)生化學反應，礦物活性的差別

6、在于兩個階段吸附和反應能力均不同，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