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超强吸水性树脂SAP混凝土抗冻性能的研究

作　者: 蔡永涛
导　师: 逄鲁峰
学　校: 山东建筑大学
专　业: 结构工程
关键词: 内养护高吸水性树脂SAP 额外引水量耐久性抗冻性
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 82次
引　用: 1次
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内容摘要

高性能树脂类内养护剂SAP是二十一世纪高性能养护技术的发展方向,它为解决当下混凝土的开裂和耐久性等工程热点问题提供了新的思路和方法,是一种不断发展完善且极具市场潜力的工程材料。本文重点针对SAP内养护高性能混凝土的抗冻性进行了大量试验研究。测试的宏观性能试验主要包括混凝土冻融循环试验、冻融前后试件的抗折和抗压试验等。研究结果表明：额外引水量合适时,SAP可以使C30混凝土经历冻融循环次数较空白组增加25-50次,额外引水过多或过少均会降低混凝土的抗冻性；掺入0.05%-0.1%的SAP且额外引水量为10-15倍时,对纯水泥体胶凝材料体系C60高强混凝土的抗冻性有益。300次冻融循环后,纯水泥体系C60混凝土抗折强度出现了一定幅度的降低,降幅在40%左右,SAP的掺量对该体系混凝土的抗折强度影响不大；单从相对动弹性模量考虑,不同胶凝材料体系C60高强混凝土的抗冻性由差到好的顺序为：C-FA<C-FA-KF<C<C-KF.SAP加入后,各胶凝材料体系混凝土抗冻性普遍提高。破坏时SAP水泥-粉煤灰体系的冻融循环次数较无SAP组提高了约50次, SAP对水泥-粉煤灰体系混凝土的抗冻性有明显的改善作用。在纯水泥体系C60混凝土中,预干外养护条件要比预湿外养护条件下SAP更能发挥内养护的优异性能。预干外养护明显不利于复掺矿粉和粉煤灰的混凝土的抗冻性,即使掺入SAP,混凝土的抗冻性也只能得到微幅改善。通过X射线衍射分析(XRD)、差热／热重综合热分析(DTA/TG)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞孔结构分析(MIP)等微观手段,探讨了SAP对胶凝材料水化进程及孔结构的影响机理,对SAP混凝土的宏观抗冻性能给予微观层面的分析和解释。SAP水泥石微观试验研究结果表明：SAP有利于促进水泥水化和粉煤灰的二次水化,在水泥-粉煤灰胶凝材料体系中,未水化的β-C2S最少；水化中后期SAP和粉煤灰共同提高了水泥颗粒的水化度,且效果优于纯水泥体系。通过DTA/TG曲线计算各龄期试样的结合水量和Ca(OH)2含量,表明SAP有利于促进水泥水化和粉煤灰的二次水化,且掺0.2%SAP比掺0.1%SAP更能促进水泥石的水化。28天时纯水泥胶凝材料体系水泥水化基本停止,而在SAP水泥-粉煤灰体系中,水化可进行至60d。失水后的SAP会在硬化的水泥石中留下球状孔,SAP为钙矾石的生长提供大量水分,导致孔内及附近区域钙矾石生长旺盛；SAP与粉煤灰复合使用,水化产物结构最致密,强度最高；掺入SAP或复掺SAP和粉煤灰可以减小水泥石的孔径,细化孔结构。各试样随着龄期的增长,其无害孔(孔径<20nm)所占的比例逐渐增加。提升了少害孔的比例,降低了多害孔的比例,虽然有害的大气孔的比例也略有加大,但总体上细化了孔结构,优化了孔径分布,提升了抵抗冻融循环的能力。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 混凝土内养护技术及其必要性  10-11
  1.2 混凝土内养护材料  11-12
  1.3 国内外关于SAP混凝土性能的研究  12-14
  1.4 对混凝土冻融破坏的认识  14-18
  1.5 本课题研究的理论依据和目的  18
  1.6 本文研究内容  18-20
第2章试验用原材料及试验方法  20-28
  2.1 试验材料  20-23
  2.2 试验方法  23-28
第3章 SAP混凝土抗冻性能的宏观研究  28-47
  3.1 试验方案  28-29
  3.2 试验结果与分析  29-42
  3.3 本章小结  42-45
  3.5 关于本章试验一些特点的讨论  45-47
第4章 SAP混凝土抗冻性能的微观研究  47-67
  4.1 试验方案  47-48
  4.2 SAP水泥石的微观试验结果与分析  48-65
  4.3 本章小结  65
  4.4 关于微观结构与抗冻性的讨论  65-67
第5章结论与展望  67-69
  5.1 结论  67
  5.2 展望  67-69
参考文献  69-73
后记  73-74
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况  74

超强吸水性树脂SAP混凝土抗冻性能的研究

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