【摘 要】
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碱矿渣混凝土作为一种环保型建筑材料,可以提高工业废渣利用率;与普通水泥混凝土相比,具有早强高强、抗腐蚀性强和耐久性能优良等特点。但碱矿渣混凝土抗碳化性能差、易收缩开裂等缺点限制了其推广和应用。聚丙烯纤维是一种新型有机纤维材料,具有弹性模量高、拉伸极限和拉伸强度高等优良特性,在改善碱矿渣混凝土收缩开裂方面具有优良效果。 本文根据混凝土耐久性能试验方法,研究了在纤维作用下,碱矿渣混凝土耐久性能的变化
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碱矿渣混凝土作为一种环保型建筑材料,可以提高工业废渣利用率;与普通水泥混凝土相比,具有早强高强、抗腐蚀性强和耐久性能优良等特点。但碱矿渣混凝土抗碳化性能差、易收缩开裂等缺点限制了其推广和应用。聚丙烯纤维是一种新型有机纤维材料,具有弹性模量高、拉伸极限和拉伸强度高等优良特性,在改善碱矿渣混凝土收缩开裂方面具有优良效果。
本文根据混凝土耐久性能试验方法,研究了在纤维作用下,碱矿渣混凝土耐久性能的变化规律。并通过X射线衍射分析(XRD)、差热与热重分析(DSC-TG)、扫描电镜/能谱分析(SEM-EDS)、微孔结构分析(MIP)测定了硬化浆体水化产物的种类、数量和微孔结构的变化规律,同时研究了碱矿渣混凝土耐久性能与水化产物种类、数量、微孔结构的相关性。研究结果表明:
1)碱矿渣混凝土具有优良的抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀性能,但其抗收缩、抗碳化能力较差,严重影响混凝土结构的安全及使用性能。掺入聚丙烯纤维后,碱矿渣混凝土耐久性能更加均衡。在纤维作用下,混凝土的抗盐酸、抗硫酸镁侵蚀能力提高;抗氯离子渗透、抗NaOH与抗海水侵蚀能力降低,但降低幅度较小。与未掺纤维的空白样对比,当纤维掺量为0.9kg/m3时,碱矿渣混凝土28d龄期的收缩率降低约18%,碳化深度降低26%;当纤维掺量提高至1.8kg/m3,其抗收缩和抗碳化性能有增强趋势。
2)聚丙烯纤维化学性质稳定,不影响碱矿渣硬化浆体水化产物的种类,硬化浆体水化产物主要为水化硅酸钙(CSH凝胶)和未水化矿渣;同时,聚丙烯纤维能显著改善硬化浆体270d龄期的孔隙率、孔径分布。微孔结构测试结果表明,当纤维掺量为0.9kg/m3时,硬化浆体的孔隙率较空白样降低7%,同时纤维也有利于浆体孔径的细化。
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