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随着我国建设事业的迅速发展,作为混凝土细骨料的建筑用砂的需求量日益增加,传统的河砂已经远不能满足实际的需要。特别是我国东部沿海经济较发达的城市,更是面临着河砂资源匮乏与海砂资源丰富的矛盾,开发海砂势在必行。海砂作为建筑材料对建筑物的使用寿命影响很大,不合理使用海砂造成的安全事故在许多国家和地区都有发生。因此,系统、全面地研究海砂作为建筑材料时的各项性能是一个重要的课题,本文正是国家自然科学基金项目《海砂混凝土腐蚀破坏特性与机理研究》开展的早期研究。
海砂对混凝土结构使用寿命的主要影响因素是其携带的氯离子,国内外的学者在之前的研究中按照氯离子的引入方式将其归为内掺型。但本文的预备试验结果显示,海砂引入的氯离子对水泥凝胶的影响并不同于传统的内掺型氯离子,有必要对其进行更加深入的研究。在此基础上,本文采用NaCl溶液浸泡普通河砂模拟海砂的实验方法,对海砂型氯离子引入方式对砂浆试件的耐久性能的影响规律进行了研究。主要内容包括:海砂携带的氯离子在水泥浆中的传播和结合,掺合料对胶凝材料的氯离子结合能力的影响,其对钢筋锈蚀开展的早期影响等。
试验结果发现海砂型与内掺型的氯离子结合、传输方式不同,在此基础上提出海砂型氯盐侵蚀的概念,基于微观试验结果讨论了其传输和结合机理。在水泥中掺入活性掺合料粉煤灰和偏高岭土,并不能显著影响胶凝材料对海砂型氯离子的结合能力。另外,使用海砂的砂浆试件中的钢筋锈蚀性能与海砂的氯盐含量有密切的关系,当其氯盐含量超过一定限值时会导致砂浆内部钢筋在早期锈蚀速度的加快。