【摘 要】
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解决建筑天然原材料和能源短缺及降低温室气体排放一直是建筑行业探索的热门课题。近年来,LC3水泥作为一种节能减排及经济效益良好的新材料受到学术界乃至工程界的关注。此外,海水/海砂开始资源化利用后,其耐久性问题特别是氯离子对混凝土的影响成为新的技术瓶颈。因此,本文通过水化热试验、抗压强度、氯离子自然侵蚀试验、氯离子快速侵蚀试验和氯离子滴定试验,结合微观测试技术和理论分析,系统、深入地研究了LC3水泥基
【基金项目】
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深圳市基础研究(自由探索)项目“海水/海砂水泥基复合材料的水化机理及对耐久性的影响”(项目编号:JCYJ20170818100641730);
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解决建筑天然原材料和能源短缺及降低温室气体排放一直是建筑行业探索的热门课题。近年来,LC3水泥作为一种节能减排及经济效益良好的新材料受到学术界乃至工程界的关注。此外,海水/海砂开始资源化利用后,其耐久性问题特别是氯离子对混凝土的影响成为新的技术瓶颈。因此,本文通过水化热试验、抗压强度、氯离子自然侵蚀试验、氯离子快速侵蚀试验和氯离子滴定试验,结合微观测试技术和理论分析,系统、深入地研究了LC3水泥基复合材料的材料性能和作用规律,探讨了LC3水泥对外部氯离子侵蚀的抵抗能力及与基体内部氯离子相互影响的规律。主要研究成果如下:(1)通过改变硅酸盐水泥掺量、黏土和石灰石粉比例和石膏掺量对LC3水泥样品基本性能进行分析可知:虽然LC3水泥在1d和3d时抗压强度略低于纯硅酸盐水泥,但是在7d和28d时能达到甚至高于纯硅酸盐水泥的抗压强度。在45%-65%的硅酸盐水泥掺量下,抗压强度随着硅酸盐水泥掺量的增加而提高。黏土和石灰石粉比例越大,抗压强度越高。石膏掺量减少会在早期降低LC3水泥的抗压强度,但对28d的抗压强度影响不大。煅烧黏土和石灰石粉会不断消耗氢氧化钙进行二次水化反应,煅烧黏土的添加使得3d-28d钙矾石的产生增多。(2)通过分析硅酸盐水泥掺量、黏土和石灰石粉比例以及石膏掺量对LC3水泥样品抵抗外部氯离子侵蚀的能力可知:LC3水泥抵抗氯离子侵蚀的能力远大于纯硅酸盐水泥。LC3水泥抵抗外部氯离子侵蚀能力和对外部氯离子的结合能力随着硅酸盐水泥的掺量和石膏掺量的增多而降低,随着黏土和石灰石粉比例增大而提高。(3)通过研究海水/海砂-LC3水泥样品中硅酸盐水泥掺量、黏土和石灰石粉比例以及石膏掺量的改变对其基本性能的影响可知:对于海水/海砂-LC3水泥,抗压强度均随着硅酸盐水泥掺量的增加而升高,黏土和石灰石粉比例增大有利于早期抗压强度的提高,石膏掺量的改变对抗压强度影响不大。LC3水泥对氯离子的结合能力随着硅酸盐水泥掺量增加而减弱,随着黏土和石灰石粉比例增大而提高,随着石膏掺量减少而提升。氯离子的添加能加速早期煅烧黏土和石灰石粉的二次水化,但最终会使煅烧黏土和石灰石粉的反应程度降低。以上研究成果不仅进一步完善和提升LC3水泥体系的相关理论和水平,对于LC3水泥在海洋环境建设工程中的应用以及海水/海砂的资源化利用提供了坚实的技术保障,促进海洋强国、一带一路以及粤港澳大湾区建设进入绿色生态、可持续的良性发展阶段,也为海洋资源丰富的滨海地区提供技术借鉴作用。因此,具有广阔的工程应用前景,重大的现实意义和社会、经济价值。
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