盐离子侵蚀下水泥-水玻璃注浆结石体劣化机制研究

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水泥-水玻璃双液浆(C-S浆液)作为目前应用较多的注浆材料,其具有凝胶时间可控,结石率高等优点,但在具有侵蚀性盐离子的环境进行施工时,其结石体会受到侵蚀而失去原有的工程性质。因此,对不同盐离子侵蚀下的注浆结石体进行劣化分析具有重要意义。通过进行浆液物理性能试验和响应面试验,分析选择了适合室内侵蚀试验的配比;通过对C-S结石体的室内侵蚀试验,探索了不同盐离子侵蚀条件下C-S结石体强度变化规律,分析了不同盐离子对C-S结石体的劣化程度以及盐离子浓度与侵蚀龄期的规律;采用宏、细观分析相结合的手段,研究了侵蚀后结石体的细观结构演变和化学成分区别,分析了不同盐离子对结石体的劣化反应机制,主要研究结果为:(1)C-S浆液物理性能研究:水灰比和水玻璃模数两者单独作用对浆液凝胶时间和抗压强度的影响均比较显著,但两者的交互作用并不明显,且水玻璃模数对凝胶时间的影响大于水灰比的影响,水灰比对结石体抗压强度的影响大于水玻璃模数的影响;经对比分析,选择了物理性能最优的配比(水灰比为1.0,水玻璃模数为3.0)作为侵蚀试验试块配比。(2)盐离子对C-S结石体劣化规律研究:侵蚀时间少于28d时,离子溶液对结石体强度增长并未产生明显影响,离子侵蚀28d到90d时,高浓度离子溶液中结石体劣化显著,SO42-离子溶液浓度20 g/L时,结石体90d强度值仅为28d强度值的2.43%;盐离子溶液浓度越高侵蚀速率越快,当SO42-离子溶液劣化结石体时,低浓度的侵蚀速率会随着侵蚀龄期增长而加快;当Cl-离子溶液劣化结石体时,低浓度的侵蚀速率不会随侵蚀龄期的增加而加快;SO42-&Cl-混合液侵蚀速率与浓度之间的规律与SO42-离子溶液中的规律相似,但侵蚀速率增幅小于单一SO42-离子溶液。盐离子侵蚀劣化C-S结石体程度:SO42->SO42-&Cl-混合液>Cl->清水。(3)盐离子对C-S结石体劣化反应机制研究:维持C-S结石结构体稳定的物质是C-S-H和CH,盐离子破坏了内部的离子平衡,C-S-H和CH分解,Ca2+离子析出生成新物质,结石体整体结构被破坏,从而出现劣化现象。由于Cl-离子溶液侵蚀下产生的的氯铝酸钙没有SO42-离子溶液侵蚀下生成的的石膏和AFt破坏力大,因此Cl-离子侵蚀能力小于SO42-离子侵蚀能力。该论文有图43幅,表24个,参考文献76篇。
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