碱性电解水对聚羧酸减水剂适应性与粉煤灰活性影响研究

Reducing water binder ratio, adding the active mineral admixture and additives are the main technical approaches to prepare green high-performance concrete. While improving the adaptability of admixtures, activating the mineral admixture efficiently is an important basis for enhancing the performance of concrete. In this study, alkaline electrolyzed water is tried to be used as mixing water to improve the adaptability of polycarboxylic water-reducing admixture and activate the activity of fly ash, so as to improve the performance of high volume fly ash concrete. The effect of electrolysis process on the performance of electrolyzed water is defined, the performance control method of electrolyzed water is researched; the effect of alkaline electrolyzed water on the adaptability of polycarboxylic water-reducing admixture is discussed, and the mechanism of alkaline electrolyzed water on restraining the adverse effect of mud content is clarified; using the strength test of fly ash mortar evaluates the feasibility that alkaline electrolyzed water activates the activity of fly ash; through the workability, strength test, durability and microstructure analysis of electrolyzed water fly ash concretes, the influencing factors that alkaline electrolyzed water activates the fly ash and improve the property of fly ash concrete are analyzed, the hydration mechanism and microstructural characteristics that fly ash concrete can be activated by alkaline electrolyzed water are revealed, the performance index of alkaline electrolyzed water for fly ash concrete is determined, an evaluation method for the performance of alkaline electrolyzed water is established, the mix proportion design theory for electrolyzed water fly ash concrete is proposed, which will provide a scientific basis for the utilization of electrolyzed water fly ash concrete in engineering application.

降低水胶比、掺用活性矿物掺合料及外加剂是制备绿色高性能混凝土的主要技术途径，在改善外加剂适应性的同时，高效激发矿物掺合料活性是提高混凝土性能的重要基础。本项目拟采用碱性电解水作为拌和水，改善聚羧酸减水剂适应性和激发粉煤灰活性，从而提高大掺量粉煤灰混凝土性能。明确电解工艺对电解水性能的影响关系，研究电解水性能控制方法；探索碱性电解水对聚羧酸减水剂适应性影响规律，揭示碱性电解水抑制含泥量不利影响的作用机理；利用粉煤灰砂浆胶砂强度试验，评价碱性电解水激发粉煤灰活性的可行性，通过电解水粉煤灰混凝土的工作性、强度、耐久性及微观结构分析等实验，分析碱性电解水激发粉煤灰活性和改善混凝土性能的影响因素，阐明碱性电解水激发粉煤灰混凝土活性机理和微观结构特征，确定粉煤灰混凝土用碱性电解水性能指标，建立碱性电解水性能评价方法，提出电解水粉煤灰混凝土配合比设计理论，为电解水粉煤灰混凝土的工程应用提供科学依据。

聚羧酸减水剂对砂石中含泥量非常敏感，过高的含泥量会使聚羧酸减水剂失效，对混凝土的工作性、强度和耐久性等均会造成不良影响。同时，现存粉煤灰活性激发方法存在一定缺陷，严重制约了大掺量粉煤灰混凝土的推广应用。因此，在改善聚羧酸减水剂适应性的同时，解决粉煤灰活性激发问题，提高粉煤灰性价比和利用率是实现混凝土中粉煤灰高效资源化利用的主要途径。. 本项目采用试验研究和微观结构理论分析相结合的研究方法，通过定制隔膜式电解装置制备高性能碱性电解水，探索电解工艺对碱性电解水性能的影响规律，提出碱性电解水性能制备及性能调控方法。分析砂石中含泥量对聚羧酸减水剂吸附性和分散性的影响规律，阐明碱性电解水改善聚羧酸减水剂适应性的影响因素，揭示碱性电解水改善聚羧酸减水剂适应性的作用机理。研究碱性电解水对粉煤灰净浆标准稠度用水量、凝结时间、水化放热行为、水化产物组成及其微观结构的影响规律，揭示碱性电解水混凝土的水化产物及微观结构形貌及其作用机理。研究碱性电解水对粉煤灰混凝土的工作性能、力学性能的影响因素，揭示碱性电解水对粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性、抗碳化性、抗硫酸盐侵蚀性、抗冻性等耐久性能的影响规律。提出碱性电解水粉煤灰混凝土配合比设计理论，对碱性电解水粉煤灰混凝土的工程应用进行经济性分析，为今后碱性电解水混凝土的推广与工程应用提供科学依据和理论支撑。. 基于本项目的研究成果及相关工作，已发表高水平学术论文14篇，英文9篇，中文5篇，其中SCI收录7篇，EI收录2篇，中文核心5篇；申报发明专利4项，授权实用新型专利1项；已出版学术专著1部；获得2021年山东土木建筑科学技术奖一等奖1项；成功承办了“第三届全国建筑固废学术交流会暨第七届全国再生混凝土学术交流会”，参加了4次学术交流会议；培养相关技术人员3名，硕士研究生3名；项目研究成果经第三方科技成果评价机构鉴定，整体水平达到国际先进水平；本项目超额完成了计划书中的各项任务。