硅酸盐非晶物质和水泥胶凝体系固化氯离子机理研究

Alkaline ingredients such as water glass, NaOH are to be incorporated into a system of amorphous silicates-portland system consisting of sodalime glass powder,fly ash,portland cement ,to activate active SiO2 and Al2O3 in glass powder and fly ash to obtain a good chlorine ion binding performance of the as-prepared concrete and the mechanism is to be investigated. Auxiliary materials,such as admixture,seed crystal,and active CaO is to be applied to modify the chemical reaction process of the slurry of the system to get as much as possible the C-S-H gel with high chlorine ion binding performance and hydrated calcium aluminate which is considered to have good chlorine binding performance. The chloride ion penetration of the concrete with the above system as binders is also to be investigsted.Two kinds of concrete with sea sand as aggregate and with soda residue as auxiliary binder are also to be investigated respectively.The influence of admixture on the solubility of the actve SiO2 from glass powder and that of active SiO2 and active Al2O3 from fly ash,the influence of actve CaO and seed crystal on the formation of C-S-H and hydrated CA,the influence of chlorine ion on the formation of hydrated products and the combination process of the chloride ion with the hydrated products will be studied in detail respectively.This study is supposed to be a contribution to the theory of chloride ion control of concrete and to be technically conducive to the solution of the problem of choride ion in civil enginering.

在由玻璃粉、粉煤灰、硅酸盐水泥组成的硅酸盐非晶物质-水泥胶凝体系中，引入水玻璃、氢氧化钠等碱性成分，以充分激发该体系的活性SiO2和活性Al2O3,使其具有良好的氯离子固定性能，并对其机理进行了研究。采用外加剂、晶种、活性氧化钙等辅助原料优化该体系浆体反应过程以促进具有良好氯离子固定能力的C-S-H凝胶以及水化铝酸钙的形成，对利用该浆体的混凝土的氯离子渗透性能进行研究，探索其在海砂混凝土和碱渣混凝土中的应用前景。项目将重点研究采用外加剂促进玻璃粉和粉煤灰的溶解；重点研究晶种、活性氧化钙对C-S-H凝胶以及水化铝酸钙形成的影响及其动力学过程；重点研究氯离子在水化反应过程中的作用以及氯离子在水化产物中的结合过程。项目的研究将有助于丰富现有的混凝土氯离子扩散控制理论并对在工程中解决氯离子的问题具有很好的推进作用。

以改善普通硅酸盐硬化水泥浆和普通硅酸盐混凝土抗氯离子渗透性能为目标，对废弃钠钙硅玻璃粉在混凝土中的应用进行了研究。发现玻璃粉在粉煤灰/玻璃粉比例为4的复合水泥浆和以矿渣掺量、TEA掺量和玻璃粉掺量为三因素的复合矿渣水泥浆正交体系中，分别在玻璃粉掺量为4%和掺量为10%时可提高水泥浆的氯离子结合能力，但在较高掺量或14d以上龄期时，玻璃粉的添加使水泥浆氯离子结合能力下降。 氢氧化钙被发现在掺量为4%以下可以提高玻璃粉/粉煤灰水泥浆(其中玻璃粉/粉煤灰/水泥=3/30/67) 28d以下的氯离子结合能力。TEA被发现在掺量为0.025%时，龄期为180d以下时，在上述玻璃粉/粉煤灰复合水泥浆具有提高氯离子结合能力的作用。以28d添加氯离子的硬化玻璃粉/粉煤灰复合水泥浆的颗粒为晶种，以6%以下的掺量加入到新拌的添加氯离子的玻璃粉/粉煤灰复合水泥浆中，可以起到提高复合水泥浆氯离子结合能力的作用。但由于玻璃粉/粉煤灰复合水泥浆固有的物理结合起主要作用，无论是否添加TEA，玻璃粉/粉煤灰复合水泥浆均体现随龄期增长氯离子结合量在28d达到最大值，而随后随龄期延长而下降的特性，玻璃粉/矿渣复合水泥浆体现了类似的趋势。对复掺玻璃粉/粉煤灰混凝土和复掺玻璃粉/矿渣混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能的研究表明，玻璃粉在掺粉煤灰和掺矿渣的混凝土中复掺，均具有提高抗压强度的作用，玻璃粉以粉煤灰掺量1/4的比例复掺于掺粉煤灰混凝土，相比于单掺粉煤灰混凝土在56d到90d可提高电通量和DRCM的下降速度，玻璃粉以矿渣掺量1/4的比例复掺于掺矿渣混凝土相比于单掺矿渣混凝土可降低各龄期电通量。说明玻璃粉发挥了较好的碱激发作用。基于改进普通硅酸盐水泥体系28d后氯离子结合能力随龄期延长而下降的局限性的出发点，对双掺氢氧化铁和TIPA的水泥浆氯离子结合性能进行了研究，发现在90d较28d大幅度提高了氯离子的结合性能，显示了在混凝土水泥浆通过激发铁离子提高水泥浆后期氯离子能力的潜力。