不同掺合料对海砂混凝土的阻锈能力的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.1课题的研究背景及意义

随着工程建设规模持续高速发展，我国建筑领域每年消耗的砂等集料数目非常巨大。目前，河砂还是主要的建筑用细集料，但河砂的可开采增长十分有限。开发利用海砂可以缓解建筑市场的压力，尤其在建筑用砂较大的东南部沿海地区。

与河砂相比，海砂中的氯盐和贝壳含量是限制其在混凝土中使用的两大主要原因。

2. 研究内容和预期目标

本课题的主要研究对象是海砂混凝土，研究钢筋在海砂混凝土中的锈蚀情况，设计合理的混凝土配合比成型混凝土试件以模拟实际环境，主要研究内容如下：

（1）对原材料的基本物性进行分析，包括骨料含泥量、含水量等物理性能，以及筛分等技术性能等

（2）配制c80混凝土配合比，掺合料分别为矿粉、粉煤灰与矿粉粉煤灰1:1进行掺入成型混凝土，并且成型海砂与黄砂混凝土进行对照。

3. 研究的方法与步骤

3.1原材料基本物性分析

（1）水泥的物理力学性能按照《GB175-2007通用硅酸盐水泥标准》测定。

（2）海砂，淡化海砂物理性能及筛分技术性能检测按照《海砂混凝土应用技术规范》JGJ206-2010规定得用于混凝土的海砂的质量标准检测。

（3）河砂，石物理性能及筛分技术性能检测按照《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006中的标准方法检测。

3.2设计混凝土体系

表1 C80混凝土配合比

强度	水灰比	水泥/kg	海砂/kg	石子/kg	减水剂/kg	水/kg
C80	0.25	450	675	1227	9.9	120

根据本课题的探究目标，需要用一些掺合料来代替水泥，其中掺合料为矿粉与粉煤灰，以矿粉、粉煤灰、矿粉与粉煤灰1:1等三种方式掺入混凝土中，掺合料分别以代替原水泥质量的10%、20%、30%来成型混凝土。

3.3海砂的淡化方案

将原状海砂淡化到氯离子含量为6的淡化方案探索，以200g海砂进行模拟实验，称取两百克海砂，称取不同质量的水，浸泡40分钟，每隔20分钟搅拌一次，取上层清液测其氯离子浓度。

3.4混凝土的养护

选取标准养护、90℃蒸养十小时和压蒸三种养护制度养护混凝土。其中压蒸对温度的要求比较高，需要大于174.5℃。

3.5加速锈蚀实验方案

成型混凝土后用玻璃胶密封以防止钢筋在养护阶段锈蚀，试件养护14d后，除去裸露钢筋表面的玻璃胶，在打磨好的钢筋处捆接好导线，完成捆接后用石蜡对所有暴露在外的钢筋进行密封，确保钢筋完全隔绝空气。

在周转箱内放入镀锌板，每块镀锌板角落打好一个4.2mm的洞穿铜线，串联周转箱，将每组6块试件或3个试块放入的周转箱内，倒入5倍海水浓度溶液，用铜线串联所有钢筋头，最后链接底部和钢筋露头的线路形成回路。

为了尽可能使钢筋均匀锈蚀，同时降低混凝土的电阻率，通电前先将试件放置在溶液中浸泡2天。通电时，先将直流稳压稳流电源的电压值调到最大，电流值调到最小，然后打开电源使电路工作，同时调节电流值直至达到200μA/cm2的电流值。在通电的开始阶段，由于溶液浓差的极化作用，会造成电流值产生一些波动，所以通电开始阶段要注意观察电流的变化并及时校正电流。

3.6电化学方法

1.半电池电位法，直接用半电池电位检测仪。测量方法：将待测钢筋连接电位计一端，另一端连接探头，在混凝土表面移动，观测不同区域的电池电动势的变化，产生的电池电动势大小与混凝土电阻，阴阳极极化电阻及表面电位分布有关，在混凝土表面可以测出电位分布，从而可以给出等电位线，确定等电位区，其醉=最负处为腐蚀区。优点：找出腐蚀区，评价腐蚀程度，预测结构寿命。缺点：不能得到腐蚀速度，湿度小时结果不准确

2.线性极化法：主要基于Stern-Geray公式，当外界对混凝土内的钢筋施加一微小电压，钢筋平衡电位就会发生偏移，极化引起的过电位与极化电流在微极化区呈线性关系。优点：可以测腐蚀速度缺点：环境对测量的影响较大。

4. 参考文献

[1] 刘伟，谢友均，董必钦，等. 海砂特性及海砂混凝土力学性能的研究[j]. 硅酸盐通报，2014,33(1):15-22.

[2]苏卿，陈艾荣，赵铁军. 淡化海砂混凝土中钢筋的锈蚀特征[j]. 新型建筑材料，2012,(8):48-52,55.

[3] 巴恒静，赵炜璇. 利用极化电阻测试混凝土模拟孔隙溶液中钢筋锈蚀临界氯离子浓度[j]. 混凝土，2010,(12):1-4.

5. 计划与进度安排

第1-4周： 2月25日-3月24日

第一、二周：收集课题相关文献资料，撰写文献综述。

第三周：拟定研究方案，准备各种原材料和实验试剂。

第四周：准备各种原材料和实验试剂，撰写修改开题报告。