文章目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 碱式硫酸镁水泥的研究进展

    1.2.1 碱式硫酸镁水泥的制备及水化过程

    1.2.2 碱式硫酸镁水泥的微观结构

    1.2.3 碱式硫酸镁水泥的性能

    1.2.4 影响碱式硫酸镁水泥性能及其微结构的主要因素

    1.2.5 提升碱式硫酸镁水泥性能的措施

1.3 珊瑚骨料及珊瑚混凝土的研究进展

    1.3.1 珊瑚骨料的基本特性

    1.3.2 珊瑚混凝土的性能

    1.3.3 珊瑚骨料的改性研究

1.4 目前珊瑚骨料及珊瑚混凝土的存在问题

    1.4.1 珊瑚骨料自身缺陷

    1.4.2 珊瑚混凝土的存在问题

1.5 研究内容与技术路线

    1.5.1 研究内容

    1.5.2 技术路线

第二章 改性珊瑚骨料的制备及其性能研究

2.1 试验

    2.1.1 原材料

    2.1.2 测试方法

    2.1.3 改性珊瑚骨料的制备方案

    2.1.4 试样制备

2.2 改性处理方式的参数选择

    2.2.1 柠檬酸溶液浓度

    2.2.2 酸处理时间

    2.2.3 裹浆材料配比

2.3 骨料改性对珊瑚骨料特征的影响

    2.3.1 孔隙特征

    2.3.2 物相组成分析

    2.3.3 力学性能

    2.3.4 孔结构分析

    2.3.5 骨料-基体界面结合能力

2.4 改性珊瑚骨料的处理方案

2.5 本章小结

第三章 高强碱式硫酸镁水泥基珊瑚砂浆的制备

3.1 试验

    3.1.1 原材料

    3.1.2 试验方法

    3.1.3 试件成型

    3.1.4 测试方法

3.2 珊瑚砂颗粒级配对砂浆结构及性能的影响

    3.2.1 表观密度

    3.2.2 工作性能

    3.2.3 力学性能

    3.2.4 微观形貌与孔隙结构

3.3 响应曲面法优化碱镁水泥基珊瑚砂浆的制备参数

    3.3.1 实验配比测试结果

    3.3.2 二阶响应曲面模型与显著性检验

    3.3.3 交互作用对珊瑚砂浆力学性能的影响

    3.3.4 配比参数选择

3.4 本章小结

第四章 侵蚀环境对碱镁水泥基全珊瑚混凝土抗侵蚀性能的影响

4.1 试验

    4.1.1 原材料

    4.1.2 试验方法

    4.1.3 试样成型

    4.1.4 测试方法

4.2 不同侵蚀环境下试件宏观形貌的变化

    4.2.1 全浸泡侵蚀环境下试件外观形貌

    4.2.2 半浸泡侵蚀环境下试件外观形貌

4.3 不同侵蚀环境下碱镁水泥基全珊瑚混凝土的性能

    4.3.1 质量变化率

    4.3.2 力学性能与抗蚀系数

    4.3.3 超声波传输速率

4.4 机理分析

    4.4.1 XRD图谱分析

    4.4.2 微观结构分析

    4.4.3 孔结构分析

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果

文章摘要:海工混凝土是我国发展海洋经济的重要基础支撑。在南海远洋环境下利用死体珊瑚废弃物制备混凝土将有效解决工程建设中存在的骨料紧缺问题。尽管珊瑚骨料缓解了海洋工程对骨料的巨大需求,但其表面粗糙多孔,形状特征复杂,筒压强度较低,严重限制了珊瑚混凝土的性能。虽然使用矿物掺合料、纤维增韧和外加剂技术可大幅增加珊瑚混凝土的强度及韧性,但并没有完全解决制约珊瑚混凝土强度的问题。课题组在研究过程中发现,处理珊瑚骨料的表面软弱层（生成龄期较短的浅表层）、附着物（如泥沙、海藻）并改善其多孔特性也是实现珊瑚混凝土高性能化的有效途径。另一方面,现有水泥基珊瑚混凝土因水泥水化产物在海洋环境下稳定性差,珊瑚骨料特性也导致混凝土界面过渡区薄弱,造成水泥基珊瑚混凝土强度较低且抗蚀性较差。本文将新型胶凝材料碱式硫酸镁水泥与珊瑚骨料复合,通过优化珊瑚砂级配、调整碱式硫酸镁水泥基珊瑚砂浆配比参数,探索珊瑚骨料的高效改性处理方式,制备出具有良好力学性能及抗侵蚀性能的碱式硫酸镁水泥基全珊瑚混凝土。本文取得的主要结论如下:（1）使用柠檬酸处理珊瑚骨料,可有效去除珊瑚骨料的表面软弱层和孔隙内的附着物,改善了骨料与胶凝材料的界面结合能力,珊瑚骨料裹浆处理可显著降低珊瑚骨料的孔隙率、提升其强度。柠檬酸处理珊瑚骨料的最佳工艺参数为1%浓度和40min浸泡时间,碱式硫酸镁水泥裹浆材料的组成为α-Mg O:七水硫酸镁:水为1.5:1:1时处理效果最好。使用改性珊瑚骨料可制成高折压比的碱式硫酸镁水泥基珊瑚混凝土,其28d抗折、抗压强度达到15.2MPa和64.8MPa,与对照组相比其28d抗折、抗压强度分别提高了20.5%和31.8%,混凝土工作性能提升了35.3%。（2）合理的颗粒级配更易使珊瑚砂达到最紧密堆积的状态,增强碱式硫酸镁水泥基珊瑚砂浆的工作性能、力学性能并优化其孔隙结构,使珊瑚砂浆具有较好的综合性能。采用II