现代混凝土孔溶液离子演变规律及数值模拟

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1、学校代码：１０２８６分料＿密级：公开ＵＤＣ：学号：１５１７５９硕士学位论文现代混凝土孔溶液离子演变规律及数值模拟研究生姓名：钱如胜导师姓名：张云升教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称材料科学与工程论文答辩日期２０年月日二鈒学科名称材料学学位授予日期２０年月日答辩委员会主席评阅人２０年月曰硕士学位论文现代混凝土孔溶液离子演变规律及数值模拟专业名称：材料科学与工涯研究生姓名：钱如胜导师姓名：张云升教授本论文获国家９７３计划项目（２０１６５ＣＢ６５５１００）和

2、国家自然科学基金项目（５１１７８１０６）资助。ＴＨＥＥＶＯＬＵＴＩＯＮＬＡＷＡＮＤＮＵＭＥＲＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＰＯＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮＩＯＮＩＮＭＯＤＥＲＮＣＯＮＣＲＥＴＥＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＢＹＱｉａｎＲｕｓｈｅｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＺＨＡＮＧＹｕｎｓｈｅｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅ

3、ｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１７东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研宄生签名期：０＞／ＨＩ东南大学学位论文使用授权声明东南大学（含万方数据）、国家图书馆、《中

4、国学术期刊、中国科学技术信息研究所（光盘版）》电子杂志社有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容一相致，，（包括以电子。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅可以公布信息形式刊登（包括以电子）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布信息形式刊登）授权东南大学研宄生院办理。研宄生签名：导师签名曰期＾摘要摘要“一”“”“”一随着带路、西部大开发和海洋强国等国家战略的实施，大量基础设施不断兴建，混凝土因其廉价、来源广、工作性能良好等优点

5、而被广泛应用，水泥用量快速增加，同时水泥生产造成的环境污染且能耗大等问题令人堪忧。为了满足发展需求和促进环保节能，大量矿物掺合料被引入混凝土制备中，造成现代混凝土原材料组分多样化，水化反应复杂化，硬化后微结构和耐久性能也异于普通混凝土。混凝土中孔溶液的组成和性质，及其在水化硬化过程中的变化规律不仅关系到多元胶凝体系各组分的水化程度和速率、水化产物的种类和数量，而且还影响混凝土的力学性能和长期性能，同时也为混凝土的耐久性研宄提供理论支撑。本文基于多孔介质理论与复合材料理论，研发新型试验方法与测试手段，结合现代分析测试技术－，以试验研宄与模拟相结合

6、，首先研宄混凝土常用原材料水泥、粉煤灰、矿渣和硅灰离子溶出性质，从纯水和饱和Ｃａ（ＯＨ）２溶液的角度系统研究了原材料离子溶、出过程特征和规律及颗粒表面带电性能的时变规律，同时以温变合金为混凝土孔结构侵入介质实现了现代混凝土三维孔结构的可视化表征，最后以计算机模拟与试验相结合的方法研宄了混凝土孔溶液离子浓度和电导率的时变规律及孔结构的特征变化。得到以下研究成果：⑴现代混凝土原材料的滤液性质基于溶出法－，分别采用纯水和饱和Ｃａ（ＯＨ）２溶液浸泡现代混凝土常用原材料水泥、粉煤灰、矿渣和硅灰，系统测试了溶出液离子种类、浓度、电导率及悬浮液Ｚｅｔａ电位。

7、＋＋结果表明饱和ＣａＯＨ２溶液促进了固体颗粒刻蚀溶解，增加了溶出液中Ｋ、Ｎａ、ＯＦＴ、（）２＋２？４？Ｃａ和Ｓ〇４浓度，降低了粉煤灰、矿渣和硅灰溶出液中Ｓｉ〇４浓度，提高了溶出液电导率。饱和Ｃａ（ＯＨ）２溶液降低了水泥和粉煤灰悬浮液初始Ｚｅｔａ电位，增加了矿渔和硅灰悬浮液初始Ｚｅｔａ电位。（２）现代混凝土的孔溶液性质－－基于离心法和高压萃取法分别提取硅酸盐水泥、－矿渣和水泥、水泥粉煤灰水泥硅灰体系净浆早龄期和长龄期孔溶液，研宄了水灰比、矿物掺合料种类与掺量对孔溶液离子浓度