1. 研究目的与意义
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研究目的和意义
利用高炉矿渣的潜在胶凝活性，完全取代水泥制备phc管桩混凝土。这不仅能满足钢铁行业对废弃矿渣处理的要求，同时还能满足开发绿色建材作为水泥替代品的需求。而耐久性一直是人们关注的焦点。本课题主要根据phc管桩混凝土的生产、技术指标要求，制备碱激发矿渣高强混凝土，并对耐硫酸盐侵蚀性能和机理进行系统的研究与探讨，从而为实际生产提供试验和理论依据。
二、国内外研究现状和发展趋势
2. 研究内容和预期目标
1、通过毕业实习充分熟悉PHC管桩的生产工艺和原材料配合比。2、根据PHC管桩生产以及使用要求，对碱激发高强矿渣混凝土的配合比和养护制度进行探索，优选出较优配合比及合适的养护制度。3、通过试验对碱激发矿渣混凝土的耐硫酸盐侵蚀性能进行系统的研究。主要研究内容包括以下三个方面：①碱矿渣高强混凝土在不同类型硫酸盐溶液中受传统硫酸盐侵蚀状况；② 混凝土养护方式、侵蚀方式等因素对碱矿渣混凝土硫酸盐侵蚀性能的影响；③在硫酸盐侵蚀环境下，碱矿渣混凝土微观结构的变化和侵蚀产物的组成。4、侵蚀环境：①长期浸泡，试样分别浸泡在浓度为5%的MgSO4、(NH4)2SO4溶液中，浸泡龄期为0d、30d、60d、90d、180d。容器表面覆盖塑料薄膜防止水分挥发，每两个月更换一次溶液。②干湿循环侵泡（仅做MgSO4、(NH4)2SO4），一个循环周期为5d，60℃烘干48h（2d），侵泡72h（3d），干湿循环的测试周期为4、8、12、16。（注：有研究表明MgSO4侵蚀属于钙矾石结晶型破坏，而(NH4)2SO4侵蚀属于石膏结晶型破坏。）5、性能测试：①混凝土抗压强度；②混凝土质量变化及吸水率；③混凝土孔隙溶液PH值；④试样外观变化情况采用肉眼观测、文字描述并借助数码相机定期拍照记录，通过试样的外观变化可以推断出硫酸盐侵蚀程度。⑤XRD或SEM微观试验用于辅助理论分析。6、统计试验数据，总结试验报告，得出相关结论。
3. 研究的方法与步骤
3.1.1 确定掺不同矿物成分的混凝土配合比
根据高强混凝土管桩的常用混凝土配合比，制定纯水泥的C80管桩混凝土、碱矿渣C80管桩混凝土配方。具体如下：
| 表3.1 配置30L 的C80混凝土的配比 | |||||||||||
| 配比 | 水 | 水玻璃 | NaOH | 矿粉 | 水泥 | 磨细砂 | 粗砂 | 细砂 | 大石 | 小石 | 减水剂 |
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| kg | kg | g | kg | kg | kg | kg | kg | kg | kg | g |
| A | 4.05 | 0 | 0 | 0 | 9.18 | 4.32 | 12.6 | 7.8 | 30 | 8.4 | 315 |
| B | 1.2 | 7.05 | 30 | 13.2 | 0 | 0 | 12.6 | 7.8 | 30 | 8.4 | 0 |
注：A=空白对比样 B=碱矿渣混凝土
3.1.2 按龄期确定试块的硫酸盐侵蚀情况
根据表3.1的2个配方，每个配方制作50个试块（含备用），分为长期浸泡和干湿循环浸泡，长期浸泡试块龄期分为0天、20天、40天、60天、90天、120天、180天、270天和一年；干湿循环浸泡的测试周期为0、4、8、12、16、20，总共100个试块，到龄期后取出试块观察和记录两种混凝土的侵蚀情况，并进行后续的混凝土质量变化、吸水率、混凝土pH值、抗压强度试验。
3.2.2 试验步骤
（1）将各个配方所需要的原材料称量好，再将需要的模具用油刷好。
（2）将称取好各种配料，放入60L的混凝土搅拌机搅拌，将搅拌好的混凝土进行装模。
（3）将装完模的试块放置硬化后在上面标好标记，然后脱模运送至高压釜进行一天的养护。
(4)将空白对比样A的试块分成3组，然后其中两组分别浸泡在10%MgSO4和(NH4)2SO4溶液中，还有一组不浸泡，作对照组。将碱矿渣混凝土B的试块分成两组，分别浸泡在10%MgSO4和(NH4)2SO4溶液中进行干湿循环浸泡，一个循环周期为5d，60℃烘干48h（2d），侵泡72h（3d）。
（5）试件到测试龄期时，试件表面擦拭干净称重记为G1随后放入60℃烘箱中烘干至恒重记为G2，随后按照GB/T11837-2009混凝土抗压强强度试验方法测量100×100×100试块的抗压强度，试件破坏后分别在试件的表层和中心取胶凝材料浆样（注意避开骨料），磨碎溶解在烧杯中，用pH计测混凝土的pH值。另取试件的表层和中心胶凝材料用于微观试验。
4. 参考文献
[1]张健. 碱激发复合胶凝材料性能研究及应用[d]. 湖南：中南大学, 2014, 05.
[2]彭方毅. 碱矿渣混凝土抗酸盐侵蚀性能研究[d]. 重庆：重庆大学, 2008, 05.
[3]黄赟. 碱激发胶凝材料的研究进展[j]. 水泥, 2011, 02: 9-13.
5. 计划与进度安排
第一阶段（寒假期间）：2月6日～2月17日，文献检索，完成文献综述，提出初步试验方案。
第二阶段（第1周）：2月20日～2月26日，提交文献综述、初步试验方案，写出开题报告。
第三阶段（第2～3周）：2月27日～3月12日，提交开题报告；带着明确目标，实习2周（适应工厂环境）。
