论文总字数：19152字

摘 要

随着我国经济科技实力的高速发展，地表资源日益匮乏，已经远远不足以满足我国日益加速的发展生产的需求。近年来对海洋资源的探索开发逐渐深入，一系列的海洋工程及沿海工程的建设大大增加。这对建筑材料的需求也大大增加。在远海海岛开发，航道疏浚等过程中都会开发出大量的废弃珊瑚碎屑，而这些废弃的珊瑚碎屑如果能够加以利用，将会极大地减少资源的浪费。珊瑚碎屑用作混凝土骨料可以大大减少海洋工程因运输原材料照成的额外的运输成本和碳排放。

然而，由于珊瑚骨料长期受到海水冲击等因素造成了其疏松多孔且质地较脆的属性。因此，将珊瑚砂用于混凝土骨料使用时，其与普通砂石骨料在结构特征、颗粒形貌以及物理力学特性等方面存在明显的差异，对混凝土的性能也会产生较大的影响。本文将珊瑚砂作为细骨料与硅酸盐水泥拌制砂浆与标准砂进行对比，5% Na₂SO₄ ，3.5%氯化钠溶液被用做侵蚀溶液。XRD、SEM以及自收缩等方面的测试，研究了硫酸盐氯盐侵蚀对珊瑚骨料胶砂体系的影响。

关键词：珊瑚细骨料;自收缩;硫酸盐侵蚀;氯盐侵蚀。

Effect of sulfate and chloride corrosion on coral aggregate mortar system

Abstract

With the rapid development of China's economic and technological strength, the surface resources are increasingly scarce, which is far from enough to meet the needs of China's increasingly accelerated development and production. Recently, the exploration of Marine resources is gradually deepening. A large number of marine and coastal engineering are under construction. This greatly increases the demand for building materials. During the development of islands and the dredging of waterways, a large amount of waste coral debris will be abandon. If these waste coral debris can be rational used, it will greatly reduce the waste of resources. The use of coral debris as concrete aggregate can greatly reduce the additional transportation costs and carbon emissions caused by the transportation of raw materials in marine engineering.

However, due to long-term seawater scour, coral sand has a loose, porous and brittle texture. Therefore, when coral is used as a new type of aggregate, there are obvious differences in structural characteristics, particle morphology, and physical and mechanical properties from conventional aggregate, which will also have a great impact on the performance of concrete. In this paper, coral sand was added as fine aggregate to Portland cement to prepare coral mortar. 5% Na₂SO₄ and 3.5% NaCl solution was used as erosion solution. X-ray diffraction analysis (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) and autogenous shrinkage are performed to study the influence of sulfate and chloride on the coral mortar.

Key words: Coral fine aggregate; autogenous shrinkage; Sulfate attack; chloride attack.

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2研究现状 2

1.3课题的提出 4

1.4研究内容 4

第二章 实验原料及测试方法 5

2.1实验原料组成分析 5

2.1.1水泥原料 5

2.1.2珊瑚砂骨料 6

2.1.3配合比设计 9

2.2实验测试方法 10

2.2.1堆积密度测定方法 10

2.2.2X射线衍射 12

2.2.3SEM 12

2.2.4自收缩的测试 13

2.3仪器设备 15

第三章 珊瑚砂对水泥性能的影响 16

3.1自收缩率影响分析 16

3.2 SEM形貌分析 19

3.3 盐离子侵蚀分析 19

3.3.1硫酸盐侵蚀 19

3.3.1氯盐侵蚀 20

4 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1选题背景

海洋是人类可持续发展的重要战略空间和当今世界各国争夺竞争优势的战 略制高点。而我国是一个拥有300万管辖海域主权、1.8万大陆海岸线的海洋大国。如何加强海洋资源环境保护、壮大海洋经济、维护海洋权益等方面事关国家安全和长远发展。对此，党的十八大报告提出要提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国。伴随着海洋工程建设的不断发展, 海洋工程建筑材料的需求量节节攀升。混凝土作为海洋工程建筑过程中最为重要的的基础材料之一,但其原材料在岛礁上是十分难以获得的^[1]。砂石骨料作为混凝土的重要组成部分，约占混凝土体积的70％~80％,工程需求量十分巨大。在远洋岛礁进行工程建设时,若采取以船舶航运方式运输骨料将显著增加工程成本,且受海洋风浪、天气所限^[2]。为满足海洋工程建设快速发展的迫切需要,急需寻找足以满足工程要求的可替代材料。美国著名学者 Howdyshell对关岛等岛、环礁上的珊瑚骨料混凝土建筑物进行调查后得出结论，指出珊瑚骨料可以用于混凝土工程^[3]。陈兆林等指出利用珊瑚砂和海水制备素混凝土应用于工程是可行的^[4]。胡乔等通过分析比较认为当结构配筋较低或距陆岸较远时,使用 FRP(Fiber reinforced plastic)海水珊瑚料混凝土的全寿命周期成本与普通钢筋混凝土相比具有一定优势^[5]。针对海洋岛礁，在不破坏当地生态条件下,利用航道疏浚等方式开采的珊瑚礁制备粗细骨料,配制高性能珊瑚骨料混凝土,对于海岛民用和军用工程建设都具有十分的重要意义。

珊瑚砂是一种含有大量孔隙、质地轻巧的钙质原料。相较于河砂而言，珊瑚砂的表面具有大量的孔隙，从图1-1、图1-2、图1-3、图1-4可以看出。这也导致了珊瑚砂具有密度低、吸水率高并且制品强度较低的特点。珊瑚砂属于天然的轻质原料。由于珊瑚砂具有较高的孔隙率，当珊瑚骨料作为建筑材料时具有很高的的吸水率，而由于其表面十分粗糙，又使得珊瑚砂与水泥石之间的摩擦力较大，另外，其特殊的长条状又要求有更多的水泥浆体包裹珊瑚骨料才可以得到较好的施工性能^[2]。

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