海水干湿对高性能水泥基材料影响综述

0 前言

21世纪被称为海洋世纪，为充分开发海洋资源，需大力建设跨海大桥、港口码头、海底隧道等海洋工程。而海洋环境十分的复杂特殊，对海洋中混凝土的耐久性造成严重威胁。普通混凝土内部会存在大量的微裂缝，经受不起海洋中各种盐类腐蚀和干湿、冻融、碳化等因素的侵蚀，容易危害到工程结构安全。因此，研制出能克服以上缺点的高强度的水泥基材料的研究就显得十分重要。针对普通混凝土的孔隙率较大以及力学性能、抗渗性等缺陷，研发人员对高强度、高性能水泥基材料在力学性能和抗蚀性能做出了改善，因此受海洋中盐类腐蚀和干湿、冻融、碳化的侵蚀作用的影响更小，在海上服役也有着更高的寿命。

1 ＤＳＰ（高致密水泥基均匀体系）简介

1.1 发展过程

高致密水泥基均匀体系是丹麦Aalborg波特兰水泥混凝土实验室的Bache等在20世纪70年代末首先研制出来的一种高强度水泥基材料[1]。Bache等用70%-80%的水泥和 20 %-30 %活性硅灰 (平均粒径0.1-0.2μm), 加入1%-4%的超塑化剂将w/b降至0.13-0.16, 制备出抗压强度高达120-260MPa , 抗折强度高达150MP的DSP材料。后来研究者在 DSP材料中逐渐加入了超硬细集料、纤维、矿渣、超细粉煤灰等, w/b的范围逐渐扩大至0.12-0.22, 抗压强度也达到300MPa以上。

1.2 性能与用途

DSP材料具有非常高的强度、优异的抗渗耐侵蚀等性能, 而且比其它工程材料成型更加方便, 因而在其发明之初便申请了很多应用性的专利,且在20世纪80年代由丹麦的 Densit A/S和美国的Elborg制造公司将其推向了市场。该材料最早用作恶劣环境中混凝土的保护层,后来又用来代替铸石、橡胶和钢材作为内衬。

1.3 制备方法

DSP的制备主要是从降低水泥基材料孔隙率提高材料密实性出发, 使用超细粉末填充水泥颗粒之间的空隙,加入高效减水剂降低水胶比, 制得的DSP材料孔隙率非常低。柯劲松的研究表明[2],DSP材料的孔隙率小于3*10^-2cm³/g, 且其中大部分孔均是小于25nm的微孔, 水泥浆体非常密实。