当人类面临复杂的资源紧迫、能源危机和环境恶化等问题时,合理开发利用海洋资源已经成为人类生存发展的必然趋势。作为混凝土不可缺少的组分—骨料,正随着我国经济建设迅速发展的同时而日趋匮乏。我国拥有丰富的海砂资源,如果能够就地取砂,利用海砂代替河砂、陆砂,不仅可以解决沿海地区标准砂石资源普遍匮乏的难题,而且避免了远程砂石料的开采补给,有利于节约能源、保护生态环境。但海砂中含有一定的有害可溶盐成分,限制了海砂的使用。因此有必要针对固化海砂的胶凝材料的早期水化过程、胶凝材料组分固化氯离子的能力进行深入的研究。 本论文基于海砂所含的有害可溶盐成分无害或少害化控制技术的要求,对几种矿物掺合料的组成、结构、功效进行了系统分析。在不同掺量、不同水灰比和不同胶砂比条件下,研究了矿物掺合料对海砂混凝土的早期水化、微观结构、宏观物理力学性能的影响,同时,探讨了矿物掺合料对氯离子固化的机理。 本论文所取得的主要试验结果包括以下几个方面: (1)采用非接触式电阻率测定仪、多通道高效自动水化热测定仪对不同水胶比、不同材料组分的砂浆进行了试验。试验结果表明:电阻率曲线能较好的表征砂浆的水化过程。海砂会促进砂浆的水化历程,海砂砂浆达到电阻率转折点(水泥浆体水化终凝点)的时间比标准砂砂浆提前,而且在达到该转折点之后,海砂砂浆的电阻率增长趋势比标准砂砂浆的快;以海砂为骨料,显著提高砂浆的最高水化温升值、放热速率;由力学性能可知:以海砂为骨料,能提高砂浆早期抗折、抗压强度。 (2)采用氯离子选择性电极法测定不同材料组分的Cl~-单位固化量(Cbi),并结合SEM对水化产物进行形貌分析。试验结果表明:粉煤灰和矿渣对海砂中的氯离子有不同程度的固化作用。在本试验条件下,水泥与矿物掺合料的Cl~-单位固化量(Cbi)为:水泥(0.96 mg/g)>粉煤灰(0.85 mg/g)>硅灰(0.46 mg/g)>矿渣(0.21mg/g)。以粉煤灰、硅粉取代水泥。能够减少浆体内的初始Cl~-含量;而以矿渣取代水泥,其可溶出性Cl~-含量明显增加。随着水化龄期的延长,浆体内部的可溶出性Cl~-含量均不同程度的下降,掺矿渣浆体的水化产物吸附氯离子的能力最强。因为水化龄期的延长,胶凝材料化学结合与物理吸附能力得到提高;随胶砂比的减小、水灰比的增大,浆体中的游离态Cl~-含量明显增加。水化产物对Cl~-的固化主要表现在水化铝酸钙和C-S-H。水化铝酸钙对Cl~-的化学结合生成“Friedel盐”(简称F盐),而C-S-H具有强大的比表面积,在双电层作用下对Cl~-产生较强的吸附固化作用。从SEM电镜扫描结构看,当浆体水化龄期达到60d时,由于二次水化反应的发生,