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由于河砂资源的日渐稀缺以及地域性资源开发,人们开始关注海砂的资源化利用。然而,海砂中的氯离子存在钢筋锈蚀风险,具有破坏钢筋混凝土结构的潜在风险。固化氯离子是解决这一问题的重要手段。化学固化,因氯离子与单硫型水化硫铝酸钙(AFm)相生成水化产物Friedel盐、Kuzel盐相对较稳定,被认为是固化氯离子的有效手段。AFm相的形成与体系中溶出的铝相密切相关。依托“十三五”国家重点研发计划子课题《海砂混凝土中氯离子固化与新型阻迁技术的研究与应用》(2016YFC0701003-5),本文提出研究了利用三异丙醇胺(TIPA)促进粉煤灰、矿渣、锂渣中铝相的溶出,从而达到提升固化氯离子的目的。具体研究了三异丙醇胺(TIPA)存在条件下水泥基材料水化性能及氯离子固化机理,水泥基材料主要包括水泥‐粉煤灰体系、水泥‐矿粉体系和水泥‐锂渣体系,同时还研究了TIPA对辅助胶凝材料在孔液中离子溶出的影响,结合各种现代测试手段,从宏观力学性能和微观水化进程及水化产物进行分析,为混凝土自身对氯离子的固化行为提供理论支持。本文的研究结果表明:(1)在模拟混凝土孔溶液中,由于三种辅助胶凝材料含有大量的铝相和硅相,TIPA对铝相和铁相具有螯合作用,会促进结构的解体造成辅助胶凝材料中铝相和硅相的溶出。对于铝离子来说,随TIPA浓度的提高,孔液中溶出的铝离子的量增多;而对于硅酸根离子来说,TIPA也促进了辅助胶凝材料在浸泡孔液中硅酸根离子的溶出能力,在粉煤灰和锂渣中显示的是硅酸根离子的浓度随TIPA掺量的提高而提高,在矿粉中由于在碱性环境下本身具有一定的水硬性,因此其硅酸根离子消耗量增多。变化最为明显的则是铁离子,不加TIPA时,孔液中的铁离子基本不溶出或溶出量很少,而TIPA一旦加入,铁离子溶出速度则大大增加。(2)TIPA的加入促进了水泥基材料的水化,其中包括在促进水泥水化的同时,促进了各个体系中辅助胶凝材料的水化。在同一龄期时,随TIPA掺量的提高,其强度呈上升的趋势。TIPA的加入促进了三硫型水化硫铝酸钙(AFt)向AFm转化,使得体系中AFm的含量提高;与此同时,体系中氢氧化钙的含量由于TIPA的加入会降低,主要是由于TIPA促进了辅助胶凝材料的火山灰反应,造成氢氧化钙被大量消耗;TIPA促进了水泥的水化和辅助胶凝材料的水化,其反应率提高,C-S-H凝胶的平均链长增长,Al/Si比增大。(3)TIPA的掺量影响了研究体系中氯离子的结合方式及对氯离子的固化性能。水泥基材料的氯离子固化主要涉及物理固化和化学固化两种,从XRD和TG-DTG可以看到其化学固化的Friedel盐和Kuzel盐的量提高了,Friedel盐和Kuzel盐的量由于Al3+/SO42-的变化而变化,在水泥中的石膏量一定时,TIPA促进体系中铝离子的溶出,导致AFm相量的提高,AFm相又与氯离子进行反应生成Friedel盐和Kuzel盐;物理固化主要涉及的是凝胶的吸附,从NMR的分析可以看到,TIPA的加入促进了水泥的水化和辅助胶凝材料的火山灰反应,使得C-S-H凝胶的平均链长变长,对氯离子的物理固化所形成的吸附作用加强。