GO改性珊瑚砂水泥结石体氯离子阻滞机理研究

摘要

珊瑚砂地基远离大陆,在海洋环境下通过注浆或搅拌桩等工艺注入极少掺量氧化石墨烯(GO)的水泥浆液改善珊瑚砂地基,可以大幅提升珊瑚砂水泥结石体阻滞氯离子渗透性能.本文通过快速氯离子迁移试验(RCM方法)、扫描电镜(SEM)实验和Image-Pro Plus图像处理等,在对比分析河砂与珊瑚砂颗粒形态差异以及掺入GO前后微观结构变化规律的基础上,揭示了GO改性珊瑚砂水泥结石体阻滞氯离子渗透的作用机理.试验结果表明:颗粒棱角度高、形状不规则、多孔且含有内孔隙等原因是相同工艺条件下珊瑚砂水泥结石体阻滞氯离子渗透性远低于河砂水泥结石体的主要原因;当掺入质量分数0.02%的GO后,28 d和56 d的珊瑚砂水泥结石体阻滞氯离子渗透性能指标提升程度最高(39.43%与48.93%),并与相同工艺条件下无添加GO的普通河砂水泥结石体指标相近;珊瑚砂水泥结石体阻滞氯离子渗透性能提升程度与GO掺量有关,两者先呈正相关而后呈负相关,0.02%质量分数为本文最佳试验掺入量;调控水泥水化产物生成规整有序的水化晶体形状,改善界面过渡区的形貌,填充内部裂纹的空间,修复孔隙的形貌特征是掺入GO影响珊瑚砂水泥结石体抗氯离子渗透性的主要原因.