石粉对混凝土力学性能及氯离子扩散系数影响

为了研究玄武岩石粉对混凝土力学性能和氯离子扩散系数的影响,将玄武岩石粉以替代不同量水泥(内掺)和额外添加(外掺)的方式掺入到混凝土中,分别测试了混凝土的7 d、28 d、56 d、120 d抗压强度和28 d、56 d、120 d氯离子扩散系数,结合微观机理分析了玄武岩石粉对混凝土抗氯离子性能的影响,最后将石粉不同掺量与氯离子扩散系数变化关系进行线性回归分析.研究结果表明:石粉内掺时混凝土抗压强度在5％时小幅度升高,10％ ～20％时大幅度降低;石粉外掺时混凝土7 d抗压强度随掺量增加持续升高,28～120 d抗压强度先升高后降低.内掺和外掺玄武岩石粉混凝土氯离子扩散系数均有所升高,但石粉内掺时氯离子扩散系数增长趋势较外掺增长趋势明显;随着龄期的增长两种掺石粉方式的氯离子扩散系数变化趋势越来越平缓.通过将石粉内掺和外掺与氯离子扩散系数建立回归曲线及函数表达式,石粉内掺时的函数表达式较石粉外掺时的函数表达式更接近实测值,其相关性系数更高.     

玄武岩纤维改善再生混凝土抗氯离子渗透性能研究

为研究玄武岩纤维对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响,本文对4种玄武岩纤维体积掺量(0%、0.2%、0.4%、0.6%)下5个粗骨料质量替代率(20%、40%、50%、60%、80%)的再生混凝土及1组普通混凝土进行了电通量试验,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和压汞法(MIP)从水泥水化和孔结构的角度探究了玄武岩纤维对再生混凝土抗氯离子渗透性能影响的微观机理。结果表明,玄武岩纤维显著提高了再生混凝土抗氯离子渗透性能,其中玄武岩纤维掺量为0.2%,粗骨料质量替代率为50%时改善效果最好且优于普通混凝土。基于FTIR发现玄武岩纤维是通过改变再生混凝土水化产物C-S-H的聚合度和CaCO₃的生成而改善其抗氯离子渗透性能。通过MIP得出最优组合掺量下,再生混凝土的孔径分布得到优化,孔隙率最小,进而提高了其抗氯离子渗透性能。     

玄武岩纤维对再生混凝土力学及耐久性能影响研究

为研究玄武岩纤维对再生混凝土力学和耐久性能的影响,本文以玄武岩纤维作为研究对象,采用室内试验方法,对比分析了不同玄武岩纤维掺量对再生混凝土抗压、抗折强度、干燥收缩性能以及抗氯离子渗透性能的影响。研究结果表明:当玄武岩纤维掺量不超过3%时,再生混凝土的力学性能和耐久性能均可得到明显提升;当玄武岩掺量超过3%时,纤维对于再生混凝土抗折强度、干燥收缩性能以及抗氯离子渗透性能的改善效果不再上升,同时还会导致抗压强度出现较大幅度的下降,因此,玄武岩纤维掺量选择3%的再生混凝土力学及耐久性能相对较优。研究成果可为再生混凝土在高等级公路中的应用研究提供一定理论支撑。     

矿物掺合料对低水胶比混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用ASTM C1202-97方法测定混凝土氯离子电通量及渗透等级,主要研究了矿渣、粉煤灰、偏高岭土在单掺及不同比例复掺时对低水胶比混凝土抗氯离子渗透性能的影响.实验结果表明:矿物掺合料能有效改善低水胶比混凝土抗氯离子渗透性能.粉煤灰与矿渣复掺时,随着矿渣所占比例增加,混凝土氯离子渗透等级逐渐降低.水胶比为0.38,偏高岭土与矿渣复掺时随着偏高岭土所占比例增大,混凝土氯离子电通量先降低后增加,与基准组相比较,掺入比例为1∶1时其28 d氯离子电通量降低了93％.偏高岭土与矿渣复掺能有效改善混凝土的孔隙结构,孔径趋于细化,提高了混凝土抗氯离子渗透性能.     

钢渣作为混凝土掺合料的可行性研究

适量掺加矿物掺合料可以降低混凝土结构的孔隙率,提高水化产物的致密性,有效降低氯离子的渗透性,提高混凝土的使用寿命.本文主要研究了钢渣作为掺合料单掺或复掺对混凝土Cl-渗透性能及力学性能的影响,并分析探讨了其影响机理.结果表明:一定量的钢渣和粉煤灰复掺可以较好的提高混凝土抗压强度;随着钢渣掺量的增加,混凝土坍落度降低,抗氯离子渗透性能逐渐下降;钢渣与粉煤灰复掺时,混凝土抗氯离子渗透性能增加;大掺量(钢渣、粉煤灰掺量50％)掺合料可以提高混凝土抗氯离子渗透性能.     

玄武岩纤维增强混凝土力学性能的研究

本文研究了单掺玄武岩纤维及玄武岩纤维与粉煤灰复合对混凝土力学性能的影响.结果表明,掺0.05％～0.15％的玄武岩纤维对混凝土抗压强度的改善不明显,但可以明显提高混凝土的抗折和劈裂抗拉强度;当玄武岩纤维掺量为0.10％时,与基准混凝土相比,混凝土的28 d拉压比提高了27.2％,且当纤维掺量为0.15％时,混凝土28 d折压比提高13.5％,即玄武岩纤维掺入到混凝土中能降低混凝土的脆性,提高其韧性和抗裂性;同时,当适量的玄武岩纤维和粉煤灰复合,能进一步提高玄武岩纤维混凝土的力学性能.     

陶瓷粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

试验采用电通量法研究了陶瓷粗骨料、矿物掺合料掺量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响.试验结果表明:陶瓷粗骨料掺量对混凝土抗氯离子渗透性能影响不大,与普通混凝土一样,其渗透性能等级为Q-Ⅱ;28 d龄期时,电通量随着粉煤灰掺量的增大略有增加;龄期继续增长,粉煤灰的掺入明显改善了混凝土抗氯离子渗透性能.复掺硅粉后,随着硅粉的增加,混凝土的电通量明显降低,硅粉的掺入大大提高了混凝土的抗氯离子渗透能力.     

玄武岩纤维掺量对混凝土耐硫酸盐腐蚀性和抗渗性的影响

通过测试玄武岩纤维混凝土受硫酸盐侵蚀后的抗压、抗拉强度腐蚀系数、质量变化率和体积膨胀率,研究不同掺量玄武岩纤维对混凝土耐硫酸盐侵蚀性影响.同时,对不同掺量玄武岩纤维混凝土的抗渗性和孔结构进行了研究.结果表明,掺入0.1%～0.5%的玄武岩纤维后,能使混凝土中的总孔体积减少,有害、多害孔减少,孔结构得到改善,混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力和抗渗性都有不同程度的提高,且当玄武岩纤维掺量为0.3%时,混凝土耐硫酸盐腐蚀性能和抗渗性最好.     

粉煤灰和矿渣微粉单、双掺对混凝土强度和氯离子渗透性能的影响

针对粉煤灰和矿渣微粉单、双掺对混凝土强度和氯离子扩散系数的影响进行了试验研究.结果表明,掺粉煤灰和矿渣微粉都能明显降低了混凝土的早期抗压强度,但后期强度发展良好,而两者复掺更有利于后期强度的增长;掺粉煤灰和矿渣微粉都不同程度地降低了混凝土的氯离子扩散系数.     

玄武岩纤维聚合物水泥混凝土干缩性能试验研究

通过玄武岩纤维聚合物水泥混凝土干缩性能试验,研究了玄武岩纤维掺量和聚合物乳液掺量对混凝土干缩性能的影响.研究结果表明,单掺玄武岩纤维对混凝土的干缩存在负面作用,随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土的干缩率增大;单掺丁苯乳液聚合物时,随着丁苯乳液聚合物掺量的增加,混凝土的干缩率呈现明显的增大趋势;玄武岩纤维和聚合物乳液复掺使用可以减少混凝土的干缩,其改善效果优于两者单掺的情况,复掺对混凝土干缩起到了双重改性的效果.     

基于纳米二氧化硅改性下SAP内养护混凝土的基本性能研究*

研究纳米二氧化硅(NS)改性SAP内养护混凝土的物理力学性能以及抗氯离子渗透性能，提出该混凝土的配合比设计。复掺0.08%SAP和1.5%NS能提高混凝土抗折强度；复掺0.08%SAP和1.0%NS能提高其抗压强度；复掺0.24%SAP和1.5%NS氯离子抗渗透性能最佳；复掺0.24%SAP和0.5%NS能显著减小干燥收缩率。     

钙铝类水滑石对混凝土抗盐冻性能的影响

以氯盐为主要成分的除冰盐会导致混凝土发生盐冻破坏,而钙铝类水滑石(CAHL)可以对氯离子进行吸附固化。为研究CAHL对混凝土抗盐冻性能的影响,在C30混凝土中分别掺加胶凝材料质量0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的CAHL,测试不同CAHL含量对混凝土抗压强度、电通量、盐冻剥落质量、自由氯离子浓度的影响。结果表明:当CAHL掺量≤1.5%时,随着掺量的增加,混凝土的抗压强度逐渐增大,而电通量逐渐降低,说明合适的CAHL掺量可以提高混凝土的致密性;随CAHL掺量的增加,Friedel's盐的衍射峰逐渐增强,说明CAHL可以较好地固化氯离子;CAHL通过提高混凝土致密性和固化氯离子有效降低了盐冻条件下混凝土中的自由氯离子含量;与空白样相比,CAHL掺量为1.5%时的混凝土经28次单面盐冻剥落后质量损失下降22.9%。     

自密实橡胶混凝土性能研究综述

自密实橡胶混凝土是将废弃轮胎加工成橡胶颗粒并掺加到自密实混凝土中制成的新型建筑材料,相比于常规混凝土,其在硬化后具有脆性低、变形能力强、节能环保的显著优点。为了全面了解自密实橡胶混凝土的最新研究现状,从自密实性能(流动性、粘聚性、间隙通过性、抗离析性)、力学性能(抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗折强度、抗冲击性能、疲劳特性、阻尼比)、耐久性能(干收缩性能、吸水率、抗冻性、氯离子渗透性、电阻性)和内部微观结构等方面出发,对近十年间国内外针对自密实橡胶混凝土的研究进行了综合介绍。最后,归纳总结了研究结论,并为自密实橡胶混凝土的未来研究与推广提出若干建议。     

地铁隧道盾构管片氯离子传输模型及特性分析

基于混凝土不同深度处的氯离子浓度分布测定试验,采用Matlab数值模拟方法研究了杂散电流对氯离子向地铁隧道盾构管片内传输性能的影响,并引入杂散电流影响系数建立了一种考虑杂散电流作用效应的氯离子扩散系数时变预测模型.结果表明:杂散电流明显加速了氯离子向地铁隧道盾构管片内的扩散,增大了混凝土不同深度处的氯离子含量.杂散电流对氯离子向地铁隧道盾构管片内传输性能的影响与杂散电流强度之间符合指数函数关系.模型计算结果和试验结果吻合良好.     

干湿循环作用下氯离子在聚丙烯纤维混凝土中传输性能研究

为探究干湿循环作用下聚丙烯纤维混凝土中氯离子的传输规律,设计了四种掺量的聚丙烯纤维混凝土,对其在不同干湿循环周期下的自由氯离子含量和总氯离子含量进行测量,分析聚丙烯纤维掺入对混凝土氯离子结合性能及氯离子扩散系数的影响。结果表明:0.15%(体积分数,下同)聚丙烯纤维的掺入可以增加混凝土密实度,降低自由氯离子含量;而大量纤维的掺入(＜0.45%)导致混凝土内部自由氯离子含量增加,增大了混凝土的氯离子结合能力。聚丙烯纤维掺量0%~0.45%范围内,氯离子结合能力与纤维掺量存在二次函数关系。聚丙烯纤维的掺入降低了干湿循环后期氯离子扩散系数,增大了时间依赖系数m,有利于提高混凝土抗氯离子侵蚀能力。     

海洋大气环境下粉煤灰混凝土耐久性研究

海洋大气环境中的混凝土结构不仅要遭受盐雾腐蚀,同时还要受碳化影响。在盐雾腐蚀及碳化双重作用下,混凝土结构极易发生钢筋锈蚀。本文开展了盐雾腐蚀及碳化双重作用下的氯离子侵蚀试验研究。研究结果表明:当粉煤灰掺量不超过30%时,粉煤灰混凝土的抗氯离子侵蚀能力随粉煤灰掺量的增加而提高。碳化反应不仅造成混凝土孔隙溶液pH值下降,同时粗化了混凝土的孔隙,引起混凝土微观结构重分布,破坏原有的过滤机制,使得侵蚀环境中的氯离子更容易渗入。采用修正后的Fick第二扩散定律解析解对盐雾环境下混凝土中的氯离子浓度进行非线性拟合,具有良好的相关性。     

新疆沙漠细砂混凝土配合比及混凝土性能研究

本文通过密实配合比设计技术路线,研究了新疆沙漠细砂与破碎粗砂混合后混凝土的性能,并通过孔结构试验研究对比沙漠混合砂混凝土与破碎粗砂混凝土的孔隙率和孔隙特征。结果表明：沙漠砂与破碎粗砂按1.5：8.5比例混合后制作出的混合砂混凝土,和易性得到改善,且各等级混凝土的28d抗压强度比破碎粗砂混凝土强度提高3MPa左右;各等级沙漠混合砂混凝土的氯离子扩散系数均低于破碎粗砂混凝土,有效提高混凝土的抗氯离子侵蚀能力;压汞试验表明,掺沙漠砂后,混凝土的孔隙率由15.54%降至11.25%,且平均孔径降低,孔隙得到细化,使硬化浆体的密实度提高。     

Determination of chloride diffusion coefficient of concrete using open-circuit potential measurements

The rate of chloride ion ingress into concrete is of great importance for the performance of reinforced concrete structures exposed to chloride-contaminated environments. The service life of reinforced concrete structures subjected to such exposure conditions is closely related to the rate of chloride ion diffusion through the concrete. This paper presents the determination of the apparent chloride diffusion coefficient of concrete using open-circuit potential measurements. The chloride diffusion coefficients obtained are in the range of 6.4×10⁻⁸ to 12.4×10⁻⁸ cm²/s for a simulated seawater tidal condition, which is quite consistent with those reported in the literature. This indicates that open-circuit potential measurements can be considered as an approximate but simple method of assessing the diffusivity of chloride through concrete. Limited with the testing conditions and the characteristics of concrete used, results indicated that the time necessary for corrosion initiation of concrete with a cover depth of 7 cm ranges from 3 to 6 years for the seawater exposure, whereas it is only 1.5 years for a 3% sodium chloride exposure.     

骨料包浆预处理对礁石混凝土性能的影响

本文对比研究了不同礁石骨料包浆预处理方法以及高性能包浆胶凝材料对礁石骨料物理性质、氯离子溶出行为以及力学性能的影响;并将包浆预处理后的礁石骨料用于制备礁石混凝土,讨论了包浆预处理和骨料替代率对礁石混凝土力学性能、氯离子渗透特性以及体积稳定性的影响。结果表明,包浆静置后烘干较包浆后自然风干与包浆后标准养护的预处理方式具有最好的骨料改性效果,礁石骨料的空隙率、吸水率、压碎值以及氯离子溶出特性等均被优化。当礁石骨料以20%、40%、60%体积替代率掺入混凝土中时,包浆礁石混凝土28 d抗压强度较未包浆礁石混凝土分别提高了6.67%、15.40%、20.05%,氯离子扩散系数分别降低了6.25%、17.31%、38.10%,干燥收缩率分别降低了5.81%、17.05%、24.43%。礁石骨料经过包浆后改变了其与水泥砂浆之间的界面过渡区,进而改善了礁石混凝土的力学性能、氯离子渗透性能以及体积稳定性。