水滑石在水泥基中的结构重建及其碳化分析

水滑石( LDHs)具有层间阴离子可交换性和结构记忆性的特点,可利用外掺水滑石( LDHs)吸附侵入水泥石中的二氧化碳,从而提高水泥基的抗碳化性能。通过X射线衍射可以观察煅烧水滑石( LDOs)在碳化环境下的结构重建情况,以及掺煅烧水滑石( LDOs)水泥砂浆的抗碳化行为。试验表明：500℃煅烧后的水滑石具备较强的结构重建能力,可在水泥水化环境下吸附二氧化碳并有效提高水泥基抗碳化性能。     

高铁低钙硅酸盐水泥体系的抗氯离子侵蚀性能研究

为了改善水泥基材料的抗氯离子侵蚀性能,提出高铁低钙硅酸盐水泥体系[C4 AF≥18％,C3 S≤50％,层状双氢氧化物材料(LDHs)].分别制备了矿相组成为(18％C4 AF,50％C3 S)及(20％C4 AF,48％C3 S)的高铁低钙水泥熟料,探讨了高铁低钙水泥熟料的烧成制度和材料特性;测试了硬化高铁低钙水泥浆体的3、7、28 d抗压强度及28 d氯离子扩散系数,研究了0％～8％掺量的LDHs对高铁低钙水泥体系的力学性能及抗氯离子侵蚀能力的影响.结果表明,C4 AF含量为20％的高铁低钙水泥熟料比C4 AF含量为18％的高铁低钙水泥熟料的结晶度高;掺LDHs的高铁低钙水泥基材料的3d和7d强度有所提高,当掺量为2％时强度达到最大;高铁低钙水泥体系通过提高水泥熟料中的铁相含量、降低硅酸三钙含量、引入具有离子固化能力的LDHs,显著改善了其抗氯离子侵蚀性能,当LDHs掺量为4％时,高铁低钙水泥基材料抗氯离子侵蚀能力最强.     

水泥基材料中氯离子结合机理及其影响因素研究进展

氯离子侵蚀是造成钢筋混凝土中钢筋锈蚀的主要原因,水泥基材料中氯离子的结合可以有效延缓钢筋的锈蚀.本文主要从三个方面进行了综述:(1)氯离子结合机理;(2)氯离子结合的测试方法及表征;(3)氯离子结合影响因素.具体研究了水泥组分及水化产物对氯离子的结合情况,以及不同测试方法及表征的应用范围、优缺点等,分析了辅助胶凝材料、...     

水泥组成对混凝土中钢筋锈蚀的影响

本研究在人工模拟自然环境条件下加速混凝土中钢筋的锈蚀,采用电化学方法研究了水泥组成对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律.研究结果表明,水泥组成对混凝土中钢筋的锈蚀有显著的影响作用.混合水泥配制的混凝土能有效延缓混凝土中钢筋的锈蚀,延长钢筋开始锈蚀时间;水泥混合材的密实效应及氯离子吸附效应对改善混凝土--钢筋界面区的微观孔结构和减少钢筋表面的氯离子浓度有积极作用,可以降低钢筋的锈蚀速率.     

水滑石类插层材料的制备技术及应用

水滑石类插层材料(LDHs)具有特殊的层状结构,其组成、离子种类和数量、晶粒尺寸等参量都可以进行调控,使其具有特殊的性能,成为当前研究的热点.主要介绍了LDHs的基本结构、诸多性质、制备技术及应用领域,有助于更全面地认识LDHs以及对其研究的重要性.     

海水海砂混凝土力学性能与耐久性研究综述

远海工程建设面临钢筋混凝土易腐蚀、河砂和淡水匮乏等难题。国内外学者选择资源丰富的海水海砂代替淡水河砂制备混凝土,并研究其工作性能、力学性能及耐久性能。海水海砂中高含量的氯盐会加快水泥水化和凝结,导致早凝和早期强度提高,但后期增长变缓,最终强度与淡水河砂混凝土相近。海砂中少量的贝壳对混凝土工作性能和力学性能影响不大。海水海砂混凝土中的氯离子传输及结合方式更为复杂,其不同于内掺型氯离子,由此导致海水海砂混凝土中的钢筋锈蚀机理改变。辅助胶凝材料、复合型阻锈剂及纤维增强复合筋等为海水海砂混凝土结构应用提供了保障。     

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%。     

浅析粉煤灰中氯离子检测的影响因素

混凝土中的氯离子是造成混凝土中钢筋锈蚀的直接原因,氯离子主要来源于水泥、粉煤灰和矿渣粉等胶凝材料,这些胶凝材料中氯离子含量的检测结果准确与否,影响着混凝土中氯离子含量的计算和判定,本文将检测方法中的一些操作要点及注意事项进行总结,以提高检测结果的准确性。     

海水-淡水交汇处石灰石粉-偏高岭土复合胶凝材料体系的护筋性

为研究海水-淡水交汇处的特殊海水环境下石灰石粉(LS)-偏高岭土(MK)复合胶凝材料体系的护筋性能,设计了不同LS和MK质量比的复合胶凝材料,首先探究了上述体系的固氯能力与胶凝材料组成的内在联系,同时结合物相分析对该体系的固氯机理进行分析;其次研究了海水-淡水交汇处复掺LS-MK混凝土中氯离子的扩散行为特征;最后通过恒电压加速钢筋锈蚀实验以验证复合胶凝材料体系的护筋性能.结果 表明:当LS和MK的总掺量为30％(质量分数),且LS/MK质量比由5∶1降至1∶1时,材料体系的固氯量先增后减;在海水-淡水交汇处,随着MK占比的提高,复掺LS-MK混凝土中氯离子扩散系数持续降低;MK占比的提高减少了钢筋锈蚀量,降低了复掺LS-MK混凝土中钢筋的锈蚀风险.     

LDHs对MAO的吸附性能研究

水滑石(LDHs)受热时有序层状结构被破坏,比表面积增加,孔体积增加,依据水滑石这一特性可用于对载体硅胶进行改性。采用密度泛函数理论(DFT)软件模拟MAO在LDHs不同晶面上的吸附,并对吸附过程中产生的能量变化进行计算。结果表明:LDHs不同晶面结构均可得到优化;MAO在LDHs(110)晶面产生5个吸附点,在LDHs(100)产生2个吸附点,而在LDHs(111)晶面产生了6个吸附点,并且产生的吸附能最大,吸附效果最好。因此,可将LDHs应用于载体硅胶改性,以提高载体硅胶的比表面积及对MAO的吸附性能。     

电位滴定法测定水泥中氯离子的试验探讨

水泥中氯离子（Cl-）的含量较高,会导致混凝土的冻融和混凝土中的钢筋锈蚀,影响到混凝土建筑物的寿命和安全,所以氯离子的检测十分重要,GB 175—2007《通用硅酸盐水泥水泥》规定水泥中氯离子含量不大于0.06%。本文探究了电位法测定水泥中的氯离子含量,对实验条件进行优化处理,选择最佳测试条件。     

氯离子含量对混凝土中钢筋锈蚀的影响

混凝土中的钢筋锈蚀破坏是混凝土结构失稳破坏的最主要原因,而导致钢筋发生锈蚀的主要原因是氯离子的存在。本文主要研究了氯离子含量对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律。研究表明：混凝土中氯离子含量越高,钢筋开始锈蚀的时间越早;钢筋开始锈蚀后以及进入稳定锈蚀阶段时氯离子含量越高,钢筋锈蚀速率发展的速率越快,钢筋锈蚀速率越大;混凝土一旦发生开裂后,钢筋锈蚀就进入加速锈蚀阶段。试验研究进一步讨论了氯离子加速钢筋锈蚀速率的机理和出现稳定锈蚀期的原因。     

矿渣微粉对水泥净浆性能及氯离子固化作用的影响

为解决钢筋混凝土氯离子侵蚀难题，研究了不同掺量矿渣微粉对水泥净浆工作性能、力学性能和氯离子固化性能的影响，并通过物相分析、热重分析、孔结构分布和热力学模拟等方法对氯离子固化机理进行表征分析。结果表明：矿渣微粉能够改善水泥基材料的工作性能，有效提升水泥净浆后期抗压强度和氯离子固化能力，掺量为30%(质量分数)时综合性能最佳；矿渣微粉能够化学结合氯离子，促进体系生成Friedel盐和Kuzel盐，并且能够发生火山灰效应提升C-S-H凝胶含量，细化硬化浆体孔隙结构，提升密实度；水泥净浆氯离子固化能力受氯离子化学结合、物理吸附和阻迁能力共同作用，随着矿渣微粉掺量增加，水泥净浆氯离子化学结合和物理吸附能力逐渐增强，而阻迁能力存在最优掺量。本研究为矿渣微粉水泥基材料在远海岛礁工程建设中的应用提供技术支持和理论支撑。     

早强型水泥助磨剂对水泥基材料耐久性的影响

水泥助磨剂对水泥的耐久性直接关系到混凝土的耐久性.本文研究了一种自制早强型水泥助磨剂对普通硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿渣水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透及钢筋锈蚀能力的影响,结果表明:助磨剂能显著提高普通硅酸水泥、粉煤灰水泥及矿渣水泥的抗蚀性及抗氯离子渗透性能,同时不会破坏钢筋表面的钝化膜,综合提高了水泥基材料的耐久性.     

木质素磺酸钠改性Ca-LDH对水泥基材料性能的影响

水滑石材料(LDHs)是一种新型多功能二维纳米材料,水泥的水化产物(AFm相)属于钙铝型水滑石系列,因LDHs优异的性能在建筑材料领域其应用前景广阔。本文以木质素磺酸钠作为改性剂,采用水热法合成了木质素磺酸盐改性LDHs(Ca-SLS-LDH),对比了改性前后Ca-LDH的表面形貌、平均颗粒尺寸和比表面积的差异,研究了不同掺量Ca-LDH对水泥凝结时间、砂浆流动性和力学性能的影响,并采用SEM、XRD和压汞仪(MIP)等方法对水泥水化产物组成和微观结构进行了分析。结果表明:Ca-SLS-LDH的平均颗粒尺寸更小,比表面积是未改性Ca-LDH的60多倍;当LDHs掺量不超过4%(质量分数)时,能够有效改善水泥石孔结构,促进水泥砂浆强度发展,掺量为6%(质量分数)时会导致孔隙率增大,强度降低。     

矿物掺合料对混凝土中氯离子渗透性的影响

采用可蒸发水含量法、氯离子渗透快速实验法,研究了粉煤灰、硅灰、粉煤灰与硅灰复合掺入及不同龄期等条件制备的混凝土的孔结构、结合氯离子性能及渗透性的变化规律,探讨了掺粉煤灰、硅灰混凝土的孔结构、结合氯离子性能对其氯离子渗透性的影响.结果表明:粉煤灰、硅灰对混凝土的孔结构、结合氯离子性能及氯离子渗透性均存在不同程度的影响.对于掺粉煤灰、硅灰的混凝土,在胶凝材料水化前期,主要是混凝土的孔结构变化引起其6h库仑电量下降;而在胶凝材料水化中后期,主要是混凝土孔结构变化与混凝土对氯离子的结合共同作用导致其6h库仑电量降低.混凝土的孔结构改善及其对氯离子的结合是导致混凝土中氯离子渗透性降低的重要原因.     

氯离子含量对中高强混凝土抗压强度和耐久性的影响

为了更好、更安全地利用丰富的海砂资源，减缓河砂供应难题，通过大规模的试验研究了净化海砂中不同氯离子含量对C40～C70混凝土抗压强度、抗碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能、钢筋锈蚀程度、抗氯离子渗透性能及电化学性能的影响及机理。结果表明，当氯离子含量不高于0.150%(质量分数，下同)时，随着氯离子含量的增加，C40～C70混凝土的抗压强度提高并且后期抗压强度持续增长，同时C40～C70混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能也有所提高。当氯离子含量不高于0.060%时，C40～C70混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能增强，当氯离子含量不低于0.150%时，硫酸盐的侵蚀加剧。当氯离子含量不高于0.008%时，钢筋锈蚀会延缓，当氯离子含量不低于0.060%时，钢筋锈蚀会加速。     

纳米碳酸钙对水泥石氯离子结合量的影响

混凝土孔溶液中的自由氯离子转化为结合氯离子可有效降低沿海、盐湖地区钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀程度。以纳米碳酸钙掺量和氯离子浓度为变量,研究了纳米碳酸钙对水泥石氯离子结合量的影响,采用电位滴定法测定结合氯离子含量,根据氯离子等温吸附理论绘制结合氯离子与自由氯离子的拟合关系曲线来分析水泥石的氯离子结合能力,通过XRD和热重分析研究水泥石的氯离子结合机理。结果表明:纳米碳酸钙的掺入提高了水泥石的氯离子结合量,当其掺量达3%(质量分数)时,水泥石的氯离子总结合量最大;随着氯离子浓度的提高,掺纳米碳酸钙的水泥石氯离子结合量会相应增加;纳米碳酸钙的掺入可以加快水泥水化,促进C-S-H凝胶和Friedel's盐的生成,有利于水泥石的氯离子物理吸附和化学结合。     

水泥组分对混凝土固化氯离子能力的影响

水泥中C3A的含量被广泛认为是衡量其固化氯离子的参数。经充分分析氯离子固化机理而提出新的衡量水泥固化氯离子的参数是有效铝酸盐AE,即AI2O3总含量减1．25倍的SO3含量;解释了产生碳化和硫酸盐侵蚀加速氯离子诱发钢筋锈蚀这两种现象的原因;强调采用C3A含量高的水泥以降低钢筋锈蚀的危险性不尽合理性;文献的试验结果能很好验证本文提出的新观点,在分析了影响水泥固化氯离子的因素以及决定氯离子诱发钢筋锈蚀的因素基础上,得出采用高性能混凝土是提高混凝土抗氯离子渗入的较佳措施。     

不同掺合料混凝土与锈蚀钢筋间粘结-滑移力学性能试验研究

采用中心拉拔法对普通混凝土(PC)、水泥基渗透结晶防水混凝土(CCCW)、聚丙烯纤维混凝土(PFRC)与热轧带肋钢筋进行粘结-滑移试验。通过电化学锈蚀方法对钢筋进行加速锈蚀,研究锈蚀后钢筋与混凝土粘结性能。结果表明:在混凝土中引入适量聚丙烯纤维及水泥基渗透结晶防水材料能够显著提升其对钢筋的极限粘结强度,分别提高了20.8%、6.8%;无论是否添加掺合料,钢筋-混凝土拉拔试件的极限粘结力均随着锈蚀率的增大呈线性下降趋势。基于锈蚀构件拉拔试验结果,拟合出不同混凝土的极限粘结强度与锈蚀率计算公式,发现随着锈蚀率的增大,聚丙烯纤维及水泥基渗透结晶防水材料能减缓钢筋-混凝土极限粘结强度下降速度。