混凝土表面处理对其抗硫酸盐腐蚀性能的影响

硫酸盐腐蚀主要破坏混凝土内部结构和力学性能,导致混凝土结构寿命耐久寿命降低,特别是在沿海和海岸工程硫酸盐腐蚀的危害尤为严重,必须采取有效的措施和防治方法。本试验研究了原位合成高吸水性树脂(SAR)和有机硅防水剂(FSS)表层处理抗硫酸盐腐蚀性能影响。     

涂料及表面打磨对混凝土碳化影响的研究

碳化是影响混凝土耐久性的一个重要因素。对比研究了表面未处理混凝土、表面打磨处理及表面刷涂料处理的混凝土的抗碳化能力。针对上述样品,本研究还利用电子扫描显微镜(SEM)进行混凝土微观结构观察和EDX元素分析,研究了混凝土碳化后其微观结构的变化。试验结果表明:①表面刷涂料能有效地提高混凝土的抗碳化能力,且以渗透力强的涂料作底漆的组合的抗碳化效果比以表面覆盖性强的涂料作底漆的组合好;②表面打磨能提高混凝土的抗碳化能力;③碳化能改变混凝土内部的微观结构,使混凝土内部的微孔隙减少,提高混凝土密实度,且碳化龄期越长,混凝土变得越密实。     

荷载作用下混凝土的碳化深度

通过养护28d和90d混凝土的快速碳化实验,研究了未加栽混凝土的碳化经时模型;在不同荷栽率(25％和50％)下和不同养护龄期时研究了混凝土的抗碳化能力．结果显示：未加栽混凝土的碳化经时模型符合指数关系;施加荷载后混凝土的抗碳化能力显著劣化,而延长养护龄期可提高混凝土的抗碳化能力．     

不同强度等级的混凝土碳化特性研究

采用加速碳化试验,研究了不同强度等级、不同矿物掺合料的混凝土碳化规律,并采用扫描电镜(SEM)、综合热分析法(TG-DSC)、压汞法(MIP)对浆体中的微观形貌、水化产物和孔结构进行了研究。结果表明,水灰比对混凝土的碳化深度影响较大,14d龄期时0.35水灰比混凝土的碳化深度仅为0.57水灰比混凝土碳化深度的25%;掺加30%粉煤灰混凝土抗碳化能力最小,不掺加矿物掺合料混凝土抗碳化能力最大;碳化后浆体密实度增加,孔径细化,孔隙率分别降低21.8%和40.1%。     

寒冷地区混凝土抗碳化性能的研究

通过对C30和C50混凝土试件进行冻融、碳化、冻融-碳化交替作用试验研究,结果表明,混凝土水胶比越小、强度越高,抗冻融与抗碳化性能越好;在混凝土中掺入适量(10％～20％)粉煤灰可以提高混凝土的抗冻融性能,大掺量粉煤灰(≥30％)对混凝土的抗冻融性能与抗碳化性能都不利;混凝土经冻融与碳化交替作用后,其抗冻融性能有所改善,但对混凝土抗碳化性能极为不利.     

混凝土碳化问题中渗透性试验方法的研究

为用适宜的渗透性试验方法检测混凝土的抗碳化能力,对现有各种混凝土渗透性试验方法进行了分析。指出表面吸水法能用来测量混凝土面层的吸水性,能反应混凝土表层(保护层)的渗透性和混凝土的抗碳化能力。对混凝土表面吸水试验标准进行了研究。指出混凝土试件宜采用100 mm×100 mm×100 mm的立方体,烘干温度宜为60℃,烘干时间宜为72 h。混凝土试件的浸水深度以2~5 mm为宜,吸水时间以1 h为佳,试验温度宜控制在20~25℃。     

混凝土涂料对混凝土碳化性能影响的研究

通过对混凝土表层进行涂刷不同涂料,研究了混凝土碳化深度随涂料种类,涂层厚度变化而变化的规律．总结出了当前市场上经常使用的混凝土涂料对混凝土抗碳化性能的影响。     

湿热环境下SAP内养生混凝土抗碳化性能及机理研究

为解决湿热地区混凝土碳化破坏严重的问题,在室内模拟湿热环境,通过碳化试验研究了超吸水性树脂(SAP)粒径和掺量对混凝土抗碳化性能的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)对碳化前后混凝土的微观形貌进行分析;采用压汞仪(MIP)对混凝土不同层位的孔结构进行剖析.结果表明:SAP材料可有效提高混凝土的抗碳化性能,且随着碳化龄期的增长,混凝土的抗碳化性能显著提升;虽然SAP的掺入增大了混凝土的孔隙率,但可以细化各层位之间的孔结构,降低孔隙间的连通性;SAP释水后在孔隙外部形成较为致密的环形层,且SAP促进水化可以较好地填充孔隙,减少裂缝数量和尺寸,从而抑制CO₂的扩散,改善了混凝土的抗碳化性能.     

掺膨胀剂粉煤灰混凝土的碳化性能与微观机理

混凝土的抗碳化性能是其耐久性研究的重要内容.研究了复掺膨胀剂和粉煤灰对混凝土抗碳化能力的影响规律,并通过压汞分析、热重-差示扫描量热(TG-DSC)分析等微观分析方法研究碳化反应前后混凝土微结构的改变.研究结果表明:大掺量粉煤灰将降低混凝土内部Ca(OH)2含量,加速混凝土的碳化,掺入膨胀剂加速粉煤灰混凝土的碳化速率....     

荷载作用下双掺混凝土碳化机理的试验与数值研究

围绕着含有两种矿物掺合料混凝土(粉煤灰和矿渣)在碳化和静力荷载耦合作用下的劣化过程和机理,揭示了掺合料对混凝土碳化深度、抗折强度的影响规律,同时分析了不同弯曲荷载应力对混凝土碳化深度的影响,并应用多物理场耦合有限元软件COMSOL Multiphysics进行求解。研究结果表明:对于单掺粉煤灰的试件,其抗碳化性能随着掺量的增加而降低;而对于单掺矿渣的试件,矿渣含量为10%时,其抗碳化性能最好,然而当矿渣含量达到40%时,其抗碳化能力大幅降低;对于双掺试件,在任一掺合料取代率达到40%时,抗碳化能力有着显著的降低;在一定应力范围内,弯曲拉应力能显著提高混凝土的碳化深度,而弯曲压应力改善了混凝土的抗碳化能力;COMSOL模拟显示碳化深度试验值和模拟值较为吻合。     

A study on carbonation depth prediction for fly ash concrete

Carbonation of fly ash concrete is studied by using two types of fly ash with different CaO contents. It is observed that under natural exposure environments, the carbonation rate is the highest when specimens are exposed in the city. The decreased ratio of water to binder and fly ash content leads to a better carbonation resistance. For the same fly ash content, specimens of high-CaO fly ash show a better carbonation resistance than those of low CaO fly ash. However, when compared at an equal strength, the effect of the type of fly ash on carbonation becomes insignificant. When comparing the carbonation results of concrete and mortar specimens, results of mortar show similar trends as those of concrete. However, the test results on mortar are worse by the use of fly ash than those of concrete. In addition, the carbonation tests in an accelerated environment are also conducted. It is found that there exist strong relations between carbonation depths of concrete exposed in natural and in accelerated environments. A mathematical approach to predict the carbonation depth in the natural environments is proposed based on the accelerated tests and the square-root-t-law.     

暴露21年后混凝土的碳化及氯离子侵入研究

对暴露21年的挡浪坝和预制混凝土扭工字块钻取了一批直径100 mm的混凝土芯样。在实验室测定了芯样中的碳酸钙含量和氯离子分布;通过压汞试验测定了混凝土表层和内部的孔结构;分析材料因素和环境因素对碳化及氯离子分布的影响。结果表明,在相对湿度较高时,混凝土碳化十分有限,且以未完全碳化区为主导;实际暴露混凝土中氯离子侵入深度...     

Evaluation of the durability of mortar and concrete applied with inorganic coating material and surface treatment system

Various surface coatings are used to prevent the degradation of durability of concrete structures. Most of them are constituted of organic coatings using volatile organic compound. However, such organic coatings have the decisive shortcoming of being air-polluting during manufacturing process as well as during coating works. Calcium-silicate compound, an inorganic coating which exhibits composition similar to cement, is adopted to compensate this disadvantage. So far clear results are still lacking for the evaluation of durability of concrete using inorganic coating.This study intends to assess the durability of concrete applied with inorganic coating material and concrete surface treatment. The diffusivity of chloride has been evaluated using mortar specimens, and concrete specimens were used to assess the durability performance related to inorganic coating materials via carbonation test and frost resistance test.Experimental results reveal that the resistances against the penetration of chloride, freezing–thawing and carbonation are improved in the hardened mortar and concrete specimens coated with special cement coating compared to non-coated ones. Especially, cases where concrete surface treatment is applied as level III exhibit the most remarkable performances.     

大掺量矿物掺合料自密实混凝土抗碳化性能研究

设计了单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉的3个系列自密实混凝土试件.通过快速碳化试验、吸水试验,研究单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉对自密实混凝土抗碳化性能的影响.结果表明:当粉煤灰单掺掺量大于40%(质量分数)后,随着粉煤灰掺量的增大,自密实混凝土抗碳化能力迅速下降;粉煤灰与矿渣微粉复掺可显著缓和大掺量粉煤灰自密实混凝土抗碳化性能的下降.矿物掺合料对自密实混凝土抗碳化性能的影响存在正负效应.     

混凝土表面硅烷处理防水性能研究

采用硅烷浸渍的方法对混凝土样块进行处理,考察其对混凝土防水和抗氯离子侵蚀性能的影响。研究表明,硅烷浸渍处理后,混凝土表面呈现明显的疏水性;硅烷浸渍能有效增强混凝土的防氯离子渗透性能。     

长沙地铁混凝土抗碳化性能及使用寿命预测研究

研究多种因素对长沙地铁混凝土的抗碳化性能的影响,试验结果表明混凝土抗碳化性能随混凝土强度等级增加而增强;采用聚羧酸减水剂混凝土的抗碳化性能优于采用萘系减水剂的混凝土的抗碳化性能。依据Fick第二定律及相似理论,建立了长沙地铁混凝土抗碳化耐久性预测方法。混凝土抗碳化耐久性预测结果表明所设计的不同强度等级的长沙地铁混凝土抗碳化耐久寿命均超过了100年的设计使用寿命。     

再生混凝土抗气渗性及抗碳化性能研究

以废弃混凝土为再生粗集料,再适当掺加一定量的水泥和矿物掺和料,制成再生混凝土.对再生混凝土的抗气渗性和抗碳化性能进行了研究,试验结果表明:再生混凝土的抗气渗性和抗碳化性能之间具有一定的相关性,但该两者均较普通混凝土差.通过加入矿物掺和料,则再生混凝土的抗气渗性和抗碳化性能均可得到改善.     

掺稻壳灰/硅灰混凝土的性能研究

研究了稻壳灰、硅灰、稻壳灰+粉煤灰、硅灰+粉煤灰对混凝土抗压强度、抗折强度、抗硫酸侵蚀能力和抗碳化能力的影响。结果表明:掺加5%~10%稻壳灰或硅灰有助于提升混凝土的抗压强度和抗折强度,且稻壳灰、硅灰掺量越高抗压强度越高,掺硅灰混凝土相对于掺稻壳灰混凝土的抗压和抗折强度更高,掺稻壳灰+粉煤灰、硅灰+粉煤灰试件的抗压和抗折强度低于基准组;稻壳灰相较于硅灰能更好地降低混凝土的干密度,而硅灰相较于稻壳灰能更好地降低试件的吸水率,粉煤灰的摻入会降低试件的干密度,但吸水率明显增加;掺加稻壳灰、硅灰有助于提升试件的抗硫酸侵蚀能力,且硅灰的提升效果优于稻壳灰,掺入粉煤灰后试件的抗硫酸侵蚀能力进一步提高;掺稻壳灰、硅灰试件的抗碳化能力均优于基准组,且硅灰的改善效果优于稻壳灰,而掺入粉煤灰的试件抗碳化性能最差。     

粉煤灰粉磨前后制备混凝土的碳化行为对比

磨细粉煤灰具有较大的比表面积和良好的火山灰活性,掺入水泥混凝土中能有效改善水泥混凝土内部密实度,从而提高水泥混凝土的抗碳化性能。试验使用碳化深度法和碳酸钙含量测试法对粉磨前后粉煤灰制备混凝土的抗碳化性能进行了研究,并对其进行了对比分析。研究结果表明:相比于掺加未粉磨粉煤灰的混凝土,磨细粉煤灰制备的混凝土抗压强度和抗碳化性能均有明显提高,当粉煤灰掺量为20%时,混凝土的7 d碳化深度下降了30%左右。     

聚羧酸高效减水剂与缓凝剂复合对混凝土耐久性能的影响

通过氯离子(Cl-)渗透试验和碳化试验,系统地研究了单掺聚羧酸高效减水剂(J)、聚羧酸系高效减水剂与三聚磷酸钠(S)以及聚羧酸系高效减水剂与葡萄糖酸钠(P)这两种缓凝剂复合后对混凝土抗Cl-渗透和抗碳化性能的影响.结果表明:与空白混凝土相比,单独使用聚羧酸系高效减水剂的混凝土抗Cl-渗透性能明显降低;但与缓凝剂复合使用混凝土抗Cl-渗透性能却明显提高.聚羧酸系高效减水剂与缓凝剂复合使用可以明显改善混凝土抗碳化性能.