复合侵蚀环境下含石灰石粉砂浆的劣化行为

为研究混凝土在掺入石灰石粉后的抗复合侵蚀性能，采用不同含量的石灰石粉制备水泥净浆及砂浆试件，将其浸泡在盐酸与硫酸镁复合侵蚀溶液中展开试验。运用pH测试仪测试溶液的pH值变化，并通过强度试验及XRD能谱分析，观测不同侵蚀时间下水泥砂浆试件强度和侵蚀产物的变化，揭示石灰石粉对水泥砂浆抗盐酸与硫酸镁复合侵蚀性能的影响。结果表明：前期侵蚀溶液的pH变化较快，后期较慢；在侵蚀28d之前，砂浆试件的强度呈上升趋势，28 d之后随着石灰石粉掺量的增加，强度呈下降趋势。侵蚀过程中主要表现为酸与氢氧化钙和碳酸钙的反应，镁离子侵蚀并不明显；由于硫酸根离子的存在，侵蚀过程中会生成石膏，可延缓侵蚀进程。     

水泥-石灰石基胶凝材料抗硫酸盐侵蚀机理研究

往水泥基胶凝材料中掺入石灰石粉虽可有效提高其早期强度和抗渗性,但同时会带来硫酸盐侵蚀问题。将掺有石灰石粉的水泥胶砂试件放入5%的Na2SO4溶液中进行长期浸泡腐蚀,然后测试试件强度,并对其进行XRD分析和SEM观察。研究结果表明:在硫酸盐侵蚀下,试件中生成石膏晶体造成试件劣化;侵蚀反应还造成碳铝酸钙水化产物的分解,促使试件腐蚀破坏;石膏膨胀和水化产物分解的共同作用是造成掺石灰石粉水泥基胶凝材料破坏的主要原因。     

硫酸盐侵蚀作用下粉煤灰-低热水泥浆体力学性能演化与预测

为分析硫酸盐侵蚀对低热水泥基材料的长龄期力学性能影响，采用硫酸钠溶液全浸泡试验法，测试不同粉煤灰掺量的低热水泥净浆试件硫酸根离子含量、维氏硬度和抗压强度演化规律，探究其侵蚀时变行为和损伤机理，建立了粉煤灰-低热水泥浆体强度损失预测模型。结果表明，适量的粉煤灰能够提高低热水泥抗硫酸盐侵蚀能力，但当掺量过高时浆体抗侵蚀性能开始下降；根据维氏硬度分布可将试件分为损伤区、增强区和完好区，基于此建立的侵蚀水泥石力学性能退化模型具有较高计算精度。     

硫铝酸盐水泥混凝土抗侵蚀性能试验研究

齐古水库是以灌溉、供水、防洪、反调节等综合开发任务为主的中型水利工程。在修建齐古水库时通过配置不同水胶比的硫铝酸盐水泥胶砂试件进行不同类型侵蚀溶液的侵蚀试验,研究其不同类型、不同浓度及不同水胶比等侵蚀溶液对硫铝酸盐水泥混凝土抗侵蚀性能的影响,并通过测试进一步分析硫铝酸盐水泥混凝土在不同类型侵蚀溶液中的抗侵蚀机理。结果表明,硫铝酸盐水泥试件在硫酸盐侵蚀中表现出较好的抗侵蚀能力,侵蚀产物主要生成钙矾石,且对提高试件的强度有一定的作用;在镁盐侵蚀溶液中主要生成氢氧化镁与水化硅酸镁,对试件的强度会产生一些不利影响;而在硫酸盐与镁盐双重侵蚀溶液中,具备两种侵蚀的综合特点,但抗侵蚀能力高于纯镁盐侵蚀环境。     

水泥砂浆受硫酸钠侵蚀时力学特性的尺寸效应研究

为了解水泥砂浆试件经海水侵蚀时的尺寸效应,分别采用3种尺寸的正方体试件放在硫酸钠溶液中侵蚀,后每隔一定时间取出部分试件进行单轴压缩试验,分析不同尺寸试件的单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量的差异。研究结果表明试件经硫酸钠侵蚀时强度的尺寸效应存在一个临界值,随着试件尺寸的增加,侵蚀对强度的影响效应会呈现增加后减小的规律;不同尺寸的试件经硫酸钠侵蚀时,其峰值应变和弹性模量的差异没有强度的差异明显。     

水泥石的腐蚀与防止

硅酸盐水泥硬化后在某些腐蚀性介质作用下,会逐渐受到侵害、性能改变,强度降低,严重时会引起整个工程结构的破坏,腐蚀足一个相当复杂的过程。引起水泥石破坏的主要原因有以下几种。一、软水侵蚀(溶出性侵蚀)软水能使水泥水化产物的氢氧化钙溶解,并促使水泥石中其他水化产物发生分解,强度下降。故软水侵蚀称为溶出性侵蚀。     

干湿循环下硫酸根在混凝土中的传输规律研究

按一定周期将混凝土试件在硫酸钠溶液中浸泡后再风干形成干湿循环作用,通过钻芯、分层切片、研磨提取水泥石粉末样本进行化学分析,测定不同龄期、不同深度混凝土中的硫酸根离子含量,研究了不同侵蚀龄期、不同硫酸钠溶液浓度对硫酸根离子在混凝土内传输的影响规律.结果表明:在相同侵蚀龄期下,硫酸根离子含量随深度的增加而不断减小;混凝土受侵蚀深度及硫酸根离子含量与硫酸钠溶液浓度、侵蚀龄期具有较为复杂的相关性,低浓度溶液使混凝土受侵蚀深度较大但硫酸根离子含量较低,高浓度溶液使混凝土受侵蚀深度较小但硫酸根离子含量较高;侵蚀龄期达到360 d以后,混凝土表层出现剥落现象,剥落深度随溶液浓度增大而增加并导致影响深度范围内的硫酸根离子含量降低.     

不同碳酸钙钙源对CFPK加固风积沙的影响

仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)溶液是一种环境友好型固沙材料,碳酸钙钙源对CFPK溶液的制备及其特性有重要影响。为了给CFPK在固沙方面的推广应用提供参考,选择分析纯碳酸钙、生物碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙4种材料作为制备CFPK溶液的碳酸钙钙源,通过化学试验、力学试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验等,分析了不同碳酸钙钙源制备的CFPK溶液的固沙效果。结果表明：1)4种碳酸钙钙源制备的CFPK溶液在反应达到平衡时,电导率和钙离子浓度基本相同,即钙源对碳酸氢钙溶解度影响很小,但是反应速度差别明显,其中重质碳酸钙的反应速率最快、生物碳酸钙的反应速率最慢;2)不同碳酸钙固化沙的表面强度、抗风蚀能力差异明显,重质碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力大于其他3种碳酸钙的,生物碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力最小;3)4种碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体矿物成分基本相同,主要为方解石,但不同碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体的含量和形态有所不同,分析纯碳酸钙生成的碳酸钙晶体主要为六面体方解石,其他3种碳酸钙生成的碳酸钙晶体以薄片状为主,其中重质碳酸钙生成的碳酸钙晶体尺寸大、高度聚集、致密性高,因此重...     

保证和提高混凝土抗碳化能力的施工控制

空气中的二氧化碳气体不断地透过混凝土中未完全充水的粗大孔道，气相扩散到混凝土中部分充水的毛细孔中．与其中的孔隙液所溶解的氢氧化钙进行中和反应．生成碳酸钙和水。碳酸钙溶解度低．沉积于毛细孔中。反应后。毛细孔周围水泥石中的羟钙石补充溶解为Ca^2 和OH^-，反向扩散到孔隙液中，与继续扩散进来     

不同矿物掺和料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

硫酸盐侵蚀是威胁工程结构耐久性中比较典型的一种形式。通过实验,研究了不同矿物掺和料混凝土试件在不同浸泡方式和不同侵蚀离子类型作用下的抗硫酸盐侵蚀性能,测定了不同掺和料混凝土在不同侵蚀条件下的各龄期耐蚀系数,并对掺粉煤灰、矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价。结果表明：硫酸盐侵蚀环境中存在的镁离子对混凝土破坏作用更大;相较而言,矿渣粉火山灰活性较高,能够较早发挥火山灰效应,使混凝土结构更加密实;与掺30%粉煤灰的混凝土相比,掺30%矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能更好;在工程干湿交替区域,混凝土中不宜掺入粉煤灰,可掺入适量的矿渣粉延缓混凝土受侵蚀破坏作用。     

矿物掺合料对高性能混凝土抗压强度的影响分析

针对目前国内外对不同类型及含量矿物掺合料对高性能混凝土抗压强度随时间变化的规律研究较少的情况,文章设计了13组混凝土试件,分别研究不同含量的粉煤灰、矿渣粉、石灰粉以及双掺粉煤灰和矿渣粉在不同龄期对高性能混凝土抗压强度的影响规律。结果表明:掺入粉煤灰会对混凝土早期的抗压强度发展产生不良影响,掺入矿渣粉可大幅提高混凝土的后期强度;双掺矿渣粉和粉煤灰会导致前期混凝土抗压强度显著下降,但后期其抗压强度会显著提高;石灰石粉作为一种惰性材料会降低混凝土强度,且掺量越高,降幅越大。     

大掺量石灰石粉对水泥胶砂性能的影响

研究石灰石粉在20%、30%、40%和50%大掺量下的水泥胶砂性能。试验结果表明:石灰石粉可发挥微晶核效应,减少水泥净浆标准稠度用水量,缩短凝结时间,降低胶砂需水量比,具有一定的减水效应;石灰石粉可促进水泥早期水化放热,水泥胶砂的水化热和干缩率随石灰石粉的掺量增大而降低,故石灰石粉的掺入可降低混凝土开裂的风险;石灰石粉虽然在水化后期具有一定的活性,但大掺量的石灰石粉会使水泥胶砂后期强度损失较大,在实际应用中应当引起重视。     

应力作用下硫酸根离子在混凝土中的传输规律

对强度等级为C40的混凝土试件施加3种弯拉应力后,浸泡于浓度为50 000 mg/L的硫酸钠溶液中,当侵蚀龄期达到90、180、360、540 d时,采用钻芯、分层切片、研磨方式提取水泥石粉末样本进行化学分析,测定不同深度处混凝土的硫酸根离子含量。结果表明:混凝土中硫酸根离子含量均随深度的增加而减小,受侵蚀范围内同一深度处混凝土的硫酸根离子含量随龄期的增长而增加;压应力对硫酸根离子由外部侵蚀溶液向混凝土内的传输具有一定的抑制作用,拉应力则对其传输具有加速效果且传输速率随拉应力的增大而提高。     

石灰石粉用作碾压混凝土掺和料的试验研究

研究掺20%,30%,40%石灰石粉的碾压混凝土的和易性、力学性能、变形性能、热学性能、耐久性、层面结合等特性,分析石灰石粉在碾压混凝土中的作用机理。试验结果表明：石灰石粉掺和料对碾压混凝土的和易性、抗渗、抗冻性能影响较小,随石粉掺量的增加,碾压混凝土的凝结时间变短、强度降低、干缩增大、抗硫酸盐侵蚀性能与层面结合强度降低,但其绝热温升降低、自生体积变形减小、早期抗压强度略高。石灰石粉作碾压混凝土掺和料在工程实践中具有较好的经济效益和社会效益,应用前景广阔。     

侵蚀方式对硫酸根离子在混凝土中传输的影响

对连续浸泡和干湿循环 2 种侵蚀方式下硫酸根离子在混凝土中的传输过程进行了比较研究。选取混凝土强度等级为 C40 ,采用室温下自然干燥方式,硫酸钠侵蚀溶液的浓度为 800,6 000,50 000 mg/L 。当侵蚀龄期分别达到 30,90 ,180 ,360,580 d 时,采用钻芯、分层切片、研磨提取水泥石粉末样本进行化学分析,测定不同深度处混凝土的硫酸根离子含量。结果表明：总体上看干湿循环与连续浸泡相比更具有加速硫酸根离子向混凝土内传输的作用,使同深度处硫酸根离子含量增加;浓度较低的侵蚀溶液硫酸根离子具有更易于向混凝土深处传输的趋势,使较深处硫酸根离子含量增加;浓度较高的侵蚀溶液更偏于按着由表及里破坏的方式对混凝土产生侵蚀,使高含量的硫酸根离子聚集在浅层混凝土中。     

环境侵蚀对水泥土力学性质的影响

随着水泥土搅拌法在工程中的广泛应用,环境侵蚀对其影响的问题逐渐暴露出来。本文通过自制水泥土试块,配置不同浓度的MgSO_4和MgCl_2溶液模拟环境侵蚀,测试了不同侵蚀环境中水泥土的无侧限抗压强度。结果表明,在环境侵蚀作用下:应变较小时水泥土就会产生破坏;水泥土的强度在一定程度上受到了影响,在工程应用中应该将环境侵蚀作为其强度的影响因素进行考虑;在NaCl溶液的环境中,MgSO_4溶液对水泥土的抗压强度影响低于MgCl_2溶液。     

矿渣粉与粉煤灰改善水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能差异研究

采用宏观观测与微观测试相结合的方法对掺矿渣粉与粉煤灰水泥基材料抗侵蚀性能的差异进行研究。通过测定掺矿渣粉与粉煤灰胶砂试件的抗蚀系数来判断其抗侵蚀性能,结合扫描电子显微镜、X射线衍射等微观测试手段分析矿渣粉与粉煤灰改善水泥基材料抗侵蚀性能差异的内在机理。结果表明:矿渣粉与粉煤灰对水泥基材料抗侵蚀性能的改善效果主要与自身活性矿物含量、火山灰活性及侵蚀溶液的SO_4~(2-)浓度有关。侵蚀前,矿渣粉的火山灰反应程度远高于粉煤灰,对水泥基材料抗侵蚀性能的改善效果较好。SO_4~(2-)浓度≤4 000 mg/L时,矿渣粉更易析出活性Al~(3+),会加速钙矾石生成,掺矿渣粉水泥基材料抗侵蚀性能相对较差。SO_4~(2-)浓度≥8 000 mg/L时,掺矿渣粉水泥基材料中钙矾石与石膏生成量均少于掺粉煤灰水泥基材料,抗侵蚀性能相对较好。     

聚丙烯纤维硅粉水泥土力学性质试验研究

在硅粉水泥土中掺加聚丙烯纤维配制试样,进行无侧限抗压强度试验和不同围压下的三轴试验,结果表明:聚丙烯纤维的掺加可以有效提高水泥土体的强度,且土体强度随纤维掺加量的增加而增强;随着围压的提高,水泥土试件的破坏应力和破坏应变均逐渐增大,掺入聚丙烯纤维的水泥土试件在不同围压下的破坏应力均高于同条件下未掺加纤维的试件。     

石灰石粉替代粉煤灰对藏木水电站大坝混凝土性能影响的试验研究

石灰石粉具有一定的反应活性,能缓慢地与水泥水化产物发生反应,生成具有一定强度的水化产物,充填混凝土孔隙,改善混凝土的孔隙结构,从而提高混凝土的性能.结合藏木水电站实际开展的石灰石粉替代粉煤灰对大坝混凝土性能影响的试验研究表明:采用石灰石粉部分替代粉煤灰可以配制出满足设计要求的大坝混凝土,石灰石粉替代量建议以60％为宜.     

清水及硫酸溶液浸泡下花岗岩残积土强度演化特征研究

为了揭示不同浸泡环境下花岗岩残积土的强度演化特征,考虑到花岗岩残积土的结构损伤与介质溶解,以不同硫酸溶液浓度和浸泡时间作为试验变量,开展清水及硫酸溶液浸泡下试样的波速测试、快剪试验以及质量测试。研究表明:试样浸泡在清水中时,其黏聚力、内摩擦角和纵波波速均随浸泡时间增加呈指数衰减,28 d～40 d后稳定,硫酸溶液中则随硫酸浓度增加呈指数衰减,浓度增加到5%后趋于稳定;分别以黏聚力、内摩擦角和纵波波速的定义损伤变量,在清水浸泡下随浸泡时间增长而增大,浸泡28 d～40 d后稳定,在硫酸溶液浸泡下随硫酸浓度增加而增大,浓度增加到5%后趋于稳定;黏聚力和纵波波速演化特征相似,可通过纵波波速推算黏聚力。