用电阻率法确定混凝土结构形成的发展阶段及结构形成动力学参数

测定和分析了水灰比为0.4和0.5的不同骨料掺量(Va)的混凝土早龄期(24 h)水化期间电阻率发展的特性.根据电阻率微分曲线上的特征峰值点将混凝土分为:溶解和结晶期、诱导和凝结期、硬化加速期、硬化减速期4个结构形成发展阶段.相同水灰比、不同骨料掺量的混凝土电阻率微分曲线上的前2个特征峰值点对应的时间几乎相等,骨料含量高(Va=70％)的混凝土的第3个特征峰值点对应的时间延长,这与其界面过渡区面积较大有关.不同水灰比、相同骨料掺量的混凝土的电阻率微分曲线表明,水灰比为0.4时混凝土的3个特征峰值点对应的时间都提前,这与低水灰比基体材料的结构密实速度较快有关.混凝土电阻率随时间对数的发展在硬化后表现出线性关系,混凝土电阻率时间对数曲线斜率越大,说明单位体积混凝土中的骨料量较多,或者净浆基体的水泥颗粒较多.     

硫硅酸钙对粉煤灰水泥体系性能的影响

硫硅酸钙是硫铝酸盐水泥熟料煅烧过程中形成的一种过渡性矿物,该矿物在Al(OH)4-存在条件下活性可得以有效激发,本文研究了硫硅酸钙对粉煤灰硅酸盐水泥体系凝结时间、强度的影响规律,并对水泥体系7d水化产物进行了XRD分析.结果表明,当硫硅酸钙掺量为5％时,水泥初凝、终凝时间稍微延长,当硫硅酸钙的掺量大于5％时,粉煤灰水泥体系的初凝、终凝时间显著低于未掺粉煤灰的水泥体系;硫硅酸钙5％掺量下可显著提高粉煤灰水泥体系的早期、后期强度,当硫硅酸钙掺量为15％时,水泥强度有所降低;从水化产物的微观分析来看,硫硅酸钙适宜的掺加促进了水泥矿物的水化以及水化产物钙矾石的形成,并且在粉煤灰掺入后,水化产物的形成量增加更加明显.     

氢氧化钙对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化影响

通过凝结时间、抗压强度和电阻率等分析手段,研究了Ca(OH)2对硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化过程的影响.结果表明,掺入Ca(OH)2明显缩短了硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的凝结时间;当Ca(OH)2掺量为0.5%时,初凝时间最短,1 d、28 d强度均明显提高;当Ca(OH)2的掺量为2%时,28 d强度相比空白样提高了61.9%;掺入Ca(OH)2后,硫铝酸盐水泥-粉煤灰复合胶凝材料的1 d电阻率减小,随着Ca(OH)2掺量增大,电阻率逐渐减小,电阻率变化率极大值提前,说明Ca(OH)2加快了该复合胶凝材料的早期水化进程.XRD分析表明,掺入Ca(OH)2后,水化1 d时钙矾石的生成量增多,消耗无水硫铝酸钙的量增多;水化28 d时钙矾石的生成量相对变化较小,但强度明显增大,粉煤灰对硫铝酸盐水泥强度的贡献较为明显.     

采用电阻率法研究水泥水化过程

用无接触电阻率测定仪测定了不同水灰比水泥浆基体的电阻率随时间变化的特征曲线ρ(t)-t,研究了普通硅酸盐水泥的水化特性。研究表明：基体电阻率ρ(t)是液相电阻率ρ0(t)和孔隙率φ的函数。实验结果说明：根据基体电阻率曲线的特征点将水泥水化过程划分为溶解期、诱导形成期和诱导期、凝结硬化期3个阶段。钙矾石包裹层的形成导致水化进入诱导期,渗透压导致包裹层的破裂,使水化进入凝结硬化期。溶解期电阻率的下降主要与水泥浆体中液相离子浓度的增加相关。诱导形成期和诱导期电阻率变化小,此时液相离子浓度和孔隙率的变化都较小,凝结硬化期电阻率的上升主要与水泥浆体孔隙率的下降相关。     

纳米SiO_2对水泥粉煤灰胶凝材料早期水化硬化的影响

利用纳米SiO_2对水泥-粉煤灰体系早期水化硬化促进作用,可以显著弥补大掺量粉煤灰体系凝结时间长、早期强度较低的缺陷。结果表明,掺有占胶凝材料质量5%的纳米SiO_2的水泥-粉煤灰净浆(粉煤灰取代率为40%)凝结时间与水泥净浆相当。纳米SiO_2可显著提高水泥-粉煤灰砂浆早期(3-7d)强度,且粉煤灰取代率越高,增强作用越明显,5%纳米SiO_2掺量可提高40%和60%粉煤灰取代率砂浆7d强度达到50%和68%。拌合物中纳米SiO_2促进了水泥水化硬化过程,密实了水泥石结构。结果表明,纳米SiO_2的掺入有利于大掺量粉煤灰、绿色混凝土的开发和利用。     

固硫灰对水泥早期水化行为的影响

为了探讨固硫灰作水泥掺和料的水化行为,研究了不同细度固硫灰替代部分水泥时胶凝体系1d水化电阻率和水化放热的变化,分析了不同细度固硫灰对水泥早期水化行为的影响.结果显示:掺入30%的固硫灰后胶凝体系1d水化电阻率增大,并且增大幅度与固硫灰的细度呈正比;掺加固硫灰能够影响水泥的凝结时间,具体表现为掺加原灰延长了水泥的初凝时间,而掺加磨细灰缩短了水泥的初凝时间;掺加固硫灰增大了水泥1d内水化放热量,且掺加磨细灰的早期水化放热量要高于掺加原灰的试样.结果证明磨细灰前期水化速度加快,有利于降低后期膨胀性.     

工业废渣无水泥双液注浆材料的研究

根据碱激发工业废渣原理研究制备了一种新型双液注浆材料,结果表明:其凝结时间可调,初凝范围从几十秒到3 h,终凝范围从30 min到15 h;强度高,28 d强度可达30 MPa;随着水灰比和粉煤灰掺量的增加,凝结时间延长,强度降低;随着水玻璃掺量的增加,强度降低,凝结时间延长;随着水玻璃模数由1增加到3.19,硬化体强度上升,凝结时间缩短.并对该材料在武汉长江隧道工程的应用进行了优选.     

水化热抑制剂对水泥-粉煤灰胶凝材料水化和混凝土性能的影响

探究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰胶凝材料水化过程和混凝土性能的影响。通过改变粉煤灰在胶凝材料中的占比和水化热抑制剂的掺量,观察了胶凝材料的水化过程以及混凝土的绝热温升、力学性能和干燥收缩特性。胶凝材料的水化热测试结果表明,在含有粉煤灰的胶凝材料中,水化热抑制剂降低胶凝材料的放热速率峰值、延后放热峰出现时间的作用更加明显。硬化浆体的相组成和微观结构测试表明,水化热抑制剂对胶凝材料水化程度的抑制主要发生在7 d前。混凝土试验结果表明,水化热抑制剂会放缓混凝土的绝热温升速率,降低粉煤灰混凝土的早期强度并增加干燥收缩。     

矿物掺合料对氯氧镁水泥早期水化行为的影响

研究了矿物改性氯氧镁水泥前期水化行为,绘制了各矿物掺合料氯氧镁水泥水化电阻率-时间曲线,测试终凝时间以及1 d抗弯与抗压强度。结果表明,矿物掺合料能够延缓氯氧镁水泥水化速度,并随着矿物掺合料掺量的提高,其水化速度逐渐变慢。同等掺量下硅灰延缓反应时间的作用最为明显,其次是石粉与粉煤灰。硅灰的掺入延缓氯氧镁水泥水化速度,大幅度提高其初终凝时间,降低早期强度,其掺量不宜超过20%。粉煤灰与石粉氯氧镁水泥初终凝时间均在规范要求以内,对早期抗弯拉强度与抗压强度影响幅度相对较小。添加粉煤灰与石粉试样晶体较掺硅灰试样结晶程度更高。     

水化热抑制剂对水泥-粉煤灰胶凝材料水化和混凝土性能的影响EI北大核心CSCD

探究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰胶凝材料水化过程和混凝土性能的影响。通过改变粉煤灰在胶凝材料中的占比和水化热抑制剂的掺量,观察了胶凝材料的水化过程以及混凝土的绝热温升、力学性能和干燥收缩特性。胶凝材料的水化热测试结果表明,在含有粉煤灰的胶凝材料中,水化热抑制剂降低胶凝材料的放热速率峰值、延后放热峰出现时间的作用更加明显。硬化浆体的相组成和微观结构测试表明,水化热抑制剂对胶凝材料水化程度的抑制主要发生在7 d前。混凝土试验结果表明,水化热抑制剂会放缓混凝土的绝热温升速率,降低粉煤灰混凝土的早期强度并增加干燥收缩。     

Electrical resistivity and corrosion potential of reinforced concrete: influencing factors and prediction models

Abstract

This paper presents two models: one for predicting the electrical resistivity of concrete and the other for the corrosion potential of reinforcing steel. The prediction models were developed based on experimental results, considering various influencing factors. The experiment approach included the concrete mix proportion, chloride content, concrete cover thickness and time of exposure as the parameters. The results revealed that fly ash concrete showed significantly high electrical resistivity even in the presence of chloride ions. The effects of fly ash became more significant when the water to binder ratio was lower. Chloride ions also decreased the corrosion potential of steel in both the OPC and fly ash concrete. The corrosion potential was found less negative for fly ash concrete due to higher electrical resistivity. The prediction results show good agreement with the experimental results of this study and some other researchers.     

粉煤灰对水泥浆体的电阻率与化学收缩的影响

研究了粉煤灰掺量分别为0、20%和40%,水胶比为0.4的水泥浆体的抗压强度、电阻率、化学收缩以及水化产物的变化规律.电阻率采用无电极电阻率法进行测试,化学收缩采用ASTM C1608-12规定的膨胀测定法进行测试.结果表明,在250 d龄期时,粉煤灰掺量为20%的硬化水泥浆体抗压强度仅比空白组低5%;当粉煤灰掺量增大时,水泥浆体在3 d龄期时的强度、电阻率和化学收缩均减小,抗压强度与电阻率之间具有很好的线性关系.XRD及热重分析表明,随着粉煤灰掺量增加,水化硅酸钙含量减少,在3 d龄期时水化产物中出现了钙矾石.     

严苛侵蚀作用对优化导电混凝土性能的影响

干湿交替和硫酸盐腐蚀引起的损伤严重影响导电混凝土服役时的长期稳定性。本研究以碳纤维、石墨作为导电相材料,掺入粉煤灰和硅灰制备导电混凝土,在干湿交替和硫酸盐腐蚀耦合作用下,讨论粉煤灰、硅灰掺量对导电混凝土力学性能与电学性能的影响。综合导电混凝土的力学性能与电学性能衰变定义了服役性能劣化指标。结果表明：掺入粉煤灰和硅灰后提升了导电混凝土在干湿交替和硫酸盐腐蚀下的耐久性和导电稳定性;当粉煤灰和硅灰的总掺量一定时,提高粉煤灰占比能够有效降低干湿交替和硫酸盐腐蚀造成的强度损失,并提高导电混凝土的导电稳定性。     

Utilization of fly ash with silica fume and properties of Portland cement-fly ash-silica fume concrete

This paper reports the normal consistency, setting time, workability and compressive strength results of Portland cement-fly ash-silica fume systems. The results show that water requirement for normal consistency was found to increase with increasing SF content while a decrease in initial setting time was found. Workability, measured in term of slump, was found to decrease with silica fume content (compared to blends without silica fume). However, it must be noted that despite the reduction in the slump values, the workability of Portland cement-fly ash-silica fume concrete in most cases remained higher than that of the Portland cement control concrete. Furthermore, the utilization of silica fume with fly ash was found to increase the compressive strength of concrete at early ages (pre 28 days) up to 145% with the highest strength obtained when silica fume was used at 10 wt%. Moreover, scanning electron micrographs show that utilization of fly ash with silica fume resulted in a much denser microstructure, thereby leading to an increase in compressive strength.     

Effect of steam curing on class C high-volume fly ash concrete mixtures

The effect of steam curing on concrete incorporating ASTM Class C fly ash (FA), which is widely available in Turkey, was investigated. Cement was replaced with up to 70% fly ash, and concrete mixtures with 360 kg/m³ cementitious content and a constant water/binder ratio of 0.4 were made. Compressive strength of concrete, volume stability of mortar bar specimens, and setting times of pastes were investigated. Test results indicate that, under standard curing conditions, only 1-day strength of fly ash concrete was low. At later ages, the strength values of even 50% and 60% fly ash concretes were satisfactory. Steam curing accelerated the 1-day strength but the long-term strength was greatly reduced. Setting time of fly ash-cement pastes and volume stability of mortars with 50% or less fly ash content were found to be satisfactory for standard specimens. In addition, for steam curing, this properties were acceptable for all replacement ratios.     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结承载力

通过对粉煤灰混凝土试件的直接拔出试验,分析粉煤灰掺量与冻融作用对粘结试件的初始滑移粘结强度、劈裂强度、极限粘结强度及粘结强度-滑移曲线下的面积作为粘结试件韧性评价指标的变化规律.试验结果表明:钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;试件粘结韧性随粉煤灰掺量的增加先降低后增强,粉煤灰掺量较大的试件在加载过程中表现出良好的韧性;冻融作用对试件极限粘结强度的影响程度随粉煤灰掺量增大而减小,40%粉煤灰试件在冻融环境下表现出较好的粘结韧性.掺入较多粉煤灰可以在一定程度上减缓粘结试件的冻融损伤.     

粉煤灰对磷酸镁水泥的影响

研究了粉煤灰掺量对磷酸镁水泥凝结时间、流动度和抗压强度的影响规律,通过XRD和SEM-EDS分析了粉煤灰对磷酸镁水泥的作用机理.结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,磷酸镁水泥的凝结时间先减小后增大,流动度先增大后减小,而抗压强度随着粉煤灰掺量的增大而降低.     

新型矿渣-粉煤灰混凝土试验研究

以氢氧化钠激发矿渣和粉煤灰,在不用熟料的情况下,研究了碱激发矿渣粉煤灰混凝土的工作性、凝结时间及粉煤灰细度和矿渣、粉煤灰的比例对混凝土强度的影响。最后,在无特殊措施的情况下配制出标号达C50的混凝土。     

复合矿物功能掺合料对粉煤灰激活增强的研究

根据激发粉煤灰活性机理研制了一种复合矿物功能掺合料,针对其对粉煤灰活性激发增强效果进行了系统研究。结果表明,用Ⅱ级粉煤灰、复合矿物功能掺合料置代50%以上水泥配制的胶砂、普通混凝土和高性能混凝土的早期强度、后期强度均大幅度提高。其中强度等级C15-C100 的混凝土不仅单方可节约水泥 50%以上,而且其强度较单掺粉煤灰有显著提高,具有显著的经济和社会效益。